第1章二極管答案

1、第一章答案1.1 在一本征硅中，摻入施主雜質(zhì)，其濃度=cm。（1）求室溫300K時自由電子和空穴的熱平衡濃度值，并說明半導(dǎo)體為P型或N型。（2 若再摻入受主雜質(zhì)，其濃度=cm，重復(fù)（1）。（3）若=cm,，重復(fù)（1）。（4）若=cm，=cm，重復(fù)（1）。解：（1）已知本征硅室溫時熱平衡載流子濃度值= cm，施主雜質(zhì)=cm = cm，所以可得多子自由濃度為 =cm少子空穴濃度 =cm 該半導(dǎo)體為N型。（2）因為=cm，所以多子空穴濃度 cm少子電子濃度 =cm該半導(dǎo)體為P型。（3）因為=,所以 = = =cm該半導(dǎo)體為本征半導(dǎo)體。（4）因為=1010=9910（cm），所以，多子自由電子濃度 =

2、 cm空穴濃度 =2.2710（cm）該導(dǎo)體為N型。1.2 當T=300K時，鍺和硅二極管的反向飽和電流分別為A和0.5pA。如果將此兩個二極管串聯(lián)連接，有1mA的正向電流流過，試問他們的結(jié)電壓各為多少？ 解：T=300K時，熱電壓 =26mV 二極管正偏時，I=exp對于硅管：=ln=556.4mV對于鍺管：=ln=179.6mV1.3 二極管電路如圖1.3所示。已知直流電源電壓為6V，二極管直流管壓降為0.7V。 （1） 試求流過二極管的直流電流。（2）二極管的直流電阻和交流電阻各為多少？+6VDR100 圖1.3 解：（1）流過二極管的直流電流也就是圖1.3的回路電流，即 =53mA(2

3、) =13.2 =0.491.4 二極管電路如題圖1.4所示。（1）設(shè)二極管為理想二極管，試問流過負載的電流為多少？（2）設(shè)二極管可看作是恒壓降模型，并設(shè)二極管的導(dǎo)通電壓V，試問流過負載的電流是多少？（3）設(shè)二極管可看作是折線模型，并設(shè)二極管的門限電壓V，試問流過負載的電流是多少？（4）將電源電壓反接時，流過負載電阻的電流是多少？（5）增加電源電壓E，其他參數(shù)不變時，二極管的交流電阻怎樣變化？D題圖1.410V+ERL100解：（1）mA （2）mA （3）mA （4） （5）E增加，直流電流增加，交流電阻下降。1.5 二極管電路如題圖1.5所示。設(shè)二極管的導(dǎo)通電壓為0.7V，E=1.7V，(

4、mV), 和容量足夠大，對ui信號可視作短路。（1）求流過二極管的直流電流ID。（2）求輸出電壓uo的值。uiuo+題圖1.5C1R1R2C2EV解：（1）直流等效電路如答圖1.5（a）所示；交流等效電路如答圖1.5(b)所示。R1R2UD(a)R1R2rD (b)+ui+uo答圖1.5E（2）mA （mV）1.6 在圖1.6所示各電路中，設(shè)二極管均為理想二極管。試判斷各二極管是否導(dǎo)通，并求Uo的值。題圖1.6解：(1)在圖(a)中，V2導(dǎo)通，V1截止，U05V。(2)在圖(b)中，V1導(dǎo)通，V2截止，U00V。(3)在圖(c)中，V1、V2均導(dǎo)通，此時有1.7 二極管限幅電路如圖1.7(a)

5、、(b)所示。將二極管等效為恒壓降模型，且UD(on)=0.7V。若ui5sint(V)，試畫出u0的波形。題圖1.7解：(1)在圖(a)中：當ui一2.7V時，V管截止，u0一2V；當ui一2.7V時，V管導(dǎo)通，u0ui。當ui5sint(V)時，對應(yīng)的u0波形如圖答圖1.7(a)所示。(2)在圖(b)中：當ui1.3V時，V管截止，u0ui；當ui1.3V時，V管導(dǎo)通，u02V。其相應(yīng)波形如答圖1.7 (b)所示。答圖1.71.8 二極管電路如題圖1.8（a）所示，設(shè)V1和V2均為理想二極管。（1） 試畫出電路的傳輸特性（ui與uo特性曲線）。（2）假定輸入電壓如題圖1.8 (b) 所示，

6、試畫出相應(yīng)的uo波形。1212k12kV1V2+_12V_+10V+_6k(a)+_uo150ui/V(b)題圖1.8解：（1） 當V,和同時截止，則uo =ui；當ui 12V 時，導(dǎo)通，截止，此時電路可簡化成答圖1.8(a)。+_+12V_(a)+ui+_+uo_(b)10V812ui/V-8-10-12-16-4-8-12-16481216uo/V(c)150ui/V(d)140答圖1.8 由圖可得： uo=12V( ui -12V)=4V ui如ui =16V, uo=14.7V。當ui 時，截止，導(dǎo)通，此時電路可簡化成答圖1.8(b)。此時 uo=V( ui 10V)=如ui =V,

7、 uo=V。由上可得傳輸特性如答圖1.8(c)所示。 （2）輸出波形如圖1.8(d)所示。 ui =15V時，uo=4V=14Vui =-14V時，uo=V=V1.9 在題圖1.9 (a)所示電路中，二極管等效為恒壓降模型。已知輸入電壓u1、u2的波形如題圖1.9(b)所示，試畫出u0的波形。題圖1.9解：該電路為高電平選擇電路，即u1、u2中至少有一個為3V，則u03一0.72.3V。u1、u2均為0時，uo一0.7V。其波形答圖1.9(c)所示。答圖1.91.10 在題圖1.10所示電路中，設(shè)穩(wěn)壓管的Uz5V，正向?qū)▔航禐?.7V。若ui10 sint(V)，試畫出u0的波形。題圖1.10解：當ui5V時，Vz擊穿，u05V。當ui一0.7V時，Vz正向?qū)ǎ瑄0一0.7V。當一0.7Vui5V時，Vz截止，u0ui。由此畫出的u0波形如答圖1.10所示。答圖1.101.1 穩(wěn)壓管電路如題圖1.11所示。（1）設(shè)V，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓=10V，允許最大穩(wěn)定電流=30mA，=5mA, =800,=。試選擇限流電阻R的值。 （2）穩(wěn)壓管的參數(shù)如（1）中所示，R=100，=250，試求允許的變化范圍。 （3）穩(wěn)壓管的參數(shù)如（1）中所示，當=10V時，其工作電流=20mA，=12，如=20V不變，試求從無窮大到1k時，輸出電壓變化的值為多少？ +_+_題圖1.11