سوال ۶۴ کنکور ارشد مهندسی برق ۱۴۰۴

در مدار زیر، مقدار بهره ولتاژ $\left(\frac{V_o}{V_s}\right)$ به کدام مورد نزدیک‌تر است؟ (کلیه ترانزیستورها مشابه هستند.)

$V_A = ۱۰۰\ \text{v},\qquad V_T = ۲۵\ \text{mv},\qquad \beta = ۱۰۰$

شرح مدار (تغذیه $+۵$ ولت و $-۵$ ولت): یک منبع جریان $۱\ \text{mA}$ از کلکتور ترانزیستور PNP مرجع $Q_{۱۰}$ (امیتر روی $+۵$ ولت) جریان می‌کشد؛ $Q_{۱۰}$ و $Q_۹$ (PNP، امیتر روی $+۵$ ولت و بیس به کلکتور متصل) یک آینه جریان $۱{:}۱$ می‌سازند و $Q_۹$ جریان $۱\ \text{mA}$ را به گره مشترک ترانزیستورهای ورودی npn یعنی $Q_۱$ و $Q_۲$ می‌دهد؛ کلکتورهای $Q_۱$ و $Q_۲$ به هم و به همین گره وصل‌اند و بیس آن‌ها به ترتیب با $+V_s/۲$ (چپ، $Q_۱$) و $-V_s/۲$ (راست، $Q_۲$) تحریک می‌شود. امیتر $Q_۱$ به امیتر ترانزیستور pnp یعنی $Q_۳$ و امیتر $Q_۲$ به امیتر $Q_۴$ (pnp) متصل است و بیس $Q_۳$ و $Q_۴$ به هم و به گره بایاس منبع $۱\ \text{mA}$ وصل شده‌اند. کلکتور $Q_۳$ بار آینه جریان کاسکود را تغذیه می‌کند: $Q_۵$ (npn، دیودی) روی $Q_۷$ (npn، دیودی، امیتر روی $-۵$ ولت) که ولتاژ بیس آن‌ها به $Q_۶$ (روی $Q_۸$ با امیتر $-۵$ ولت) کپی می‌شود. خروجی $V_o$ در گره اتصال کلکتور $Q_۴$ و کلکتور $Q_۶$ گرفته شده است.