電子電路第六章習題及參考答案

習題六什么是本征半導？什么是雜質半導體？各有什么特征？答所本征半導體就是指完全純凈的構完整的半導體在本征半導體中摻入雜質后的半導體稱為雜質半導體征的半導體中的自由電子數(shù)量和空穴的數(shù)量是相等的雜質半導體中根據(jù)摻雜的元素不同可分為N型半導體和型導體，在N型導體中電子的濃度遠遠大于空穴的濃度，而P半導體恰恰相反。摻雜半導體中多載流子和少數(shù)載流子是如何產(chǎn)生的？答在征半導體中由于半導最外層有四個電子與周邊原子的外層電子組成共價鍵結構價子不僅受到本身子核的約束且受到相鄰原子核的約束易擺脫形成自由電子但，在摻雜的半導中，雜質與周邊的半導體的外層電子組成共價鍵，由于雜質半導體的外層電子或（元素或（價元素有除形成共價鍵外多余的電子或不足的空穴這電子或空穴者由于受到原子核的約束較少容易擺脫者易被其它的電子填充形成了容易導電的多數(shù)載流子少數(shù)載流子是相對于多數(shù)載流子而言的另一種載流子，它是由于溫度、電場等因素的影響，獲得更多的能量而擺脫約束形成的。怎樣用萬用表判二極管的極性與好壞？答：用數(shù)字萬用表可將表的選擇開關轉換到“表筆插入COM紅表筆插入V/（紅筆的極性為+連接在二極管，其讀數(shù)為二極管正向壓降的似值。用模擬萬用表測量二極管時表內(nèi)的電池正極與黑色表筆相連與紅表筆相連。測試二極管時，將萬用表撥至R×1k檔將兩表筆連接在二極兩端，然后再調換方向，若一個是高阻一是低阻則明二極管是好的當確定了二極管是好的以后就非常容易確定極性，在低阻時，與黑表筆連接的就是二極管正極。什么是結擊穿現(xiàn)象擊穿有哪兩種擊是否意味著結了？為什么？答：當PN結反向電壓極電源負極，極電源正極）過一定的時候，反向電流突然急劇增加，這種現(xiàn)象叫做結反向擊穿。擊穿分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種，齊納擊穿是由于結的摻雜濃度過高引起的，雪崩擊穿則是由于強電場引起的PN結的擊穿并不意味著結了，只能夠控制流過結的電流在PN的允許范圍內(nèi)，不會使結熱而燒壞，則PN結性能是可以恢復正常的，穩(wěn)壓二極管正式利用了二極管的反向特性，才能保證輸出電壓的穩(wěn)定。理想二極管組成路如題圖6-1所，試確定各電路的輸出電壓u。o

-6V0V

DD

6K

u

+6V-6V

DD

6K

u

-6V

D

0V

D(a)

圖6-1

習題6-5電路圖解：理想二極管的特性是：當二極管兩端加正向電壓，二極管導通，否則二極管截止。分析含有二極管電路的方法是定二極管是開路然后確定二極管兩端的電位若二極管的陽極電位高于陰極電位，則二極管導通，否則截止。對于圖a)假定DDD截止，輸出端的電位-18V，而DD、D的極電位分1212/

UUUUUUUU別是6V、、-6V因此，理論上D、D、D都能導通，假定D導，則輸出點的電位1為6V，由于該點電位也是D的極電位，因此D會導通，一旦D導通點電位就2O為，因此，、D的極電位為0V，而陽極端為6V，這樣DD必定截止，所以輸131出電壓=0V（這就脈沖數(shù)字電路中的或門為電-6V為電平，只要輸入端o有一個高電平，輸出就為高電平對于圖(b)依同樣的道理可知D、D、的極電位都低+18V，所以三個二極管均1截止，流過的流為0故輸出電位u=18Vo試分析圖(中的三個二極管極性都反過來輸出電壓u=？o二極管電路如題示判斷圖中的二極管是導通還是截止求端的電壓U。DDD

DDA3k3k6V15V6V12VOO(a)題圖6-2

習題路圖解：對于土a)，在閉合回路中電大于6V電，故在二極管的端加了正向電壓，二極管導通，由于是理想二極管，二極管的管壓降為，所以U=-6V對于圖(b)，假定D、D截，點位是D的陽極電位是0VD的極電位11是15V所以D兩加正向電壓導通D加向電壓截止，因此U=0V12對于圖(c)，樣假定D、D截，點位是12V，D的極電位-，的極11電位是0V，兩個二極管都具備導通條件但一旦D導，點的電位就為，D兩加12反向電壓，故必截止，所以輸出U=-6V（也可以假定D導，則A點位為0V而2AOD仍正向偏置，所以D必導通，一旦導，=-6V1AO二極管電路如題所。入波形=sin，U>，二極管的導通電壓iimimR降可忽略，試畫出輸出電壓u的形圖。o1o4RDD+

++

++

++

+D

D

R

Ruuuuiiii--------(a)(b)(d)

題圖

習題6-7電路圖解：由于=sinωt，且U>，有：iim圖(當<時，二極管截止，輸出為u，>時，二極管D通，輸出為U；iiiR圖(b)當<時，二極管導通，輸出為U，U時二極管D截，輸出為；iii圖(當<時二極管導通，輸出為，U時，二極管D止，輸出為U；iiiR圖(d)當<時，二極管截止，輸出為U，當u>時，二極管D導通，輸出為。iiRi其波形如下圖所示其中下圖a)上圖a)的形圖b)是上圖(的波形圖。2/6

u,uU0t(a)

u,uU0t利用穩(wěn)壓二極管成的簡單穩(wěn)壓電路如題圖6-4所R為流電阻定說明變或U變動時U基恒定的理由。LIO答由穩(wěn)壓管工作在反向擊穿狀態(tài)反向擊穿特性知當D兩電壓有微小變化，Z必然引起D中電流很大變化。Z例如：當R變小時U減D兩電壓減→流過D的流減小→流過的流LZ減小→在上的壓降減小U上R變可以做同樣的分析。L當U變大時→流過D中電流急增加→流過電阻R中電流急劇增加→在R上I壓降急劇增加→U維不變。TaR

++

+D

D

UI

D

R

L

U-

~220V-i-DD+dL-

題圖

習題電路圖

題圖6-5

習題路圖單相橋式整流電如題圖所。試說明當某只二極管斷路時的工作情況，并畫出負載電壓波形。

u

解：假設D斷，當?shù)陌胫軙rDD導4213通，負載上有電流流過；當u的半周時，由于D24

0T/2T3T/22Tt斷路，在負載中無電流流過，這一橋式電路在一個二極管斷路的情況下實際上是一個半波整流電路。其波

ui

u

形圖如圖所示。6-10為了使三極管能有效地起放大作用，對三

i0T/2T2Tt極管的發(fā)射區(qū)摻雜濃度有什么要求、基區(qū)寬度有什么波形圖要求、集電結面積比發(fā)射結面積大小有何要求。其理由是什么？如果將三極管的集電極和發(fā)射極對調使用（即三極管反接否起放大作用。答為使三極管能有效地起放大作用求三極管的發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基寬度??；電結結面積比發(fā)射結面積大。其理由是，由于發(fā)射極的摻雜濃度高，所以可以利用濃度差使多數(shù)載流子向基區(qū)擴散，只有基區(qū)寬度薄才能保證擴散到基區(qū)的多數(shù)載流子向集電極附近擴散為集電區(qū)面積比較大，所以在集電結反向偏置下，就可以盡可能多的收集擴散到集電結附近的多數(shù)載流子。如果集電極和發(fā)射極對調是不能起到放大作用的為集電極的摻雜濃度低由于濃/

CCCCCCCCCC度差擴散到基區(qū)的載流子較少由發(fā)射區(qū)的面積不夠大不將接近發(fā)射極的載流子大量的收集到發(fā)射極。6-11工作在放大區(qū)的某個三極管，當I從μA增到μA時I從變成B2mA它的β值約為多少？解：根據(jù)動態(tài)放大倍數(shù)的定義得：

cb

506-12工在放大狀態(tài)的三極管過射結的電流主要是什么？流過集電結的電流主要是什么？答：工作在放大狀態(tài)的三極管，流過發(fā)射結的電流主要是擴散電流，流過集電結的電流主要是漂移電流。6-13某極管，=0.98，當發(fā)射極電流為時基極電流是多少？該管β多大？另一只三極管β=100發(fā)極電流為5mA時極流是多少？該管α多大？解：根據(jù)α定義

C

I，I所以I0.981.96mAII1.960.0440Cc

I1.9649I0.04由于

II

C

I5，所以ImA100

IIII

0.05

6-14放電路中測幾個三極管的三個電極電位UU分別為下列各組數(shù)值，123判斷它們是NPN型是型是硅管還是鍺管？確定、b。（1），UU12（2），U=3V，123（3），U=14.3V，=15V12（4）=8V，U=14.8VU=15V12答先定是硅管還是鍺管由硅管的結電壓降一般為鍺管的結電壓降約為0.1~0.3V，以(1)、為硅管，(3.2-3=0.2V)、(4)為管。然后確定是NPN還管對于NPN，基極電位高于發(fā)射極電位（發(fā)射極正向偏置集極的電位高于基（集電極反向偏置管，發(fā)射極電位高于基極電位（發(fā)射結正向偏置極位高于集電極電位（集電結反向偏置1是管是因此）硅極管；3.3V極，2.6V極，15Vc極（2是鍺極管3.2Vb，3Ve極，—c極（3是PNP硅極管；極，14.3V，15V極（4是PNP鍺極管；8Vc極，—b極15Ve極/

6-15電如題圖6-2所示，已知三極管為硅管U=0.7V，，忽略不計，BE若希望I=2mA試求）圖的和(