電子技術(shù)第章課后答案

1、第1章半導(dǎo)體存器件1.1在如圖1.4所示的各個(gè)電路中，已知直流電壓"，電阻用=Ik Q,二極管的正向壓降為0.7V，求Uo。圖1.4習(xí)題1.1的圖分析Uo的值與二極管的工作狀態(tài)有關(guān)，所以必須先判斷二極管是導(dǎo)通還是截止。若二極管兩端電壓為正向偏置則導(dǎo)通，可將其等效為一個(gè)0.7V的恒壓源；若二極管兩端電壓為反向偏置則截止，則可將其視為幵路。解 對圖1.4（a）所示電路，由于4=號(hào)V，二極管VD承受正向電壓，處于導(dǎo)通狀態(tài)，故:對圖1.4 （b）所示電路，由于 S-3v，二極管VD承受反向電壓截止，故:% =磊力卜歩（V）對圖1.4 （c）所示電路，由于 S-3v，二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通

2、，故:- 1/門5-叮(V)1.2在如圖1.5所示的各個(gè)電路中，已知輸入電壓"產(chǎn)伽板V，二極管的正向壓降可忽略不計(jì)，試分別畫出各電路的輸入電壓 Ui和輸出電壓Uo的波形。分析 在Ui和5V電源作用下，分析出在哪個(gè)時(shí)間段內(nèi)二極管正向?qū)?，哪個(gè)時(shí)間段內(nèi)二極 管反向截止。在忽略正向壓降的情況下，正向?qū)〞r(shí)可視為短路，截止時(shí)可視為幵路，由 此可畫出各電路的輸入、輸出電壓的波形。圖1.5習(xí)題1.2的圖解 對圖1.5（a）所示電路，輸出電壓 Uo為:Ui>5V時(shí)二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通，Ud=0，Uo=5V ; Ui<5V時(shí)二極管VD承受反向電壓截止，電阻R中無電流，ur=0，Uo

3、二Ui。輸入電壓Ui和輸出電壓Uo的波形如圖1.6 （a）所示。圖1.6習(xí)題1.2解答用圖對圖1.5 （b）所示電路，輸出電壓 Uo為:Ui>5V時(shí)二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通，Ud=0，Uo= Ui; Ui<5V時(shí)二極管VD承受反向電壓截止，電阻R中無電流，UR=0, Uo=5V。輸入電壓Ui和輸出電壓Uo的波形如圖1.6 （b）所 示。對圖1.5 （c）所示電路，輸出電壓 Uo為:Ui>5V時(shí)二極管VD承受反向電壓截止，電阻 R中無電流，UR=0，Uo= Ui； Ui<5V時(shí)二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通，Ud=0，Uo=5V。輸入電壓Ui和輸出電壓Uo的波形如圖1.6

4、（C）所 示。1.3在如圖1.7所示的電路中，試求下列幾種情況下輸出端F的電位Uf及各元件（R、VDa、VDb ）中的電流，圖中的二極管為理想元件。圖1.7習(xí)題1.3的圖分析在一個(gè)電路中有多個(gè)二極管的情況下，一些二極管的電壓可能會(huì)受到另一些二極管電壓的影響，所以，在判斷各個(gè)二極管的工作狀態(tài)時(shí)，應(yīng)全面考慮各種可能出現(xiàn)的因素。一般方法是先找出正向電壓最高和（或）反向電壓最低的二極管，正向電壓最高者必然導(dǎo) 通，反向電壓最低者必然截止，然后再根據(jù)這些二極管的工作狀態(tài)來確定其他二極管承受 的是正向電壓還是反向電壓。解（1）因?yàn)閁鼻-%-®V而Ucc=6V，所以兩個(gè)二極管VDa、VDb承受同樣大

5、的正向電壓,都處于導(dǎo)通狀態(tài)，均可視為短路，輸出端F的電位Uf為:電阻中的電流為:K說3(mA)（2） ，%"。兩個(gè)二極管VDa、VDb中的電流為:（2）因?yàn)镺v而Ucc=6V，所以二極管VDb承受的正向電壓最高，處于導(dǎo)通狀態(tài)，可視為短路，輸出端 F的電位Uf為:電阻中的電流為:R 3（mA）VDb導(dǎo)通后，VDa上加的是反向電壓，VDa因而截止，所以兩個(gè)二極管 VDa、VDb中的電流為:（mA）（3）因?yàn)楣璙而Ucc=6V，所以兩個(gè)二極管VDa、VDb承受同樣大的正向電壓，都處于導(dǎo)通狀態(tài)，均可視為短路，輸出端F的電位Uf為:電阻中的電流為:=論-丹=fi-3 = 1R弓（mA）兩個(gè)二極

6、管VDa、VDb中的電流為:尹寸i（mA）1.4在如圖1.8所示的電路中，試求下列幾種情況下輸出端F的電位Uf及各元件（R、VDa、VDb ）中的電流，圖中的二極管為理想元件。（1）歸-禺 “V。（3）吐二 =V。圖1.8習(xí)題1.4的圖分析 本題與上題一樣，先判斷出兩個(gè)二極管 VDa、VDb的工作狀態(tài)，從而確定出輸出端F的電位，再根據(jù)輸出端 F的電位計(jì)算各元件中的電流。解 （1）因?yàn)?®V，所以兩個(gè)二極管 VDa、VDb上的電壓均為0,都處于截止?fàn)顟B(tài),電阻R中無電流，故:輸出端F的電位Uf為:（2）因?yàn)?兒，®V，所以二極管VDa承受的正向電壓最高，處于導(dǎo)通狀態(tài)，可視為短路

7、，輸出端F的電位Uf為:電阻中的電流為:=13（ mA）VDa導(dǎo)通后，VDb上加的是反向電壓，VDb因而截止，所以兩個(gè)二極管 VDa、VD b中的電流為:（3）因?yàn)槎?V，所以兩個(gè)二極管 VDa、VDb承受同樣大的正向電壓，都處于導(dǎo)通狀態(tài)，均可視為短路，輸出端 F的電位Uf為:電阻中的電流為:"=«（ mA）兩個(gè)二極管VDa、VDb中的電流為:1.5在如圖1.9所示的電路中，已知£=W»V ,= 金曲V。試用波形圖表示二極管上的電 壓UD。分析 設(shè)二極管為理想元件，則二極管導(dǎo)通時(shí)UD=0,二極管截止時(shí)因電阻 R中無電流,嚀W図，因此，判斷出二極管 VD

8、在Ui和E作用下哪個(gè)時(shí)間段內(nèi)導(dǎo)通，哪個(gè)時(shí)間段內(nèi)截止，即可根據(jù)UD的關(guān)系式畫出其波形。解 設(shè)二極管為理想元件，則當(dāng)円恵>0,即e-4-10 V時(shí)二極管導(dǎo)通，UD=0;當(dāng)，即ff<-S=-10v時(shí)二極管截止，叱rM-SU金firf + Wv。由此可畫出UD的波形，如圖1.10所示。圖1.9習(xí)題1.5的圖圖1.10習(xí)題1.5解答用圖向電流超過允許值而過熱損壞,要么使穩(wěn)壓管因?yàn)闆]有工作在穩(wěn)壓區(qū)而不能穩(wěn)壓。1.6在如圖1.11所示的電路中，已知理=叫,蜀。穩(wěn)壓管VDz的穩(wěn)定電壓E-K»v，最大穩(wěn)定電流匕 *mA。試求穩(wěn)壓管中通過的電流 Iz，并判斷Iz是否超過IZM ?如果超過，怎

9、么辦?分析 穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)時(shí)，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小，所以能起穩(wěn)壓的作用。但與穩(wěn)壓管配合的電阻要適當(dāng)，否則，要么使穩(wěn)壓管的反圖1.11習(xí)題1.6的圖解設(shè)穩(wěn)壓管VDz工作正常,則電阻R1和R2中的電流分別為:罟詈"（mA）昂芒=蠱4® (mA)穩(wěn)壓管中通過的電流Iz為:心珂遜（mA）可見耳 Am。如果Iz超過IZM，則應(yīng)增大R1,也可減小R2。但R2 一般是負(fù)載電阻，不能隨意改變，若Ri不能變，則應(yīng)限制 R2的最大值,或另選穩(wěn)壓管。1.7有兩個(gè)穩(wěn)壓管 VD Z1和VDz2 ,其穩(wěn)定電壓分別為 5.5V和8.5V，正向壓降都是0.5V,如果

10、要得到 0.5V、3V、6V、9V和14V幾種穩(wěn)定電壓，這兩個(gè)穩(wěn)壓管（還有限流電阻）應(yīng)該如何連接，畫出各個(gè)電路。分析 穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)時(shí)，管子兩端電壓等于其穩(wěn)定電壓；穩(wěn)壓管工作在正向?qū)顟B(tài)時(shí)，管子兩端電壓等于其正向壓降。因此，可通過兩個(gè)穩(wěn)壓管的不同組合來得到不同的穩(wěn)定電壓。解 應(yīng)按如圖11.12 （a）（e）所示各個(gè)電路連接，可分別得到上述幾種不同的穩(wěn)定電壓,圖中的電阻均為限流電阻。圖1.12習(xí)題1.6的圖1.8在一放大電路中，測得某晶體管3個(gè)電極的對地電位分別為6V、-3V、-3.2V,試判斷該晶體管是NPN型還是PNP型？錯(cuò)管還是硅管？并確定3個(gè)電極。分析 晶體管的類型（NPN型還

11、是PNP型，硅管還是錯(cuò)管）和管腳可根據(jù)各極電位來判斷。NPN型集電極電位最高，發(fā)射極電位最低，即%A%A%，US PNP型集電極電位最低，發(fā)射極電位最高，即兔叫皿，。硅管基極電位與發(fā)射極電位大約相差0.6U廠也V。因?yàn)?、 3兩腳或0.7V ;錯(cuò)管基極電位與發(fā)射極電位大約相差0.2或0.3V 0解設(shè)晶體管3個(gè)電極分別為1、2、3,即久=0、"工=.馬V、的電位差為0.2V，可判定這是一個(gè)錯(cuò)管，且1腳為集電極。由于集電極電位最低，可判定這是一個(gè)PNP型管。又由于2腳電位最高，應(yīng)為發(fā)射極，而 3腳為基極。因?yàn)榘l(fā)射極與基極之間的電壓衛(wèi)十階如V，基極與集電極之間的電壓訐皿V，可見發(fā)射結(jié)正偏，

12、集電結(jié)反偏，晶體管工作在放大狀態(tài)。綜上所述，可知這是一個(gè) PNP型的錯(cuò)晶體管。NPN1.9晶體管工作在放大區(qū)時(shí)，要求發(fā)射結(jié)上加正向電壓，集電結(jié)上加反向電壓。試就型和PNP型兩種情況討論:Uc和Ub的電位哪個(gè)高?UCB是正還是負(fù)？分析Ub和Ue的電位哪個(gè)高?Uc和Ue的電位哪個(gè)高?晶體管工作在放大區(qū)時(shí),Ube是正還是負(fù)？Uce是正還是負(fù)？要求發(fā)射結(jié)上加正向電壓，集電結(jié)上加反向電壓。對NPN型晶體管，電源的接法應(yīng)使3個(gè)電極的電位關(guān)系為 %皿皿。對PNP型晶體管，則應(yīng)使解(1)對NPN型晶體管,由 刃/% 可知：4 A%，更，人，U >0 UBo(2)對PNP型晶體管，由%fU亀可知：&

13、;C，旳扈；U寸 <0 ，1.10 一個(gè)晶體管的基極電流用跖卩A，集電極電流耳7占mA，能否從這兩個(gè)數(shù)據(jù)來確定 它的電流放大系數(shù)？為什么?分析 晶體管工作在不同狀態(tài)時(shí)，基極電流和集電極電流的關(guān)系不同。工作在截止?fàn)顟B(tài)時(shí)=0，=0； 工作在放大狀態(tài)時(shí)兀=堀；工作在飽和狀態(tài)時(shí)人丈嗎1。解 不能由這兩個(gè)數(shù)據(jù)來確定晶體管的電流放大系數(shù)。這是因?yàn)榫w管的電流放大系數(shù)是放大狀態(tài)時(shí)的集電極電流與基極電流的比值，而題中只給出了基極電流和集電極電流的值, 并沒有指明這兩個(gè)數(shù)據(jù)的測試條件，無法判別晶體管是工作在放大狀態(tài)還是飽和狀態(tài)，所 以不能由這兩個(gè)數(shù)據(jù)來確定晶體管的電流放大系數(shù)。1.11若晶體管的發(fā)射結(jié)和集

14、電結(jié)都加正向電壓，則集電極電流Ic將比發(fā)射結(jié)加正向電壓、集電結(jié)加反向電壓時(shí)更大，這對晶體管的放大作用是否更為有利？為什么?Ic不隨Ib的增大而成比分析 晶體管的發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都加正向電壓時(shí)工作在飽和狀態(tài), 例地增大，晶體管已失去了線性放大作用。解 發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都加正向電壓時(shí)對晶體管的放大作用不是更為有利，而是反而不利。這是因?yàn)檫@時(shí)晶體管工作在飽和狀態(tài)，集電極電流IC雖然比發(fā)射結(jié)加正向電壓、集電結(jié)加反向電壓(即放大狀態(tài))時(shí)更大，但是 IC已不再隨IB線性增大，IB對IC已失去控制作用,所以已沒有放大能力。另一方面，晶體管工作在飽和狀態(tài)時(shí)集電極與發(fā)射極之間的電壓，雖然Ic更大，但晶體管的輸出電壓

15、反而更小，所以也不能把電流放大作用轉(zhuǎn)換為電壓放大作用。1.12有兩個(gè)晶體管，一個(gè)管子的"氏、卩A，另一個(gè)管子的卩A，其他參數(shù)都一樣，哪個(gè)管子的性能更好一些？為什么?分析 雖然在放大電路中晶體管的放大能力是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，但并非(3越大就意味著管子性能越好。衡量一個(gè)晶體管的性能不能光看一、兩個(gè)參數(shù)，而要綜合考慮它的各個(gè)參數(shù)。在其他參數(shù)都一樣的情況下，3太小，放大作用??；3太大，溫度穩(wěn)定性差。一般rfjn.在放大電路中，以 g閻左右為好。ICBO受溫度影響大，此值越小，溫度穩(wěn)定性越好。ICBO越大、莎越大的管子，則Iceo越大，穩(wěn)定性越差。解 第二個(gè)管子的性能更好一些。這是因?yàn)樵诜糯?/p>

16、電路中，固然要考慮晶體管的放大能力,更主要的是要考慮放大電路的穩(wěn)定性。1.13有一晶體管的'mW，mA ,肚昨0=恥V，試問在下列幾種情況下,種為正常工作狀態(tài)?% 叫，耳"lOmA 0，兀二如 mA 0=®V，"BmAo分析ICM、U (BR) CEO和PcM稱為晶體管的極限參數(shù)，由它們共同確定晶體管的安全工作區(qū)電極電流超過IcM時(shí)晶體管的3值將明顯下降；反向電壓超過U( BR) CEO時(shí)晶體管可能會(huì)被擊穿;集電極耗散功率超過PcM時(shí)晶體管會(huì)被燒壞。解 第(1 )種情況晶體管工作正常，這是因?yàn)椋?1.14耳比MO rnmW丈甩.。其余兩種情況晶體管工作不正

17、常某場效應(yīng)管漏極特性曲線如圖 1.13所示，試判斷:該管屬哪種類型？畫出其符號(hào)。圖1.15習(xí)題1.15解答用圖(2)該管的夾斷電壓 UGS(off)大約是多少?該管的漏極飽和電流I DSS大約是多少?分析根據(jù)表1.2所示絕緣柵型場效應(yīng)管的漏極特性曲線可知，N溝道場效應(yīng)管當(dāng)Ugs由正值向負(fù)值變化時(shí)Id減小，P溝道場效應(yīng)管當(dāng) Ugs由正值向負(fù)值變化時(shí)Id增大；耗盡型場效應(yīng)管在 M時(shí)爲(wèi)胡,增強(qiáng)型場效應(yīng)管在 !"時(shí)d"。解 由圖1.13可知，因?yàn)樵摴墚?dāng)Ugs由正值向負(fù)值變化時(shí)Id減小，且礙二。時(shí)口農(nóng)°，所以=12該管屬N溝道耗盡型場效應(yīng)管，并且夾斷電壓斶=“V，漏極飽和電流 也=血mA，其符號(hào)如圖1.14所示。圖1.13習(xí)題1.14的圖圖1.14習(xí)題1.14解答用圖1.15試由如圖1.13所示的場效應(yīng)管漏極特性曲線，畫出卩宓=®V時(shí)的轉(zhuǎn)