半導體二極管及其應(yīng)用電路習題答案3

1、 A元素可形成N型半導體，參加C元素可形成P型半導體。 B.四價 C.三價 空間電荷區(qū)將 A 。 B.根本不變 C.變寬 VD,那么二極管的電流方程是 c 。 B. IseVD VT C. Is(evDVT-1) (4) 當溫度升高時，二極管的反向飽和電流將 A.增大 B.不變 (5) 穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)是其工作在 c 。 A.正向?qū)?B.反向截止 (6) 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓時，其工作在 (c A.正向?qū)▍^(qū) B.反向截止區(qū) 6.2將正確答案填入空內(nèi)。 (1 )圖P6.2 (a)所示電路中二極管為理想器件, 態(tài)，VA為 V。 C.減小 C.反向擊穿 )，發(fā)光二極管發(fā)光時，其工作在 (a )。 C.反

2、向擊穿區(qū) 貝U DI工作在 狀態(tài)，D2工作在 狀 解：截止，導通，-2.7 VO (2)在圖P6.2(b)所示電路中穩(wěn)壓管 2CW5的參數(shù)為：穩(wěn)定電壓 VZ=12V,最大穩(wěn)定電流 Izmax=20mA。圖中電壓表中流過的電流忽略不計。當開關(guān) S閉合時，電壓表 V和電流表 A1、A的讀數(shù)分別為 、；當開關(guān) S斷開時，其 讀數(shù)分別 為、。 解：12 V, 12 mA , 6 mA , 12 V, 12 mA , 0 mA。 6.3電路如圖P6.3所示，vi = 56sin w t(v)，試畫出vi與vO的波形。設(shè)二極管正向?qū)?電壓可忽略不計。 6.4電路如圖P6.4所示，vi = 5sin t(

3、V)，二極管導通電壓 VD= 0.7V。試畫出電路的傳 輸特性及Vi與VO的波形，并標出幅值。 圖P6.4的解：當Vi為 正半周時，D截止，Da導通，vO=-2.3V。當M為負正半周，且小于-3 時，D截止，Q仍導通，VO大于-3V后，；vo=vi。DI 圖 P6.2 (a) + ：一 Vi=30V RI 1.5 k j(A|(A S/ R2P 2 2k kQ Q 2CWg 5 圖 P6.2 (b) 選擇正確答案填入空內(nèi)。 (1) 在本征半導體中參加 A.五價 (2) PN結(jié)加正向電壓時， A.變窄 (3) 設(shè)二極管的端電壓為 A. I VD + V, + 圖 P6.4 圖 P6.3 。過過

4、D2V Vo + 3V - 3V 解圖P1.2 6.6電路如圖P6.6所示，1利用硅二極管恒壓降模型求電路的 ID和Vo的值；2在室 溫 300K的情況下，利用二極管的小信號模型求 V。的變化范圍。 o- r i VCC R=1kQ (10 土 1V) 圖 P6.66.5電路如圖P6.5 a所示，其輸入電壓 vii和v,2的波形如圖b所示，二極管導通電 V。的波形，并標出幅值。 Vii /V， 3 - - 0.3 _ _ _ - - i - t Vi2/V : : ； 3 . . . 0.3 |_| - LJ_t (b) 圖 P6.5 解：u。的波形如解圖P1.2所示。 壓VD = 0.7V。

5、試圓出輸出電壓 10V單獨作解(1)求二極管的電流和電壓 : VCC -2VD (10 - 2 0.7)V 3人 ID = - = -Q - =8.6 10 A = 8.6mA 1 10 VO =2VD =2 0.7V =1.4V 2求V。的變化范圍 圖題2.4.1的小信號模型等效電路如圖解 2.4.1所示，溫度 T = 300 K。 rd VT 26mV M = - 3.02 ID 8.6mA 當d1=rd2=rd 時，那么 2rd 2 3.02 VO = .VCC d = 1V - - =6mV R 2rd (1000 2 3.021) VO 的變化范圍為VO +Av VO Av。，即 1

6、.406V 1.394V。 6.7 有錯電路如圖P6.7所示，設(shè)二極管是理想的。 a畫出它的傳輸特性；b假設(shè) 輸入電壓VI =vi=20 sin 3 t V,試根據(jù)傳輸特性繪出一周期的輸出電壓 vo的波形。 解 畫傳輸特性 2. 3. 4. 1. VI=0時，D2導通，D1截止, VO 10V 小小 X6kQ = -3.3V (6 + 12)kQ 6k Q Q - R1 R2 12k R3| 12k Vi D*7 D2 7 + + - - Vo 10V 或 V VO= (6 + i2)kQ X12kQ -10V = -3.3V 10V v VIV 0 時，D2 導通，D1 截止, 12kQ 1

7、2kQ 2 - Xv| + X(-10)V = _ V (6 + 12)kQ 1 - (6 + 12)k - 3 1 10 V=viV 12 V 時，D，D2均截止，v= V|； 0V 0V vi 12 V 時，D1 6k.1 = - v| - (6 6) e 12V 宇宇 10V+ 20 3 Vi 20 1 - 3 、D2均導通， 12k 12k 1 -2 12V 12 2 10V -10V (6 4) k 1 (6 4) 1 _ 1 v| 14.4 12V 12V -10V V 28.4V 2 2V 1 6k - Q - R1 R2 12k HiJHiJ D1義義D2義義 + + - -

8、12V Vo 圖 P6.7 6k Q R1 R2 12k R3 12k D1職職D2史史 + 12V 10J - VI單獨作用 Vo 傳輸特性。 6.8二極管電路如圖6.8所示，試判斷各圖中的二極管是導通還是截止，并求出 AB兩端電 壓VAB,設(shè)二極管是理想的。 圖 P6.8 解： 圖a：將D斷開，以B點為電位參考點，D的陽極電位為一6 V,陰極電位為一12 V,故D 處于正向偏置而導通， VAB= - 6 V。 圖b:對D有陽極電位為 0V，陰極電位為一12 V，故D導通，此后使D2的陰極電位為 0V, 而其陽極為一15 V,故D2反偏截止，VAB=0 VO 圖c：對Di i有陽極電位為12

9、 V,陰極電位為0 V,對D2 2有陽極電位為12 V,陰極電位為 6V.故D2 2更易導通，此后使 VA A= = 6V; D1 1反偏而截止， 故VAB = 6V。 6.9二極管電路如圖 P6.9所示，設(shè)輸入電壓 Vi (t)波形如圖 b所示，在0v tv 5ms的時 間間隔內(nèi)，試繪出 V。(t)的波形，設(shè)二極管是理想的。 解 V| (t) v 6V 時，D 截止，v。(t) = 6V; V| (t) 6V 時，D 導通 Vo (t)的波形如圖P6.9(c)所示 -4- Di D2 A *- o _ J-l 一一 + R r 5k Q VAB. 15V 12V = I B (c) Di D

10、2 A n - O -L + R 15kQ 三三6V 12V主主 VO (t)= Vjt) -6V (200 200).1 200 6V 1 =Vi (t) 3V 2 (a) (b) VA B (a) (b) 圖 P6.9 6.10寫出圖P6.10所示各電路的輸出電壓值，設(shè)二極管導通電壓 U D = 0.7V。 解：二極管的直流電流 ID= (V UD) /R= 2.6mA 其動態(tài)電阻 rD Q UT/ID = 10 Q 故動態(tài)電流有效值 Id= Ui/rD 1mA 6.12現(xiàn)有兩只穩(wěn)壓管，它們的穩(wěn)定電壓分別為 6V和8V,正向?qū)妷簽?0.7V。試問: (1) 假設(shè)將它們串聯(lián)相接，那么可得

11、到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？ (2) 假設(shè)將它們并聯(lián)相接，那么又可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？ 解：(1)兩只穩(wěn)壓管串聯(lián)時可得 1.4V、6.7V、8.7V和14V等四種穩(wěn)壓值。-r 2V Vol V2V Vo2 T 2V Vo3 2V (a) (b) (c) Vo4 Vo5 T 2V Vo6 (d) (e) (f) 圖 P 6.10 解：VOI Q 1.3V, VO6 Q 2V o V2= 0, V03 1.3V , V04- 2V , V05- 1.3V, 所示，二極管導通電壓 VD = 0.7V，常溫下VT* 26mV,電容C對交流 信號可視為短路；Vi為正弦波，有效值為 少？ 6.11 電路

12、如圖P6.11 10mV。試問二極管中流過的交流電流有效值為多 (2)兩只穩(wěn)壓管并聯(lián)時可得 0.7V和6V等兩種穩(wěn)壓值。 6.13穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值 VZ= 6V，穩(wěn)定電流的最小值 Izmin = 5mA。求圖P6.13所示電路中 Voi和V02各為多少伏。 解：VOI= 6V, VO2 = 5V。 6.14穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 VZ = 6V ,穩(wěn)定電流的最小值 IZmin = 5mA ,最大功耗 PZM = 150mW。試求圖P6.14所示電路中電阻 R的取值范圍。 解：穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流 IZM = PZM/UZ= 25mA 電阻R的電流為 IZM I Zmin , 所以其取值范圍為 R =U

13、I UZ =0.36 1.8k11 6.15圖P6.15所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 UZ = 6V,最小穩(wěn)定電流Izmin = 5mA,最 大穩(wěn)定電流I Zmax= 25mA。 (1) 分別計算UI為10V、15V、35V三種情況下輸出電壓 UO的值； (2) 假設(shè)VI= 35V時負載開路，那么會出現(xiàn)什么現(xiàn)象 ？為什么？ 解：(1)當U|= 10V時，假設(shè)UO = UZ= 6V,那么穩(wěn)壓管的電流為 4mA,小于其最小穩(wěn)定 電流，所以穩(wěn)壓管未擊穿。故 10V 雄6.13 R CZF 2kQ (a) DZ Vo2 R 圖 P Uo 二 RL R+ RL VI T.33V 當UI = 15V時，Uo = RL UI =5V , 沒有被擊穿。 R RL Uo= 5V 同理，當 5= 35V 時，Uo= UZ= 6V。 (2) IDZ =(U| Uz)/R=29mA IZM = 25mA ,穩(wěn)壓管將因功耗過大而損壞。 圖 P 6.15 圖 P6.16 6V時,