模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)后習(xí)題答案周良權(quán)

1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第4版習(xí)題解答第1章 半導(dǎo)體二極管及其基本應(yīng)用電路一、填空題 11 在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子的濃度主要取決于 ，而少數(shù)載流子的濃度則與 有很大關(guān)系。 12 在N型半導(dǎo)體中，多子是 ，少子是 ；在P型半導(dǎo)體中，多子是 ，少子是 。 13二極管具有 性；當(dāng) 時(shí)，二極管呈 狀態(tài)；當(dāng) 時(shí)，二極管呈 狀態(tài)。 14 2APl2型二極管是由半導(dǎo)體材料 制成的；2CZ52A型二極管是由半導(dǎo)體材料 制成的。 15在橋式整流電路中接入電容C(與負(fù)載并聯(lián))濾波后，輸出電壓較未加C時(shí) ，二極管的導(dǎo)通角 ，輸出電壓隨輸出電流的增大而 。二、選擇正確答案填空(只需選填英文字母) 16二極管正向電壓從07

2、 V增大15時(shí)，流過的電流增大 (a15；b大于15；c小于15)。 17當(dāng)溫度升高后，二極管的正向壓降將 ，反向電流將 (a增大；b減??；c不變)。 18利用二極管的 組成整流電路(a1正向特性；b1單向?qū)щ娦?；c1反向擊穿特性)。穩(wěn)壓二極管工作在 狀態(tài)下，能夠穩(wěn)定電壓(a2正向?qū)?；b2反向截止；c2反向擊穿)。三、判斷下列說法是否正確(用或號(hào)表示)19在N型半導(dǎo)體中，摻入高濃度的三價(jià)雜質(zhì)，可以改型為P型半導(dǎo)體。( ) 110 PN結(jié)的伏安特性方程可以描述PN結(jié)的正向特性和反向特性，也可以描述其反向擊穿特性。( ) 111 在橋式整流電路中，如用交流電壓表測出變壓器二次側(cè)的交流電壓為40

3、V，則在純電阻負(fù)載兩端用直流電壓表測出的電壓值約為36 V。( ) 112光電二極管是受光器件，能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。( )解答：1.1 雜質(zhì)濃度 溫度1.2 電子 空穴 空穴 電子1.3 單向?qū)щ娦?正向偏置 導(dǎo)通 反向偏置 截止1.4 N型鍺材料 N型硅材料1.5 增大 減小 減小1.6 （b）1.7 （b） （a）1.8 （b1） （c2）1.9 （）1.10 （）1.11 （）1.12 （）113某硅二極管在室溫下的反向飽和電流為A，求外加正向電壓為02 V、04 V時(shí)二極管的直流電阻RD。和交流電阻rd。(提示：二極管的直流電阻RD=UD/ID；交流電阻。)1.13解答：0.2 V

4、時(shí)，0.4 V時(shí)，則直流電阻(0.2 V時(shí))(0.4 V時(shí))交流電阻 (0.2 V時(shí)) (0.4 V時(shí))從上計(jì)算結(jié)果，說明該二極管在0.2 V時(shí)在閾值電壓以下，而0.4 V在閾值電壓以上，正常工作狀態(tài)。114用萬用表的Rxl0擋和Rxl00擋分別測量同一個(gè)二極管的正向電阻，試分析兩次測試結(jié)果是否相同。若不同，哪一次測得的結(jié)果大?(提示：用Rxl00擋時(shí)表內(nèi)等效內(nèi)阻約為用Rxl0擋時(shí)表內(nèi)等效電阻的10倍。)1.14解答： 用萬用表的不同量程去測量二極管的正向電阻，由于表的內(nèi)阻不同，使流過管子的電流大小不同，也就是工作點(diǎn)的位置不同（參見圖題解1.14），故測出的正向電阻（直流電阻）將不同。因?yàn)镽D

5、=UD/ID=1/tan a，而用R10擋測量時(shí)，由于其內(nèi)阻小，使流過管子的電流大，其工作點(diǎn)如圖題解1.14中的Q1；用R100擋測量時(shí)，其工作點(diǎn)如圖題解1.14中的Q2；而a1a2，故用R100擋測出的電阻大。圖題解1.14115試判斷圖題115電路中二極管是導(dǎo)通還是截止。并分別求出各電路中A、O兩端電壓UAO。設(shè)二極管是理想器件。1.15解答：圖（a）：二極管D導(dǎo)通，UAO= 4 V圖（b）：二極管D1導(dǎo)通、D2截止，UAO 0 V圖（c）：二極管D1截止、D2導(dǎo)通，UAO 6 V116試估算圖題116各電路中流過二極管的電流ID。和A點(diǎn)的電位。設(shè)二極管的正向壓降為07 V。1.16解答：

6、圖（a）：二極管導(dǎo)通，UA=0.7 V，ID=(10 V0.7 V)/3 kW0.7 V/1 kW=2.4 mA圖（b）：二極管導(dǎo)通，UA6.7 V，ID=(10 V6.7 V)/0.5 kW6.7 V/2 kW=3.25 mA圖（c）：先將10 V電源和R1、R2這部分利用戴維南定理等效化簡，如圖題解1.16（c）所示，即圖題解1.16（c）117二極管電路如圖題117所示，已知ui=5sin 3140t mV，VDD=4 V，R=1 k，試求二極管兩端的電壓uD及流過二極管的電流iD。(提示：電容C對直流不通，對交流ui可通。)1.17解答：（1）靜態(tài)分析令ui=0 V，用恒壓降模型求得U

7、DQ=0.7 VIDQ=(40.7) V/1 kW=3.3 mA（2）動(dòng)態(tài)分析rd=26 mV/3.3 mA8 WDuD=ui=5 sin 3 140t mVDiD=5sin 3 140t mV/8 W=0.625 sin 3 140 t mA（3）總電壓、電流uD=UDQ+DuD=(0.7+0.005 sin 3 140 t) ViD=IDQ+DiD=(3.3+0.625 sin 3 140 t) mA1.18二極管電路如圖題1.18所示，已知電源，試分別使用二極管理想模型和恒壓降模型(UF=07 V)分析，繪出負(fù)載電阻RL兩端電壓uo的波形，并標(biāo)出幅值。1.18解答：負(fù)載電阻RL兩端的電壓

8、uO=u2UF=1.5 sin wt V0.7 V當(dāng)使用二極管理想模型分析時(shí)，其波形如圖題解1.18（a）所示；當(dāng)使用二極管恒壓降模型分析時(shí)，其波形如圖題解1.18（b）所示。圖題解1.181.19在圖題119所示橋式整流電容濾波電路中，已知RL=50 ，c=1 000 F。 (1)用交流電壓表測得u2=20 V，用直流電壓表測得RL兩端的電壓uO為：uO=28 V，uO=18 V，uO=24 V，uO=9 V，試分析該電路分別處于何種情況下測出。 (2)當(dāng)橋式整流電路中任一個(gè)二極管出現(xiàn)下列情況：短路，開路，接反，試分析各會(huì)出現(xiàn)什么情況和危害。1.19解答：（1） 負(fù)載RL斷路； 電容斷路；

9、正常工作； 電容斷路且其中一個(gè)二極管斷路。（2） 造成電源變壓器二次側(cè)短路，使變壓器及和短路相通的二極管燒壞； 構(gòu)成了半波整流電容濾波電路； 情況同。120 已知一橋式整流電容濾波電路的交流電源電壓U1=220 V，f=50 Hz，負(fù)載電阻RL=40，要求輸出直流電壓為24 V，紋波較小。(1)求選擇整流管的參數(shù)要求；(2)選擇濾波電容(容量和耐壓)；(3)確定電源變壓器二次繞組的電壓和電流。1.20解答：（1）確定選擇整流管的參數(shù)要求電源變壓器二次繞組電壓有效值 U2=UO/1.2=24 V/1.2=20 V二極管承受的最大反向電壓 流過二極管的平均電流 所選整流二極管的最大整流電流需IFI

10、D整流二極管的最高反向工作電壓需URMUDRM（2）選擇濾波電容的電容量電容的耐壓選擇電解電容1 000 mF/50 V（3）確定變壓器二次繞組的電壓 U2=20 V變壓器二次繞組的電流 I2=(1.52)IO=2 IO=224 V/40 W=1.2 A1.21在圖題121所示的限幅電路中，已知輸入信號(hào)為V，試畫出輸出電壓uo的波形。設(shè)二極管為理想器件。1.21解答：圖題1.21所示電路的uO波形如圖題解1.21(a)、(b)、(c)、(d)所示。(b)(a)圖題解1.21122在圖題122所示電路中，設(shè)V，硅穩(wěn)壓二極管DZ的穩(wěn)定電壓為8 V，試近似畫出uo的波形。1.22解答：uO的波形如圖

11、題解1.22所示。圖題解1.22123 已知兩只硅穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓值分別為8 V和75 V，若將它們串聯(lián)使用，問能獲得幾組不同的穩(wěn)定電壓值?1.23解答：可獲得四組不同的穩(wěn)定電壓值，分別是：15.5 V（兩個(gè)穩(wěn)壓管均反向偏置）1.4 V（兩個(gè)穩(wěn)壓管均正向偏置）8.7 V（8 V穩(wěn)壓管反偏，7.5 V穩(wěn)壓管正偏）8.2 V（8 V穩(wěn)壓管正偏，7.5 V穩(wěn)壓管反偏）1.24圖題124所示電路中穩(wěn)壓二極管為2CW7B，它的穩(wěn)定電流為10 mA，穩(wěn)定電壓值為5 V，額定功耗為200 mW。試問：若電源電壓UO在1830 V范圍內(nèi)變化，輸出電壓UO是否基本不變?穩(wěn)壓二極管是否安全?1.24解答：穩(wěn)壓管允許的最大工作電流 IZmax=200 mW/5 V=40 mA當(dāng)US=18 V時(shí)，穩(wěn)壓管的工作電流 IZ=(185) V/1 kW=13 mA可見IZmin(10 mA)IZ(13 mA)IZmax(40 mA)當(dāng)US=30 V時(shí)，穩(wěn)壓管的工作電流IZ=(305) V/ 1 kW=25 mA可見同樣IZminIZIZmax因而能實(shí)現(xiàn)UO基本不變，穩(wěn)壓管能安全工作。125為什么發(fā)光二極管必須正向偏置，而光電二極管卻要反向偏置?1.25解答：發(fā)光二極管的工作原理是載流子通過PN結(jié)時(shí)產(chǎn)生復(fù)合，釋放的能量轉(zhuǎn)換為光能，故只有處于正向偏置，才能使較多的空穴與電子在空間電荷區(qū)中相