模電第1單元自測題解答.doc

第1章 習(xí)題 一、填空題：1. N型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中摻入極微量的 五 價元素構(gòu)成。這種半導(dǎo)體內(nèi)的多數(shù)載流子為 自由電子 ，少數(shù)載流子為 空穴 ，定域的雜質(zhì)離子帶 正 電。2. 雙極型三極管內(nèi)部分有 基 區(qū)、 發(fā)射 區(qū)和 集電 區(qū)三個區(qū)， 發(fā)射 結(jié)和 集電 結(jié)兩個PN結(jié)，從三個區(qū)向外引出三個鋁電極。3. PN結(jié)正向偏置時，內(nèi)、外電場方向 相反 ，電阻很 小 ， 多子擴(kuò)散 形成較大的正向電流，PN結(jié)導(dǎo)通；PN結(jié)反向偏置時，其內(nèi)、外電場方向 相同 ，電阻很 大 ， 少子漂移 形成很小的反向電流，PN結(jié)幾乎截止。PN結(jié)的這種特性稱為 單向?qū)щ?性。4. 二極管的伏安特性曲線劃分為四個區(qū)，分別是 死 區(qū)、 正向?qū)?區(qū)、 反向截止 區(qū)和 反向擊穿 區(qū)。5. 用指針式萬用表檢測二極管極性時，需選用歐姆擋的 R1k 檔位，檢測中若指針偏轉(zhuǎn)較大，可判斷與紅表棒相接觸的電極是二極管的 陰 極；與黑表棒相接觸的電極是二極管的 陽 極。檢測二極管好壞時，若兩表棒位置調(diào)換前后萬用表指針偏轉(zhuǎn)都很大，說明二極管已經(jīng)被 擊穿 ；兩表棒位置調(diào)換前后萬用表指針偏轉(zhuǎn)都極小時，說明該二極管已經(jīng) 老化不通 。6. BJT中，由于集電極大電流ic受基極小電流ib控制，屬于 電流 控制型器件；FET中，由于漏極大電流iD受柵源電壓uGs控制，屬于 電壓 控制型器件。7. 溫度升高時，PN結(jié)內(nèi)電場增強(qiáng)，造成二極管正向電壓 減小 ，反向電壓 增大 。8. 穩(wěn)壓管正常工作時應(yīng)在 反向擊穿 區(qū)；發(fā)光二極管正常工作時應(yīng)在 正向?qū)?區(qū)；光電二極管正常工作應(yīng)在 反向截止 區(qū)。9. 晶閘管有陽極、 陰 極和 門控 極三個電極。10. 晶閘管既有單向?qū)щ姷?整流 作用，又有可以控制導(dǎo)通時間的作用。晶閘管正向?qū)ǖ臈l件是 陽極加正電壓時，門控極也要有正向觸發(fā)電壓 ，關(guān)斷的條件是 晶閘管反偏或電流小于維持電流 。二. 判斷下列說法的正確與錯誤：1. 半導(dǎo)體中自由電子是帶負(fù)電的離子，空穴是帶正電的離子。 （ 錯 ）2. 晶體管和場效應(yīng)管都是由兩種載流子同時參與導(dǎo)電。 （ 錯 ）3. 用萬用表測試晶體管好壞和極性時，應(yīng)選擇歐姆檔R10k檔位。 （ 錯 ）4. 溫度升高后，本征半導(dǎo)體內(nèi)自由電子和空穴數(shù)目都增多，且增量相等。（ 對 ）5. 無論在任何情況下，三極管都具有電流放大能力。 （ 錯 ）6. PN結(jié)的單向?qū)щ娦灾挥性谕饧与妷簳r才能體現(xiàn)出來。 （ 對 ）7. 二極管只要工作在反向擊穿區(qū)，一定會被擊穿而造成永久損壞。 （ 錯 ）8. 在N型半導(dǎo)體中如果摻入足夠量的三價元素，可改變成P型半導(dǎo)體。 （ 對 ）9. 場效應(yīng)管若出廠前襯底與源極相連，則漏極和源極就不能互換使用。 （ 對 ）10. 雙極型三極管的集電極和發(fā)射極類型相同，因此可以互換使用。 （ 錯 ）11. 只要晶閘管門極上加正向觸發(fā)電壓，晶閘管就會導(dǎo)通。 （ 錯 ）12. 晶閘管觸發(fā)脈沖與主電路不需要同步。 （ 錯 ）三單項選擇題： 1. 單極型半導(dǎo)體器件是（ C ）。A、二極管 B、雙極型三極管 C、場效應(yīng)管 D、穩(wěn)壓管2. P型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中加入微量的（ A ）元素構(gòu)成的。A、三價 B、四價 C、五價 D、六價3. 特殊二極管中，正常工作時是在反向擊穿區(qū)的是（ A ）。A、穩(wěn)壓二極管 B、發(fā)光二極管 C、光電二極管 D、變?nèi)荻O管4. 用萬用表檢測某二極管時，發(fā)現(xiàn)其正、反電阻均約等1k，說明該二極管（ C ）。A、已經(jīng)擊穿 B、完好狀態(tài) C、內(nèi)部老化不通 D、無法判斷5. PN結(jié)兩端加正向電壓時，其正向電流是（ A ）而成。A、多子擴(kuò)散 B、少子擴(kuò)散 C、少子漂移 D、多子漂移6. 測得NPN型三極管上各電極對地電位分別為VE2.1V，VB2.8V，VC4.4V，說明此三極管處在（ A ）。A、放大區(qū) B、飽和區(qū) C、截止區(qū) D、反向擊穿區(qū)7. 絕緣柵型場效應(yīng)管的輸入電流（ C ）。A、較大 B、較小 C、為零 D、無法判斷8. 正弦電流經(jīng)過二極管整流后的波形為（ C ）。A、矩形方波 B、等腰三角波 C、正弦半波 D、仍為正弦波9. 在摻雜半導(dǎo)體中，多子的濃度主要取決于（ B ）；少子的濃度則受（ A ）的影響很大。A、溫度 B、摻雜濃度 C、摻雜工藝 D、晶體缺陷10. 若使三極管具有電流放大能力，必須滿足的外部條件是（ B ）A、發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)正偏 B、發(fā)射結(jié)反偏、集電結(jié)反偏C、發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏 D、發(fā)射結(jié)反偏、集電結(jié)正偏四簡答題： 1. N型半導(dǎo)體中的多子是帶負(fù)電的自由電子載流子，P型半導(dǎo)體中的多子是帶正電的空穴載流子，因此說N型半導(dǎo)體帶負(fù)電，P型半導(dǎo)體帶正電。上述說法對嗎？為什么？ 答：這種說法是錯誤的。因為，晶體在摻入雜質(zhì)后，只是共價鍵上多出了電子或少了電子，從而獲得了N型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體，但整塊晶體中既沒有失電子也沒有得電子，所以仍呈電中性。2. 某人用測電位的方法測出放大電路中晶體管三個管腳的對地電位分別為管腳12V、管腳3V、管腳3.7V，試判斷管子的類型以及各管腳所屬電極。答：管腳和管腳電壓相差0.7V，顯然一個硅管，其中管腳電位高于管腳，管腳電位最高，符合NPN管的放大電路中集電極電位最高，發(fā)射極電位最低的原則，因此判斷該管是NPN型硅管。其中管腳是基極，管腳是發(fā)射極，管腳是集電極。3. 齊納擊穿和雪崩擊穿能否造成二極管的永久損壞？為什么？答：齊納擊穿和雪崩擊穿都屬于電擊穿，其過程可逆，只要控制使其不發(fā)生質(zhì)變引起熱擊穿，一般不會造成二極管的永久損壞。4. 圖1.44所示電路中，已知E=5V，V，二極管為理想元件（即認(rèn)為正向?qū)〞r電阻R=0，反向阻斷時電阻R=），試畫出uo的波形。圖1.44VDu/Vt0uiuo105答：分析：根據(jù)電路可知，當(dāng)uiE時，二極管VD導(dǎo)通，uo=ui，當(dāng)ui-E時，VD導(dǎo)通，uo=ui+E；當(dāng)ui-E時，VD截止，uo=0。圖（b）：當(dāng)uiE時，VD截止，uo=E。圖（c）：當(dāng)ui-E時，VD截止，uo=ui。u/Vt0uiuo105（b）圖u/Vt0uiuo105（a）圖u/Vt0uiuo105（c）圖2. 由理想二極管組成的電路如圖1.46所示，試求圖中電壓U及電流I的大小。圖1.4610kVD+5V5V（a）IU（b）10kVD+5V5VIU（c）10kVD+5V5VIU（d）10kVD+5V5VIU解：（a）圖中，VD導(dǎo)通，U鉗位在-5V，I=5-（-5）/10=1mA；（b）圖中，VD截止，U鉗位在5V，I=0；（c）圖中，VD導(dǎo)通，U鉗位在5V，I=5-（-5）/10=1mA；（d）圖中，VD截止，U鉗位在-5V，I=0。3. 同理想二極管構(gòu)成的電路如圖1.47所示，求圖中電壓U及電流I的大小。uRUSVDuR圖1.48圖1.471kVD1+1V5V（a）I+3VUVD2U（b）1k5VIVD11V3VVD2解：圖（a）中，輸入端+3V與電源-5V之間電位差大首先使VD2導(dǎo)通，U被鉗位在3V，使VD1反偏截止，I=3-(-5)/1=8mA；圖（b）中，+5V電源與+1V輸入端之間電位差大首先使VD1導(dǎo)通，U被鉗位在1V，使VD2反偏截止，I=(5-1)/1=4mA.4在圖1.48所示的電路圖中，已知US5V，V，其中VD為理想二極管，試在輸入波形的基礎(chǔ)上畫出uR和uD的波形圖。u/Vt0uiuR105uD解：當(dāng)uUS時，VD導(dǎo)通，uR=u-US；uD=0當(dāng)uUS時，VD截止，uR=0，uD=u-US波形圖如右圖所示。5. 穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電路如圖1.49所示。已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=6V，最小穩(wěn)定電流IZmin=5mA，最大功耗PZM=150mW，試求電路中的限流電阻R的取值范圍。圖1.49VDZUIUOR解：由題可計算出穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流 流過穩(wěn)壓管的電流應(yīng)滿足，又因為，可得限流電阻R的取值范圍：6. 測得某電路中晶體三極管的三個電極對地電位分別是：V14V，V23.4V，V39.4V，判斷該管的類型及三個電極。如果測得另一管子的三個管腳對地電位分別是V12.8V，V28V，V33V，判斷此管的類型及三個電極。解：對地電位分別是：V14V，V23.4V，V39.4V時，比較三個電極的電位可知管子是NPN型硅管，其中引腳1是基極、引腳2是發(fā)射極，引腳3是集電極。對地電位分別是：V12.8V，V28V，V33V時，比較三個電極的電位可知管子是PNP型鍺管，其中引腳1是發(fā)射極，引腳2是基極，引腳3是集電極。（c）（a）（b）（f）（d）（e）0V9V0.3V2V7V2.6V0V0.8V0.7V7.1V3.5V6.9V1V8V6.9V0V0.1V0.3V圖1.507. 測得電路中三極管的各極電位如圖1.50所示，試判斷各管的工作狀態(tài)（截止、放大或飽和）。IC (mA)UCE (V)54321100A 80A 60A 40A 20AIB0圖1.51 01 2 3 4 5 6 7 8AtC解：（a）圖：NPN管，發(fā)射結(jié)反偏，截止?fàn)顟B(tài)；（b）圖：NPN管，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，放大狀態(tài)；（c）圖：NPN管，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，放大狀態(tài)；（d）圖：PNP管，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，放大狀態(tài)；（e）圖：PNP管，發(fā)射結(jié)反偏，截止?fàn)顟B(tài)；（f）圖：PNP管，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏，飽和狀態(tài)。8. 圖1.51所示三極管的輸出特性曲線，試指出各區(qū)域名稱并根據(jù)所給出的參數(shù)進(jìn)行分析計算。（1）UCE=3V，IB=60A，IC=？ （2）IC=4mA，UCE=4V，IB=？ （3）UCE=3V，IB由4060A時，=？ 解：A區(qū)是飽和區(qū)，B區(qū)是放大區(qū)，C區(qū)是截止區(qū)。（1）觀察圖1.51，對應(yīng)IB=60A、UCE=3V處，集電極電流IC約為3.5mA；（2）觀察圖1.51，對應(yīng)IC=4mA、UCE=4V處，IB約小于80A和大于70A；（3）對應(yīng)IB=20A、UCE=3V處，IC1mA，所以1000/2050。9. 已知NPN型三極管的輸入輸出特性曲線如圖1.52所示，當(dāng)（1）UBE=0.7V，UCE=6V，IC=？（2）IB=50A，UCE=5V，IC=？ （3）UCE=6V，UBE從0.7V變到0.75V時，求IB和IC的變化量，此時的圖1.52 IC (mA)UCE (V)108642100A 80A 60A 40A 20AIB001 2 3