章常用半導(dǎo)體器件題解

1、第一章 常用半導(dǎo)體器件自 測 題 一、判斷下列說法是否正確，用“”和“”表示判斷結(jié)果填入空內(nèi)。 （1）在N型半導(dǎo)體中如果摻入足夠量的三價元素，可將其改型為P型半導(dǎo)體。（ ） （2）因?yàn)镹型半導(dǎo)體的多子是自由電子，所以它帶負(fù)電。（ ） （3）PN結(jié)在無光照、無外加電壓時，結(jié)電流為零。（ ）（4）處于放大狀態(tài)的晶體管，集電極電流是多子漂移運(yùn)動形成的。 （ ） （5）結(jié)型場效應(yīng)管外加的柵-源電壓應(yīng)使柵-源間的耗盡層承受反向電壓，才能保證其RGS大的特點(diǎn)。（ ） （6）若耗盡型N溝道MOS管的UGS大于零，則其輸入電阻會明顯變小。（ ）解：（1） （2） （3） （4） （5） （6） 二、選擇正確答

2、案填入空內(nèi)。 （1）PN結(jié)加正向電壓時，空間電荷區(qū)將 。 A. 變窄 B. 基本不變 C. 變寬 （2）設(shè)二極管的端電壓為U，則二極管的電流方程是 。 A. ISeU B. C. （3）穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)是其工作在 。 A. 正向?qū)?B.反向截止 C.反向擊穿 （4）當(dāng)晶體管工作在放大區(qū)時，發(fā)射結(jié)電壓和集電結(jié)電壓應(yīng)為 。 A. 前者反偏、后者也反偏 B. 前者正偏、后者反偏 C. 前者正偏、后者也正偏 （5）UGS0V時，能夠工作在恒流區(qū)的場效應(yīng)管有 。 A. 結(jié)型管 B. 增強(qiáng)型MOS管 C. 耗盡型MOS管 解：（1）A （2）C （3）C （4）B （5）A C 三、寫出圖T1.3所示各電

3、路的輸出電壓值，設(shè)二極管導(dǎo)通電壓UD0.7V。圖T1.3解：UO11.3V，UO20，UO31.3V，UO42V，UO51.3V，UO62V。四、已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值UZ6V，穩(wěn)定電流的最小值IZmin5mA。求圖T1.4所示電路中UO1和UO2各為多少伏。圖T1.4 解：UO16V，UO25V。 五、某晶體管的輸出特性曲線如圖T1.5所示，其集電極最大耗散功率PCM200mW，試畫出它的過損耗區(qū)。 圖T1.5 解圖T1.5 解：根據(jù)PCM200mW可得：UCE40V時IC5mA，UCE30V時IC6.67mA，UCE20V時IC10mA，UCE10V時IC20mA，將各點(diǎn)連接成曲線，即為臨界過

4、損耗線，如解圖T1.5所示。臨界過損耗線的左邊為過損耗區(qū)。 六、電路如圖T1.6所示，VCC15V，100，UBE0.7V。試問： （1）Rb50k時，uO？ （2）若T臨界飽和，則Rb？ 解：（1）Rb50k時，基極電流、集電極電流和管壓降分別為 A 所以輸出電壓UOUCE2V。 圖T1.6（2）設(shè)臨界飽和時UCESUBE0.7V，所以 七測得某放大電路中三個MOS管的三個電極的電位如表T1.7所示，它們的開啟電壓也在表中。試分析各管的工作狀態(tài)(截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)），并填入表內(nèi)。表T1.7管 號UGS（th）/VUS/VUG/VUD/V工作狀態(tài)T14513T243310T34605解

5、：因?yàn)槿还茏泳虚_啟電壓，所以它們均為增強(qiáng)型MOS管。根據(jù)表中所示各極電位可判斷出它們各自的工作狀態(tài)，如解表T1.7所示。解表T1.7管 號UGS（th）/VUS/VUG/VUD/V工作狀態(tài)T14513恒流區(qū)T243310截止區(qū)T34605可變電阻區(qū)習(xí) 題 1.1 選擇合適答案填入空內(nèi)。 （1）在本征半導(dǎo)體中加入 元素可形成N型半導(dǎo)體，加入 元素可形成P型半導(dǎo)體。 A. 五價 B. 四價 C. 三價 （2）當(dāng)溫度升高時，二極管的反向飽和電流將 。 A. 增大 B. 不變 C. 減小 （3）工作在放大區(qū)的某三極管，如果當(dāng)IB從12A增大到22A時，IC從1mA變?yōu)?mA，那么它的約為 。 A.

6、 83 B. 91 C. 100 （4）當(dāng)場效應(yīng)管的漏極直流電流ID從2mA變?yōu)?mA時，它的低頻跨導(dǎo)gm將 。 A.增大 B.不變 C.減小 解：（1）A ，C （2）A （3）C （4）A 1.2 能否將1.5V的干電池以正向接法接到二極管兩端？為什么？ 解：不能。因?yàn)槎O管的正向電流與其端電壓成指數(shù)關(guān)系，當(dāng)端電壓為1.5V時，管子會因電流過大而燒壞。 1.3 電路如圖P1.3所示，已知ui10sint(v)，試畫出ui與uO的波形。設(shè)二極管正向?qū)妷嚎珊雎圆挥嫛?圖P1.3 解圖P1.3 解：ui和uo的波形如解圖P1.3所示。 1.4 電路如圖P1.4所示，已知ui5sint (V)

7、，二極管導(dǎo)通電壓UD0.7V。試畫出ui與uO的波形，并標(biāo)出幅值。 圖P1.4 解圖P1.4 解：波形如解圖P1.4所示。 1.5 電路如圖P1.5（a）所示，其輸入電壓uI1和uI2的波形如圖（b）所示，二極管導(dǎo)通電壓UD0.7V。試畫出輸出電壓uO的波形，并標(biāo)出幅值。圖P1.5解：uO的波形如解圖P1.5所示。解圖P1.5 1.6 電路如圖P1.6所示，二極管導(dǎo)通電壓UD0.7V，常溫下UT26mV，電容C對交流信號可視為短路；ui為正弦波，有效值為10mV。 試問二極管中流過的交流電流有效值為多少？ 解：二極管的直流電流 ID（VUD）/R2.6mA其動態(tài)電阻 rDUT/ID10故動態(tài)電

8、流有效值 IdUi/rD1mA 圖P1.6 1.7 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?.7V。試問： （1）若將它們串聯(lián)相接，則可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？ （2）若將它們并聯(lián)相接，則又可得到幾種穩(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。 （2）兩只穩(wěn)壓管并聯(lián)時可得0.7V和6V等兩種穩(wěn)壓值。 1.8 已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ6V，穩(wěn)定電流的最小值IZmin5mA，最大功耗PZM150mW。試求圖P1.8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 IZMPZM/UZ25mA電阻R的電流為IZMI

9、Zmin，所以其取值范圍為 圖P1.8 1.9 已知圖P1.9所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ6V，最小穩(wěn)定電流IZmin5mA，最大穩(wěn)定電流IZmax25mA。 （1）分別計算UI為10V、15V、35V三種情況下輸出電壓UO的值； （2）若UI35V時負(fù)載開路，則會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?為什么？解：（1）當(dāng)UI10V時，若UOUZ6V，則穩(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 當(dāng)UI15V時，穩(wěn)壓管中的電流大于最 圖P1.9小穩(wěn)定電流IZmin，所以 UOUZ6V 同理，當(dāng)UI35V時，UOUZ6V。 （2）29mAIZM25mA，穩(wěn)壓管將因功耗過大而損壞。 1.10 在圖P

10、1.10所示電路中，發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓UD1.5V，正向電流在515mA時才能正常工作。試問： （1）開關(guān)S在什么位置時發(fā)光二極管才能發(fā)光？ （2）R的取值范圍是多少？ 解：（1）S閉合。（2）R的范圍為 圖P1.101.11 電路如圖P1.11（a）、（b）所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ3V，R的取值合適，uI的波形如圖（c）所示。試分別畫出uO1和uO2的波形。圖P1.11解：波形如解圖P1.11所示解圖P1.11 1.12 在溫度20時某晶體管的ICBO2A，試問溫度是60時ICBO？ 解：60時ICBO32A。 1.13 有兩只晶體管，一只的200，ICEO200A；另一只的100，ICE

11、O10A，其它參數(shù)大致相同。你認(rèn)為應(yīng)選用哪只管子？為什么？ 解：選用100、ICBO10A的管子，因其適中、ICEO較小，因而溫度穩(wěn)定性較另一只管子好。 1.14已知兩只晶體管的電流放大系數(shù)分別為50和100，現(xiàn)測得放大電路中這兩只管子兩個電極的電流如圖P1.14所示。分別求另一電極的電流，標(biāo)出其實(shí)際方向，并在圓圈中畫出管子。 圖P1.14解：答案如解圖P1.14所示。 解圖P1.14 1.15測得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖P1.15所示。在圓圈中畫出管子，并分別說明它們是硅管還是鍺管。圖P1.15 解：晶體管三個極分別為上、中、下管腳，答案如解表P1.15所示。解表P1.15管號T1

12、T2T3T4T5T6上ecebcb中bbbeee下ceccbc管型PNPNPNNPNPNPPNPNPN材料SiSiSiGeGeGe 1.16 電路如圖P1.16所示，晶體管導(dǎo)通時UBE0.7V，=50。試分析VBB為0V、1V、1.5V三種情況下T的工作狀態(tài)及輸出電壓uO的值。 解：（1）當(dāng)VBB0時，T截止，uO12V。 （2）當(dāng)VBB1V時，因?yàn)?A 所以T處于放大狀態(tài)。 （3）當(dāng)VBB3V時，因?yàn)?A 圖P1.16 所以T處于飽和狀態(tài)。 1.17 電路如圖P1.17所示，試問大于多少時晶體管飽和？ 解：取UCESUBE，若管子飽和，則 所以，時，管子飽和。 圖P1.171.18 電路如圖

13、P1.18所示，晶體管的50，|UBE|0.2V，飽和管壓降|UCES|0.1V；穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ5V，正向?qū)妷篣D0.5V。試問：當(dāng)uI0V時uO？當(dāng)uI5V時uO？ 解：當(dāng)uI0時，晶體管截止，穩(wěn)壓管擊穿，uOUZ5V。 當(dāng)uI5V時，晶體管飽和，uO0.1V。因?yàn)?圖P1.18 1.19 分別判斷圖P1.19所示各電路中晶體管是否有可能工作在放大狀態(tài)。圖P1.19解：（a）可能 （b）可能 （c）不能 （d）不能，T的發(fā)射結(jié)會因電流過大而損壞。 （e）可能 1.20 已知某結(jié)型場效應(yīng)管的IDSS2mA，UGS（off）4V，試畫出它的轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線，并近似畫出予夾斷軌

14、跡。 解：根據(jù)方程 逐點(diǎn)求出確定的uGS下的iD，可近似畫出轉(zhuǎn)移特性和輸出特性；在輸出特性中，將各條曲線上uGDUGS（off）的點(diǎn)連接起來，便為予夾斷線；如解圖P1.20所示。解圖P1.20 1.21 已知放大電路中一只N溝道場效應(yīng)管三個極、的電位分別為4V、8V、12V，管子工作在恒流區(qū)。試判斷它可能是哪種管子（結(jié)型管、MOS管、增強(qiáng)型、耗盡型），并說明 、與G、S、D的對應(yīng)關(guān)系。 解：管子可能是增強(qiáng)型管、耗盡型管和結(jié)型管，三個極、與G、S、D的對應(yīng)關(guān)系如解圖P1.21所示。解圖P1.21 1.22 已知場效應(yīng)管的輸出特性曲線如圖P1.22所示，畫出它在恒流區(qū)的轉(zhuǎn)移特性曲線。 圖P1.22解：在場效應(yīng)管的恒流區(qū)作橫坐標(biāo)的垂線如解圖P1.22（a）所示，讀出其與各條曲線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值及UGS值，建立iDf（uGS）坐標(biāo)系，描點(diǎn)，連線，即可得到轉(zhuǎn)移特性曲線，如解圖P1.22（b）所示。 解圖P1.221.23 電路如圖1.23所示，T的輸出特性如圖P1.22所示，分析當(dāng)uI4V、8V、12V三種情況下場效應(yīng)管分別工作在什么區(qū)域。解：根據(jù)圖P1.22所示T的輸出特性可知，其開啟電壓為5V，根據(jù)圖P1.23所