模擬電子電路B模電課后習(xí)題答案（第1-8章）模電課后習(xí)題答案（第1-8章）-第1章二極管答案

第一章答案

1.1在一本征硅中，摻入施主雜質(zhì)，其濃度N〃=2x10"cm—3。

(1)求室溫300K時(shí)自由電子和空穴的熱平衡濃度值，并說(shuō)明半導(dǎo)體為P型或N型。

(2若再摻入受主雜質(zhì)，其濃度N.=3xl()Hcm-3,重復(fù)(1)。

(3)若No=NA=10"cm3,,重復(fù)(Do

l6-3143

(4)A^D=10cm,/V^=10cm,重復(fù)(1)。

解：(1)已知本征硅室溫時(shí)熱平衡載流子濃度值〃,.=1.5x1()1°cm施主雜質(zhì)

l4_310-3

ND=2X10cm?n,=1.5xIOcm,所以可得多子自由濃度為

10"cmt

n0?ND=2X

少子空穴濃度

2

p()=^—=1.125x106cm-3

?o

該半導(dǎo)體為N型。

(2)因?yàn)镹A-No=lxl0Mcm-3>>知,所以多子空穴濃度

p0?1xIO/cm"

少子電子濃度

2

n63

n0==2.25x10cm

Po

該半導(dǎo)體為P型。

(3)因?yàn)镹A=N。,所以

1()3

p0=〃o=n,=1.5x10cm

該半導(dǎo)體為本征半導(dǎo)體。

3

(4)因?yàn)镹/,—NA=10W-1014=99x10”(cm-)?n,,所以，多子自由電子濃度

14

no=99xlOcm7

空穴濃度

102

"(1.5xlO)4,_3、

Po=---=----------=2.27x104(cm)

14

°n099xl0

該導(dǎo)體為N型。

1.2當(dāng)T=300K時(shí)，錯(cuò)和硅二極管的反向飽和電流分別為1〃A和0.5pA。如果將此兩個(gè)

二極管串聯(lián)連接，有1mA的正向電流流過(guò)，試問(wèn)他們的結(jié)電壓各為多少？

解：T=300K時(shí)，熱電壓UT=26mV

二極管正偏時(shí)，1=/5?exp（——）

UT

對(duì)于硅管：UD=UTIn—=556.4mV

對(duì)于錯(cuò)管：UD-UTIn—=179.6mV

1s

1.3二極管電路如圖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(guò)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？

解：（1）流過(guò)二極管的直流電流也就是圖1.3的回路電流，即

,6-0.7,

1n=------4=53mA

100

?0.7V八

R=-------z-=13.2Q

⑵n53xl(T3A

-3

UT26X10V八

rD=—=-------r—=0.49Q

ID53x10-3A

1.4二極管電路如題圖1.4所示。

（1）設(shè)二極管為理想二極管，試問(wèn)流過(guò)負(fù)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=0.7V,試問(wèn)流過(guò)負(fù)

載勺的電流是多少？

（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U09“）=O.7V,rD（on}=20Q,

試問(wèn)流過(guò)負(fù)載的電流是多少？

(4)將電源電壓反接時(shí)，流過(guò)負(fù)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(shí)，二極管的交流電阻怎樣變化?

￡

解：(1)I=--=100mA

RL

p-U

(2)1=""=94mA

后

F-J]

(3)/=-——^^=78.3mA

RL+RD

(4)1=-ZS^I?0

U

(5)E增加，直流電流Ip增加，交流電阻T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,叫=990Q,R2=10Q,

E=1.7V,%=10sin由(mV),和容量足夠大，對(duì)5信號(hào)可視作短路。

(1)求流過(guò)二極管的直流電流IDO

(2)求輸出電壓u。的值。

題圖1.5

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。

「D

⑶答圖1.5(b)

Ei,

⑵ID==1mA

Ri+&

ua—-----------u；?2.78sin(Dt(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

U。的值。

題圖1.6

解：(1)在圖(a)中，吻導(dǎo)通，”截止，U0=5V.

(2)在圖(b)中，匕導(dǎo)通，?截止，Uo=QV.

(3)在圖(c)中，W、L均導(dǎo)通，此時(shí)有

EK6x2

U0=1.984V

/?,+(/?,///?3)+/?44+(1//0.051)+2

1.7二極管限幅電路如圖1.7(a)、(b)所示。將二極管等效為恒壓降模型，且UD(M=0.7V。若

Ui—5sin(^t(V),試畫出“0的波形。

解：(1)在圖(a)中：當(dāng)?shù)摹狄?.7丫時(shí)，V管截止，劭=一2匕當(dāng)小W—2.7V時(shí)，V管導(dǎo)

通，U0=Uio當(dāng)出=5si〃時(shí)，對(duì)應(yīng)的劭波形如圖答圖1.7(a)所示。

(2)在圖(b)中：當(dāng)",>1.3丫時(shí)，V管截止，u0=Ui：當(dāng)3V時(shí)，V管導(dǎo)通，M0=2VO

其相應(yīng)波形如答圖1.7(b)所示。

答圖1.7

1.8二極管電路如題圖1.8(a)所示，設(shè)V|和V2均為理想二極管。

(1)試畫出電路的傳輸特性(5與u。特性曲線)。

(2)假定輸入電壓如題圖1.8(b)所示，試畫出相應(yīng)的"。波形。

題圖1.8

解：(1)當(dāng)《＜12V,且的＞-10V，2和2同時(shí)截止，則"“=〃再當(dāng)出上12V時(shí)，3導(dǎo)

通，&截止，此時(shí)電路可簡(jiǎn)化成答圖1.8(a)。

答圖1.8

由圖可得：

R,2

u=12V+(?；-12V)---=—=4VHUi

oR]+R>3

如的=16V,“"=14.7V。

當(dāng)小W—10時(shí)，2截止，。2導(dǎo)通，此時(shí)電路可簡(jiǎn)化成答圖L8(b)。此時(shí)

&io2

W=-10V+(H,'+10V)X---:---=-----Vw7+~Uj

o/?i+&33

如?；=-12V,uo=—11.33V。

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。

?,=+15V時(shí)…，〃“=4V+-2?.=14V

3

102

“i=-14V時(shí)，Uo-----V4—?.=-12.7V

33

1.9在題圖1.9(a)所示電路中，二極管等效為恒壓降模型。已知輸入電壓出、“2的波形如題

圖1.9(b)所示，試畫出"。的波形。

題圖1.9

解：該電路為高電平選擇電路，即⑷、“2中至少有一個(gè)為3匕則劭=3—0.7=2.3匕

“八”2均為0時(shí),?<,=-0.7V,其波形答圖1.9(c)所示。

答圖1.9

1.10在題圖1.10所示電路中，設(shè)穩(wěn)壓管的U==5匕正向?qū)▔航禐?.7V。若％

^t（V）,試畫出“°的波形。

解：當(dāng)?shù)?5丫時(shí)，K擊穿，〃o=5V。當(dāng)?shù)呐c一0.7V時(shí)，匕正向?qū)?，“?一0.7匕

當(dāng)一0.7/＜出＜5丫時(shí),匕截止，uo=utc由此畫出的“0波形如答圖1.10所示。

1.1穩(wěn)壓管電路如題圖1.11所示。

（1）設(shè)S=2o（i±io%）v,穩(wěn)壓管r＞z的穩(wěn)定電壓"z=iov,允許最大穩(wěn)定電流

/Zmas=30mA.lZmm=5mA,/?imin=800Q,/?tmax=ooo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=100Q,勺=250。，試求S允許的變化范圍。

（3）穩(wěn)壓管的參數(shù)如（1）中所示，當(dāng)Uz=l°V時(shí)，其工作電流/z=20mA,rz=12Q,

如Ui=20V不變，試求先從無(wú)窮大到1k。時(shí)，輸出電壓變化的值A(chǔ)U。為多少？

題圖1.11

解：(1)因?yàn)?/p>

V-2-OOQ

GaKn30樣

式中，因&maxfS，所以/.n=0,巳皿=20+20X0.1=22V

R=-z=(18-1。川=457。

"八"/小(5+