電工學(xué)-第8章-課后習(xí)題答案-課件

第8章半導(dǎo)體器件8.1半導(dǎo)體根底知識(shí)8.2半導(dǎo)體二極管8.7集成電路8.3特殊二極管8.4集成穩(wěn)壓器8.8晶閘管分析與思考教學(xué)根本要求練習(xí)題8.5雙極型晶體管8.6場(chǎng)效應(yīng)晶體管返回主頁(yè)教學(xué)基本要求1.了解半導(dǎo)體二極管的根本類(lèi)型、伏安特性和主要參數(shù)。了解二極管的鉗位作用和限幅作用。理解單相橋式整流電路和有濾波作用的整流電路；2.了解穩(wěn)壓二極管的主要特性及其穩(wěn)壓電路；3.了解集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用；4.了解雙極型晶體管的根本類(lèi)型、特性曲線和主要參數(shù)。理解晶體管的三種工作狀態(tài)；5.了解MOS場(chǎng)效應(yīng)管的根本類(lèi)型、工作原理和特性曲線。6.了解集成電路的開(kāi)展概況和特點(diǎn)。理解模擬電路和數(shù)字電路的區(qū)別；7.了解晶閘管的根本性能及其主要應(yīng)用。返回8.1半導(dǎo)體根底知識(shí)〔一〕本征半導(dǎo)體定義：純潔的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體〔硅和鍺〕特點(diǎn)：(1)含有兩種載流子——帶負(fù)電的電子、帶正電的空穴(2)載流子的數(shù)量少且成對(duì)出現(xiàn)(3)載流子的數(shù)量受溫度影響較大，溫度高數(shù)量就多下一節(jié)上一頁(yè)下一頁(yè)返回硅晶體的空間排列硅和鍺的原子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型及晶體結(jié)構(gòu)〔二〕雜質(zhì)半導(dǎo)體定義：滲入少量雜質(zhì)的半導(dǎo)體(1)P型半導(dǎo)體形成：向本征半導(dǎo)體中滲入少量的3價(jià)元素〔硼〕特點(diǎn)：〔a〕含有大量的空穴——多數(shù)載流子〔b〕含有少量的電子——少數(shù)載流子下一節(jié)上一頁(yè)下一頁(yè)返回(2)N型半導(dǎo)體形成：向本征半導(dǎo)體中滲入少量的5價(jià)元素〔磷〕特點(diǎn)：〔a〕含有大量的電子——多數(shù)載流子〔b〕含有少量的空穴——少數(shù)載流子〔三〕PN結(jié)(1)PN結(jié)的形成flash1多數(shù)載流子的濃度差多數(shù)載流子子的擴(kuò)散空間電荷區(qū)少數(shù)載流子的漂移……擴(kuò)散=漂移形成穩(wěn)定的PN結(jié)注：PN結(jié)的結(jié)電容很小下一節(jié)上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖8.1.1PN結(jié)的形成(2)PN結(jié)的特性〔a〕PN結(jié)外加正向電壓PN結(jié)正偏PN結(jié)正向?qū)ㄍ怆妶?chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相反有利于擴(kuò)散進(jìn)行擴(kuò)散>漂移PN結(jié)變窄外部電源不斷提供電荷產(chǎn)生較大的擴(kuò)散電流I正下一節(jié)上一頁(yè)下一頁(yè)返回

圖8.1.2PN結(jié)的單相導(dǎo)電性〔b〕PN結(jié)外加反向電壓PN結(jié)反偏PN結(jié)反向截止外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相同有利于漂移進(jìn)行漂移>擴(kuò)散PN結(jié)變厚外部電源不斷提供電荷產(chǎn)生較小的反向電流I反

下一節(jié)上一頁(yè)下一頁(yè)返回圖8.1.2PN結(jié)的單相導(dǎo)電性◆結(jié)論：加正向電壓→導(dǎo)通加反向電壓→截止單方向?qū)щ娦韵乱还?jié)上一頁(yè)下一頁(yè)返回

8.2半導(dǎo)體二極管〔一〕根本結(jié)構(gòu)按材料分硅管鍺管按PN結(jié)分點(diǎn)接觸型面接觸型按用途分普通管整流管……PN陽(yáng)極陰極下一節(jié)上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一節(jié)圖8.2.1半導(dǎo)體二極管〔二〕伏安特性定義：二極管電流與電壓之間的關(guān)系。UIOUDUIOUIOAABB硅鍺正向：死區(qū)〔OA段〕硅管約0.5V，鍺管約0.2V；正向?qū)▍^(qū)硅管約0.7V，鍺管約0.3V。溫度增加，曲線左移反向：截止區(qū)〔OB段〕I近似為0；擊穿區(qū)管子被擊穿下一節(jié)上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一節(jié)圖8.2.2半導(dǎo)體二極管的伏安特性(a)近似特性(b)理想特性圖8.2.3近似和理想特性伏安特性〔三〕主要參數(shù)(1)IF：額定正向平均電流(2)UF：正向電壓降(3)UR：最高反向工作電壓(4)Irm：最大反向電流以上各值是選擇二極管的依據(jù)。下一節(jié)上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一節(jié)因通常使用二極管時(shí)應(yīng)保證其工作在正向?qū)ɑ蚍聪蚪刂範(fàn)顟B(tài)，故認(rèn)為二極管正偏那么導(dǎo)通，反偏那么截止——單向?qū)щ娦?。用以前的限幅flash下一節(jié)上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一節(jié)

1、限幅當(dāng)Us分別為2V、4V，而ui分別為3V、3V時(shí)，試畫(huà)出uo的波形。四、主要應(yīng)用2、整流電路定義：交流直流整流逆變〔a〕電路及工作原理下一節(jié)上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一節(jié)〔1〕單相橋式整流電路u1D4D2D1D3RLuou2+－+－+－aTb正半周:u2＞0，uo=u2D1和D3導(dǎo)通,圖8.2.6單相橋式整流電路+－+－+－aTbu1D4D2D1D3RLuou2負(fù)半周:u2<0，uo=－u2D2和D4導(dǎo)通,圖8.2.6單相橋式整流電路上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)uD3,uD1uD4,uD2▲D上的平均電流：▲D上承受的最高反向電壓：D1D3D2D4uou2D4D2D1D3RL+-+－∫uodw

tp0op1Uo==0.9U2UoIo=RLID=12Io▲輸出電壓、電流的平均值：URm=√2U2OωtuDuoOωtu2Oωt整流橋塊正確使用：~~輸入交流電壓+輸出直流電壓~~~~上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)圖8.2.7橋式整流塊(2)主要特點(diǎn)：(a)正向特性同普通二極管(b)反向特性較小的

U

較大的I

在一定的范圍內(nèi)，反向擊穿具有可逆性8.3特殊二極管〔一〕穩(wěn)壓二極管〔3〕主要參數(shù)穩(wěn)定電壓：Uz最小穩(wěn)定電流：Izmin最大穩(wěn)定電流：Izmax(1)結(jié)構(gòu)：面接觸型硅二極管U/VIzminIzmaxI/mAUz0上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)

(a)圖形符號(hào)(b)伏安特性圖8.3.1穩(wěn)壓管的圖形符號(hào)和伏安特性*〔二〕光電二極管

它的反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而上升。光電二極管工作于反向偏置狀態(tài)，無(wú)光照時(shí)電路中電流很小，有光照時(shí)電流會(huì)急劇增加。圖8.3.3光電二極管電路圖8.3.4發(fā)光二極管電路*〔三〕發(fā)光二極管發(fā)光二極管工作于正向偏置狀態(tài)，正向電流通過(guò)發(fā)光二極管時(shí)，它會(huì)發(fā)出光來(lái)，正向工作電壓一般不超過(guò)2V，正向電流為10mA左右。發(fā)光二極管常用于數(shù)字儀表和音響設(shè)備中的顯示器。上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)電子元器件〔之六〕8.4雙極型晶體管(一)根本結(jié)構(gòu)上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)圖8.5.1晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號(hào)雙極型晶體管〔之二〕雙極型晶體管〔之一〕(二)工作狀態(tài)〔1〕晶體管中載流子運(yùn)動(dòng)過(guò)程(c)直流電流放大系數(shù)：＋＋－－UccUBBRBRCBEC上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)(a)電流分配原那么：IE=IB+IC(b)穿透電流：ICEO0〔IB＝0時(shí)IC＝ICEO此值受溫度影響較大〕(d)交流電流放大系數(shù)：圖8.5.2晶體管中載流子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程(二)工作狀態(tài)(2)晶體管的工作狀態(tài)上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)【解】設(shè)UBE＝0.7V（1）晶體管處于放大狀態(tài)圖8.228.5.2試問(wèn)在圖8.22〔教材圖8.10〕所示各電路中，晶體管工作于什么狀態(tài)？返回下一題下一頁(yè)上一題上一頁(yè)〔2〕晶體管處于飽和狀態(tài)因?yàn)榧僭O(shè)按放大狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算，那么IC不可能超過(guò)也不可能為負(fù)值，故不可能處于放大狀態(tài)。返回下一題下一頁(yè)上一題上一頁(yè)（3）晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)返回下一題上一題(三)特性曲線〔1〕三極管輸入特性曲線上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)〔2〕三極管輸出特性曲線上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)(四)主要參數(shù)(1)電流放大系數(shù)

（hFE）、

（hfe）：同一型號(hào)的晶體管

值有較大差別；

值與IC有關(guān)，一般

值為100左右為宜。(2)穿透電流ICEO:ICEO大的晶體管其溫度穩(wěn)定性差。(3)集電極最大允許電流ICM

：Ic=ICM時(shí)，

將下降到正常值的2／3。上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)(5)反向擊穿電壓U〔BR〕CEO：基極開(kāi)路時(shí)，C、E之間允許承受的最大反向電壓。(4)集電極最大允許耗散功率PCM：PCM=UCEIC假設(shè)超過(guò)PCM那么晶體管易燒壞。PCM平安區(qū)IC／mAUCE／V過(guò)損耗區(qū)上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)O圖8.5.8功耗曲線*8.5場(chǎng)效應(yīng)晶體管NMOS管分類(lèi)：結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管增強(qiáng)型（E型）耗盡型（D型）PMOS管增強(qiáng)型（E型）耗盡型（D型）

上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)◆特點(diǎn)：(a)靠一種載流子〔電子或空穴〕導(dǎo)電——單極型晶體管(b)場(chǎng)效應(yīng)晶體管是由UGS來(lái)控制ID的，故為電壓控制元件，ID對(duì)UGS的控制能力可通過(guò)跨導(dǎo)gm來(lái)表示，單位是西[門(mén)子]〔s〕?！惨弧掣窘Y(jié)構(gòu)上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)圖8.6.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖〔二〕工作原理〔1〕增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)

圖8.6.2導(dǎo)電溝道的形成〔2〕耗盡型MOS場(chǎng)效應(yīng)管上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)〔三〕特性曲線上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)〔四〕四種MOS場(chǎng)效應(yīng)管的簡(jiǎn)介上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)*〔五〕VMOS功率場(chǎng)效應(yīng)管上一頁(yè)下一頁(yè)返回下一節(jié)上一節(jié)圖8.6.4VMOS管的結(jié)構(gòu)示意圖8.6集成電路〔一〕集成電路〔固體組件〕是20世紀(jì)60年代初開(kāi)展起來(lái)的新型電子器件?！捕抽_(kāi)展進(jìn)程1960年－小規(guī)模集成電路〔SSI〕。1966年－中規(guī)模集成電路〔MSI〕。1969年－大規(guī)模集成電路〔LSI〕。1975年－超大規(guī)模集成電路〔VLSI〕?！踩撤诸?lèi)模擬電路：用于處理模擬信號(hào)。數(shù)字電路：用于處理數(shù)字電路。上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一節(jié)*8.7晶閘管〔一〕普通晶閘管(1)根本結(jié)構(gòu)(2)工作原理(a)晶閘管導(dǎo)通條件uA>0uG>0(b)晶閘管導(dǎo)通后控制極將失去作用(c)晶閘管截止條件或上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一節(jié)圖8.8.1普通晶閘管〔3〕可控整流電路(a)工作原理(b)數(shù)量關(guān)系輸出直流電壓：輸出直流電流：上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一節(jié)圖8.8.3單相橋式半控整流電路〔二〕雙向晶閘管上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一節(jié)圖8.8.5雙向晶閘管及交流調(diào)壓電路*〔三〕可關(guān)斷晶閘管上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一節(jié)圖8.8.6可關(guān)斷晶閘管及直流調(diào)壓電路[補(bǔ)充例題3]有一電阻性直流負(fù)載，RL=10Ω，要求負(fù)載的端電壓UO在40~120V之間可調(diào)，假設(shè)采用單相半控橋式整流電路供電，求〔1〕U2〔2〕控制角的變化范圍〔3〕畫(huà)出＝60o時(shí)控制極電壓Ug、負(fù)載端電壓uo的波形。〔1〕設(shè)：Uo=120V時(shí)，管子全導(dǎo)通，即＝0，那么這時(shí)UO=0.9U2故上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一節(jié)~+—u2+—uoRL[解]電路圖（3）u2t0t0t0uguo〔2〕上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一節(jié)教學(xué)基本要求1.了解半導(dǎo)體二極管的根本類(lèi)型、伏安特性和主要參數(shù)。了解二極管的鉗位作用和限幅作用。理解單相橋式整流電路和有濾波作用的整流電路；2.了解穩(wěn)壓二極管的主要特性及其穩(wěn)壓電路；3.了解集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用；4.了解雙極型晶體管的根本類(lèi)型、特性曲線和主要參數(shù)。理解晶體管的三種工作狀態(tài)；5.了解MOS場(chǎng)效應(yīng)管的根本類(lèi)型、工作原理和特性曲線。6.了解集成電路的開(kāi)展概況和特點(diǎn)。理解模擬電路和數(shù)字電路的區(qū)別；7.了解晶閘管的根本性能及其主要應(yīng)用。返回分析與思考下一頁(yè)返回8.1(1)P

型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，因而P

型半導(dǎo)體電；N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流字，因而N型半導(dǎo)體帶負(fù)電。這種說(shuō)法是否正確。

8.1(2)為什么說(shuō)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是多數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)，漂移運(yùn)動(dòng)是少數(shù)載流子運(yùn)動(dòng)？8.2(1)試從正向電壓，反向飽和電流的大小以及溫度的影響等方面比較，硅管和鍺管的優(yōu)點(diǎn)。8.2(2)試分析圖8.3(a)〔教材圖〕所示整流電路中的二極管D2或D4斷開(kāi)時(shí)負(fù)載電壓的波形,如果D2或D4接反,后果如何?如果D2或D4因擊穿或燒壞而短路,后果如何?返回下一頁(yè)上一頁(yè)8.2(3)在圖8.4[教材圖8.2.8(a)]所示的電路中，如果C斷路，負(fù)載直流電壓有無(wú)變化？變化了約百分之多少？如果C短路，后果怎樣？8.3(1)將圖8.5(教材圖8.3.2)所示的電路中的R改接到DZ之后〔即DZ與RL之間〕，可否起穩(wěn)壓作用；會(huì)產(chǎn)生什么后果?

8.3(2)穩(wěn)壓電路中的限流電阻R=0,是否可以？有何后果？圖8.3圖8.4圖8.5返回下一頁(yè)上一頁(yè)

8.3(3)穩(wěn)壓電路中的穩(wěn)壓管接反了，有何后果?

8.5(1)晶體管的IB一定時(shí)，IC將隨溫度的變化而變化,尤其是鍺管對(duì)溫度更為敏感,這是為什么?8.5(2)有兩個(gè)晶體管都工作與放大狀態(tài),測(cè)得他們的三個(gè)極的電位分別為－0.7V，－1V，－6V和2.5V，3.2V，9V,試判斷三個(gè)極,并說(shuō)明他們是PNP型，還是NPN型，是鍺管還是硅管?8.5(3)某晶體管PCM=100mV，ICM=20mA，BU(BR)CEO=15V，試問(wèn)在下述情況下,哪種是正常工作的：〔a〕UCE=3V，IC=10mA;〔b〕UCE=2V,IC=40mA；〔c〕UCE=6V，IE=20mA。返回下一頁(yè)上一頁(yè)8.6(1)為什么說(shuō)晶體管是電流控制元件,而場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件? 8.6(2)試說(shuō)明NMOS管與PMOS管，E

型管和D

型管的主要區(qū)別。8.6(3)某場(chǎng)效應(yīng)晶體管，當(dāng)UGS>3V，UDS>0時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生ID。試問(wèn)該晶體管是四種場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的

哪一種。8.6(4)試畫(huà)出UDS>UGS(th)，UGD

=UGS(th)時(shí)，E型NMOS管中導(dǎo)電溝道的形狀。返回下一頁(yè)上一頁(yè)8.8(1)在圖8.7(教材圖8.8.3)所示可控整流電路中，增加控制角α?xí)r，導(dǎo)通θ增加還是減少？負(fù)載直流電壓如何變化？8.8(2)圖8.7(教材8.8.3)所示電路中，α=60°和120°時(shí)負(fù)載電壓UO

的最大值是否相同?8.8(3)試畫(huà)出將圖8.9(教材圖8.8.5)所示交流調(diào)壓電路改用兩個(gè)普通晶閘管來(lái)代替的電路。圖8.7圖8.9返回下一頁(yè)上一頁(yè)8.8(4)圖8.11(教材圖8.8.6)所示直流調(diào)壓電路可否簡(jiǎn)單地用普通晶閘管實(shí)現(xiàn)?圖8.11

8.1(1)P

型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，因而P

型半導(dǎo)體電；N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子，因而N型半導(dǎo)體帶負(fù)電。這種說(shuō)法是否正確。

【答】這種說(shuō)法不正確。P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體本身并不呈帶電性。分析與思考解答返回下一題上一題返回下一題上一題

8.1(2)為什么說(shuō)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是多數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)，漂移運(yùn)動(dòng)是少數(shù)載流子運(yùn)動(dòng)？【答】因?yàn)閿U(kuò)散運(yùn)動(dòng)是多數(shù)載流子因?yàn)闈舛壬系牟町惗纬傻倪\(yùn)動(dòng)，而漂移運(yùn)動(dòng)是少數(shù)載流子在內(nèi)電場(chǎng)作用下形成的運(yùn)動(dòng)。8.2(1)試從正向電壓，反向飽和電流的大小以及溫度的影響等方面比較，硅管和鍺管的優(yōu)點(diǎn)。

【答】從正向電壓降看，硅管的正向電壓降比鍺管的大，這是鍺管的優(yōu)點(diǎn);從反向飽和和電流看,硅管的反向飽和電流比鍺管小，這是硅管的優(yōu)點(diǎn)；從溫度的影響看，溫度增加時(shí),會(huì)引起反向飽和電流增大，而反向擊穿電壓減小。這方面鍺管比硅管對(duì)溫度更為敏感，這也是鍺管不如硅管的地方。返回下一題上一題8.2(2)試分析圖8.3(a)〔教材圖〕所示整流電路中的二極管D2或D4斷開(kāi)時(shí)負(fù)載電壓的波形,如果D2或D4接反，后果如何？如果D2或D4因擊穿或燒壞而短路，后果如何？圖8.3返回下一題上一題返回下一題上一題【答】當(dāng)D2或D4斷開(kāi)后,電路為單向半波整流電路.正半周時(shí)，D1和D3導(dǎo)通,負(fù)載中有電流通過(guò),兩端有電壓uO=u2.負(fù)半周時(shí),D1和D3截止,負(fù)載中無(wú)電流通過(guò),兩端無(wú)電壓uO=0.波形如圖8.3(b)所示.如果D2或D4反接，那么正半周時(shí)，二極管D1，D2或D3，D4導(dǎo)通，電流經(jīng)D1，D2或D3，D4而造成電源短路,電流很大,因此電源及D1，D2或D3，D4將燒壞；如果D2或D4因擊穿或燒壞而短路，那么正半周時(shí)，情況與D2或D4接反類(lèi)似,電源及D1或D3也將因電流過(guò)大而燒壞。8.2(3)在圖8.4[教材圖8.2.8(a)]所示的電路中，如果C斷路，負(fù)載直流電壓有無(wú)變化？變化了約百分之多少？如果C短路，后果怎樣？【答】如果C短路，負(fù)載直流直流電壓由1.2U2變到了0.9U2，減小到短路前的，減小了約25％。如果C短路，D1，D3或D2，D4及電源因電路短路而燒壞。圖8.4返回下一題上一題8.3(1)將圖8.5(教材圖8.3.2)所示的電路中的R改接到DZ之后〔即DZ與RL之間〕，可否起穩(wěn)壓作用；會(huì)產(chǎn)生什么后果?【答】不能起穩(wěn)壓作用，容易燒壞穩(wěn)壓管。圖8.5返回下一題上一題

8.3(2)穩(wěn)壓電路中的限流電阻R=0,是否可以？有何后果？【答】限流電阻R一方面限制穩(wěn)壓管電流不會(huì)超過(guò)其IZmax而免遭破壞，另一方面其上的電壓起著電壓調(diào)節(jié)作用，從而保證了穩(wěn)壓的效果，所以限流電阻R不能為零，否那么穩(wěn)壓管易被燒壞。圖8.5返回下一題上一題

8.3(3)穩(wěn)壓電路中的穩(wěn)壓管接反了，有何后果?【答】穩(wěn)壓管接反了，將與普通二極管一樣處于正向?qū)顟B(tài)，負(fù)載兩端電壓等于其正向電壓。返回下一題上一題

8.5(1)晶體管的IB一定時(shí)，IC將隨溫度的變化而變化,尤其是鍺管對(duì)溫度更為敏感,這是為什么?【答】由于IC=βIB+ICEO，溫度對(duì)穿透電流ICEO的影響較大，尤其是鍺管，所以IC將隨溫度的變化而變化。返回下一題上一題8.5(2)有兩個(gè)晶體管都工作與放大狀態(tài),測(cè)得他們的三個(gè)極的電位分別為－0.7V，－1V，－6V和2.5V，3.2V，9V,試判斷三個(gè)極,并說(shuō)明他們是PNP型，還是NPN型，是鍺管還是硅管?【答】(1)由于三個(gè)極的電位都為負(fù)值，故為PNP管，由于發(fā)射結(jié)應(yīng)正向偏置，集電結(jié)應(yīng)反向偏置，對(duì)PNP管來(lái)說(shuō)，發(fā)射極電位應(yīng)高于基極電位，集電極電位應(yīng)低于基極電位，故知三個(gè)極分別為發(fā)射極(－0.7V)，基極(－1V)，集電極(－6V〕。(2)由于三個(gè)極的電位都為正值，故為NPN管，由于發(fā)射結(jié)應(yīng)正向偏置，集電結(jié)應(yīng)反向偏置，對(duì)NPN管來(lái)說(shuō)，發(fā)射極電位應(yīng)低于基極電位，集電極電位應(yīng)高于基極電位，故知三個(gè)極分別為發(fā)射極〔2.5V〕，基極〔3.2V〕，集電極〔9V〕。返回下一題上一題8.5(3)某晶體管PCM=100mV，ICM=20mA，BU(BR)CEO=15V，試問(wèn)在下述情況下,哪種是正常工作的：〔a〕UCE=3V，IC=10mA;〔b〕UCE=2V，IC=40mA；〔c〕UCE=6V，IE=20mA?！敬稹烤w管正常工作時(shí)，必須〔a〕晶體管正常工作。返回下一題上一題（c）晶體管不能正常工作，易燒壞?！瞓〕晶體管不能正常工作。返回下一題上一題

8.6(1)為什么說(shuō)晶體管是電流控制元件，而場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件? 【答】晶體管可以用基極電流來(lái)控制集電極,因?yàn)榛鶚O電流的微小變化，會(huì)引起集電極電流的變化，所以是電流控制元件;如果改變場(chǎng)效應(yīng)的柵源電壓UGS，那么溝道的導(dǎo)電能力改變，漏極流ID改變，即可用柵源電壓控制漏極電流，是電壓控制元件。返回下一題上一題8.6(2)試說(shuō)明NMOS管與PMOS管，E

型管和D

型管的主要區(qū)別。【答】NMOS管的襯底為P型硅襯底，導(dǎo)電溝道為電子型，工作時(shí)，漏源電壓為UDS>0，柵源電壓UGS>UGS〔th〕或UGS〔off〕，其中開(kāi)啟電壓UGS〔th〕>0，夾斷電壓UGS〔off〕<0。PMOS管底襯底為N型硅襯底，導(dǎo)電溝道為空穴型，工作時(shí)，漏源電壓UGS<0，柵源電壓UGS<UGS〔th〕或UGS〔off〕，其中開(kāi)啟電壓UGS〔th〕<0，夾斷電壓UGS〔off〕>0。NMOS管和PMOS工作原理相同，工作電壓極性相反。E型管為增強(qiáng)型，導(dǎo)電溝道是依靠柵源電壓UGS建立起來(lái)的，反型層導(dǎo)電溝道形成的臨界電壓稱(chēng)為開(kāi)啟電壓UGS〔th〕。D型管為耗盡型，具有自建的導(dǎo)電溝道。反型層導(dǎo)電溝道消的臨界電壓稱(chēng)為夾斷電壓UGS〔off〕。返回下一題上一題

8.6(3)某場(chǎng)效應(yīng)晶體管，當(dāng)UGS>3V，UDS>0時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生ID。試問(wèn)該晶體管是四種場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的

哪一種?！敬稹坑缮项}結(jié)論可知應(yīng)為E

型NMOS管。返回下一題上一題8.6(4)試畫(huà)出UDS>UGS(th)，UGD

=UGS(th)時(shí)，E型NMOS管中導(dǎo)電溝道的形狀。【答】當(dāng)UGS>UGS(th)，UGD=UGS(th)

時(shí)，在漏極端，溝道剛好處于形成和消失的臨界狀態(tài)，故導(dǎo)電溝道的形狀如圖8.6所示。圖8.6返回下一題上一題

8.8(1)在圖8.7(教材圖8.8.3)所示可控整流電路中，增加控制角α?xí)r，導(dǎo)通θ增加還是減少？負(fù)載直流電壓如何變化？【答】α增大時(shí)，θ減小，負(fù)載直流電壓UO減小。圖8.7返回下一題上一題

8.8(2)圖8.7(教材8.8.3)所示電路中，α=60°和120°時(shí)，負(fù)載電壓UO的最大值是否相同?圖8.7圖8.8返回下一題上一題

8.8(3)試畫(huà)出將圖8.9(教材圖8.8.5)所示交流調(diào)壓電路改用兩個(gè)普通晶閘管來(lái)代替的電路。圖8.9【答】電路如圖8.10所示圖8.10返回下一題上一題

8.8(4)圖8.11(教材圖8.8.6)所示直流調(diào)壓電路可否簡(jiǎn)單地用普通晶閘管實(shí)現(xiàn)?【答】不能。因?yàn)橛闷胀ňчl管代替可關(guān)斷晶閘管時(shí)，因其陽(yáng)極電壓總是大于零，即使UG<0，晶閘管也不能關(guān)斷，而可關(guān)斷晶體管是一個(gè)直流開(kāi)關(guān)元件，其關(guān)斷只由UG

決定，UG

<0時(shí)，就可關(guān)斷。圖8.11返回下一題上一題練習(xí)題返回下一頁(yè)返回下一頁(yè)上一頁(yè)8.2.1圖8.12(教材8.01)所示電路中的UA=0V，UB=1V，試求下述情況下輸出端的電壓UF?！?〕二極管為理想二極管；〔2〕二極管為鍺二極管；〔3〕二極管為硅二極管。8.2.2圖8.13(a)(教材圖8.02)所示電路中的二極管為理想二極管，E=3V，，試畫(huà)出電壓UO的波形。圖8.12返回下一頁(yè)上一頁(yè)8.2.3在圖8.14〔a〕〔教材圖8.03〕所示電路中，D1和D2為理想二極管，U1=U2=1V，，試畫(huà)出輸出電壓uo的波形。圖8.14返回下一頁(yè)上一頁(yè)8.2.4在圖8.15〔a〕(教材圖8.04)所示電路中，設(shè)二極管為理想二極管，且V兩個(gè)燈泡皆為220V，40W。(1)畫(huà)出uO1和uO2的波形；(2)哪盞燈泡亮些？為什么？在單相橋式整流電路中，U2=30V，，試選擇電路中的二極管。圖8.15（a）返回下一頁(yè)上一頁(yè)8.2.6圖8.16(a)(教材圖8.05)為一單相半波整流電路，試求：〔1〕uO的波形；〔2〕UO與U2的關(guān)系；〔3〕ID與IO的關(guān)系；〔4〕URm與U2的關(guān)系。圖8.16（a）返回下一頁(yè)上一頁(yè)8.2.7圖8.17〔a〕(教材圖8.06)為一全波整流電路，試求：〔1〕在交流電壓的正，負(fù)半周內(nèi),電流流通的路徑；〔2〕負(fù)載電壓uO的波形。圖8.17(a)返回下一頁(yè)上一頁(yè)8.2.8在圖8.4[教材8.2.8(a)]所示的單相橋式整流電容濾波電路中，交流電源頻率f=50Hz，U2=15V，RL=300。試求：(1)負(fù)載直流電壓和直流電流;〔2〕選擇整流元件和濾波電容;(3)電容失效〔斷路〕和RL斷路時(shí)的UO。8.2.9一單相橋式整流電容濾波電路，U2=40V，試分析判斷如下幾種情況下，電路是否發(fā)生故障？假設(shè)有故障應(yīng)該是哪些元件損壞引起的：(1)UO=48V；(2)UO=36V；(3)UO=56.6V。返回下一頁(yè)上一頁(yè)8.3.1現(xiàn)有兩個(gè)穩(wěn)壓管DZ1和DZ2，穩(wěn)定電壓分別是4.5V和9.5V，正向電壓降都是0.5V，試求圖8.18(教材圖8.07)各電路中的輸出電壓UO

。圖8.18返回下一頁(yè)上一頁(yè)8.3.2圖8.19〔教材圖8.08〕所示穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓管的UZ＝10V，Izmax＝23mA。試問(wèn)穩(wěn)壓關(guān)的電流IZ是否超過(guò)Izmax？假設(shè)超過(guò)了怎么辦？8.4.1試用一個(gè)CW7805和一個(gè)CW7905三端集成穩(wěn)壓器組成一個(gè)可輸出±5V的電路〔電路中要包含變壓器和整流濾波電路〕。8.5.1圖8.21〔教材圖8.09〕為某晶體管的輸出特性曲線,試求:UCE＝10V時(shí)，〔1〕IB從0.4mA變到0.8mA；從0.6mA變到0.8mA兩種情況下的動(dòng)態(tài)電流放大系數(shù)；〔2〕IB等于0.4mA和0.8mA兩種情況下的靜態(tài)電流放大系數(shù)。圖8.19圖8.21返回下一頁(yè)上一頁(yè)8.5.2試問(wèn)在圖8.22〔教材圖8.10〕所示各電路中，晶體管工作于什么狀態(tài)？8.6.1有一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，在漏源電壓保持不變的情況下，柵源電壓UGS

變化了3V時(shí)，相應(yīng)的漏極電流變化2mA，試問(wèn)該管的跨導(dǎo)是多少？圖8.22返回下一頁(yè)上一頁(yè)8.8.1一單相橋式半控整流電路，，輸入交流電壓U2＝100V，求α為和時(shí)的輸出直流電壓和電流。

8.8.2一單相橋式半控整流電路，需直流電壓100V，現(xiàn)直接由220V交流電網(wǎng)供電，試求晶體管的控制角和導(dǎo)通角。一單相橋式半控整流電路，要求直流輸出電壓UO在40～90V的范圍內(nèi)可調(diào)，求輸入交流電壓和控制角的變化范圍。返回下一題【解】由于UA<UB，即加在二極管DB上的正向電壓大于加在二極管DA上的正向電壓，所以DB優(yōu)先導(dǎo)通。DB導(dǎo)通后:〔1〕二極管如為理想二極管，即正向電壓降UD＝0V，因而UF＝UB－UD＝〔1－0〕＝1V。使得DA承受反向電壓而截止，從而割斷了UA對(duì)UF的影響。8.2.1圖8.12(教材8.01)所示電路中的UA=0V，UB=1V，試求下述情況下輸出端的電壓UF?！?〕二極管為理想二極管；〔2〕二極管為鍺二極管；〔3〕二極管為硅二極管。圖8.12練習(xí)題解答下一頁(yè)〔2〕二極管如為鍺二極管，設(shè)正向電壓降UD＝0.3V，那么〔3〕二極管如為硅二極管，設(shè)正向電壓降UD＝0.7V，那么返回下一題上一頁(yè)

ui>E

＝3V時(shí)，二極管D截上，電路中無(wú)電流，uO＝E＝3V。ui<E＝3V時(shí)，二極管D導(dǎo)通，uO＝ui。故該電路為單向限幅電路?！窘狻縰O波形如圖8.13〔b〕中的實(shí)線局部所示。圖8.138.2.2圖8.13(a)(教材圖8.02)所示電路中的二極管為理想二極管，E=3V，，試畫(huà)出電壓UO的波形。返回下一題下一頁(yè)上一題上一頁(yè)

在輸入信號(hào)ui的負(fù)半周期，二極管D1截止，D2的狀態(tài)那么取決于ui與U2的相對(duì)大小。當(dāng)ui<U2時(shí)，D2導(dǎo)通，uO＝U2＝1V；當(dāng)ui>U2時(shí)，D2截止，uO＝ui?？梢?jiàn)，這是一個(gè)雙向限幅電路，輸出信號(hào)uO的波形如圖8.14〔b〕中實(shí)線局部所示。返回下一題上一題圖8.14〔a〕【解】在輸入信號(hào)ui的正半周期，二極管D2截止，D1的狀態(tài)那么取決于ui與U1的相對(duì)大小，當(dāng)ui>U1時(shí)，D1導(dǎo)通，uO＝U1＝1V；當(dāng)ui<U1時(shí)，D1截止，uO＝ui。圖8.14〔b〕8.2.3在圖8.14〔a〕〔教材圖8.03〕所示電路中，D1和D2為理想二極管，U1=U2=1V，，試畫(huà)出輸出電壓uo的波形。返回下一題上一題圖8.15（a）【解】在ui的半周期時(shí)，輸入信號(hào)ui>0，二極管D正向?qū)?，燈泡兩端電壓；圖8.15〔b〕8.2.4在圖8.15〔a〕(教材圖8.04)所示電路中，設(shè)二極管為理想二極管，且V兩個(gè)燈泡皆為220V，40W。(1)畫(huà)出uO1和uO2的波形；(2)哪盞燈泡亮些？為什么？返回下一題下一頁(yè)上一題上一頁(yè)在ui的負(fù)半周期時(shí)，輸入信號(hào)ui<0，D反向截止，由于兩燈泡皆為220V，40W，那么電源電壓平均分配在兩燈泡上，uO1＝uO2＝〔220。波形如圖8.15〔b〕所示?！?〕由于燈泡EL2在正負(fù)半周都有電流流過(guò)，所產(chǎn)生的熱效應(yīng)高，所以燈泡EL2比燈泡EL1亮一些。返回下一題上一題【解】可選用2CZ53B〔IF＝300mA，UR＝50V〕。在單相橋式整流電路中，U2=30V，，試選擇電路中的二極管。返回下一題上一題圖8.16（a）圖8.16〔b〕【解】（1）設(shè)變壓器二次繞組的電壓，當(dāng)0≤ωt＜π時(shí)，二極管D正向?qū)?，電流?jīng)二極管D流過(guò)負(fù)載RL；當(dāng)π≤ωt＜2π時(shí)，二極管D反向截止，負(fù)載上沒(méi)有電流。8.2.6圖8.16(a)(教材圖8.05)為一單相半波整流電路，試求：〔1〕uO的波形；〔2〕UO與U2的關(guān)系；〔3〕ID與IO的關(guān)系；〔4〕URm與U2的關(guān)系。返回下一題下一頁(yè)上一題因此，盡管電壓u2是交變的，由于二極管D的單向?qū)щ娦裕谪?fù)載上得到了方向不變而大小隨時(shí)間變化的電壓，這樣的電壓稱(chēng)半波脈動(dòng)電壓。波形如圖8.16〔b〕所示?！?〕負(fù)載直流電壓平均值〔3〕二極管電流也就是負(fù)載電流，其平均值為〔4〕在負(fù)半周期，整流元件D所受的最大反向電壓返回下一題上一題上一頁(yè)圖8.17〔a〕圖8.17〔b〕8.2.7圖8.17〔a〕(教材圖8.06)為一全波整流電路，試求：〔1〕在交流電壓的正，負(fù)半周內(nèi),電流流通的路徑；〔2〕負(fù)載電壓uO的波形。返回下一題下一頁(yè)上一題【解】(1)在0≤ωt＜π半個(gè)周期內(nèi)，電壓a

電位最高，b點(diǎn)電位最低。此時(shí)二極管D1承受正向電壓而導(dǎo)通，二極管D2承受反向電壓而截止，電流自a點(diǎn)經(jīng)D1通過(guò)負(fù)載RL而由O點(diǎn)返回。在π≤ωt＜2π半個(gè)周期內(nèi)，a點(diǎn)電位最低，b點(diǎn)電位最高，此時(shí)D1反向截止，D2正向?qū)ǎ娏髯詁點(diǎn)經(jīng)D2通過(guò)負(fù)載RL而由O點(diǎn)返回?？梢?jiàn)，當(dāng)電源電壓交變一次，兩只二極管在正，負(fù)半周各自輪流通，從而使負(fù)載得到了單向流動(dòng)的全波脈動(dòng)電流和電壓。

〔2〕波形如圖8.17〔b〕所示。返回下一題上一題上一頁(yè)【解】〔1〕負(fù)載直流電壓

〔2〕二極管平均電流

圖8.48.2.8在圖8.4[教材8.2.8(a)]所示的單相橋式整流電容濾波電路中，交流電源頻率f=50Hz，U2=15V，RL=300。試求：(1)負(fù)載直流電壓和直流電流;〔2〕選擇整流元件和濾波電容;(3)電容失效〔斷路〕和RL斷路時(shí)的UO。負(fù)載直流電流一般取返回下一題下一頁(yè)上一題(3)電容失效，電路相當(dāng)于無(wú)電容濾波的整流電路，那么負(fù)載直流電壓上一頁(yè)查教材附錄Ⅲ選2CZ52A(IF＝100mA，UR＝25V〕二極管作整流元件。由式電容耐壓需大于