模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)吳友宇答案

第三部分習(xí)題與解答

習(xí)題1

客觀檢測(cè)題

一、填空題

1、在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子的濃度主要取決于摻入的雜質(zhì)濃度，而少數(shù)載流子的濃

度則與溫度有很大關(guān)系。

2、當(dāng)PN結(jié)外加正向電壓時(shí)，擴(kuò)散電流大于漂移電流,耗盡層變窄。當(dāng)外加反向

電壓時(shí)，擴(kuò)散電流小于漂移電流,耗盡層變寬。

3、在N型半導(dǎo)體中，電子為多數(shù)載流子,空穴為少數(shù)載流子。

二.判斷題

1、由于P型半導(dǎo)體中含有大量空穴載流子，N型半導(dǎo)體中含有大量電子載流子，所以P型

半導(dǎo)體帶正電，N型半導(dǎo)體帶負(fù)電。（x）

2、在N型半導(dǎo)體中，摻入高濃度三價(jià)元素雜質(zhì)，可以改為P型半導(dǎo)體。（V）

3、擴(kuò)散電流是由半導(dǎo)體的雜質(zhì)濃度引起的，即雜質(zhì)濃度大，擴(kuò)散電流大；雜質(zhì)濃度小，擴(kuò)

散電流小。（x）

4、本征激發(fā)過程中，當(dāng)激發(fā)與復(fù)合處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，兩種作用相互抵消，激發(fā)與復(fù)合停止。

（x）

5、PN結(jié)在無光照無外加電壓時(shí)，結(jié)電流為零。（V）

6、溫度升高時(shí)，PN結(jié)的反向飽和電流將減小。（x）

7、PN結(jié)加正向電壓時(shí)，空間電荷區(qū)將變寬。（x）

三.簡答題

1、PN結(jié)的伏安特性有何特點(diǎn)？

V

答：根據(jù)統(tǒng)計(jì)物理理論分析，PN結(jié)的伏安特性可用式lD=Is?(eE-D表示。

式中，ID為流過PN結(jié)的電流；h為PN結(jié)的反向飽和電流，是一個(gè)與環(huán)境溫度和材料等

有關(guān)的參數(shù)，單位與I的單位一致；V為外加電壓；VT=kT/q,為溫度的電壓當(dāng)量(其單位

與V的單位一致)，其中玻爾茲曼常數(shù)左=1.38x10-23J/K,電子電量

q=1.6021773k1(尸9c(庫倫)，則,在常溫(T=300K)下,VT=25.875mV=26mVo當(dāng)外加正向

VV

電壓，即V為正值，VT=五梟(V)且V比VT大幾倍時(shí)，e豆>>1,于是I=Is-eVT,這

時(shí)正向電流將隨著正向電壓的增加按指數(shù)規(guī)律增大，PN結(jié)為正向?qū)顟B(tài).外加反向電壓,

V

即V為負(fù)值，且|V|比VT大幾倍時(shí)，于是IB-IS，這時(shí)PN結(jié)只流過很小的反向

飽和電流，且數(shù)值上基本不隨外加電壓而變，PN結(jié)呈反向截止?fàn)顟B(tài)。PN結(jié)的伏安特性也可

用特性曲線表示，如圖L1.1所示.從式(1.1.1)伏安特性方程的分析和圖1.1.1特性曲線(實(shí)線

部分)可見：PN結(jié)真有單向?qū)щ娦院头蔷€性的伏安特性。

2、什么是PN結(jié)的反向擊穿？PN結(jié)的反向擊穿有哪幾種類型？各有何特點(diǎn)？

答："PN"結(jié)的反向擊穿特性：當(dāng)加在"PN"結(jié)上的反向偏壓超過其設(shè)計(jì)的擊穿電壓后，PN

結(jié)發(fā)生擊穿。

PN結(jié)的擊穿主要有兩類，齊納擊穿和雪崩擊穿。齊納擊穿主要發(fā)生在兩側(cè)雜質(zhì)濃度都

較高的PN結(jié)，一般反向擊穿電壓小于4Eg/q（Eg-PN結(jié)量子阱禁帶能量，用電子伏特衡量，

Eg/q指PN結(jié)量子阱外加電壓值，單位為伏特）的PN的擊穿模式就是齊納擊穿，擊穿機(jī)理

就是強(qiáng)電場把共價(jià)鍵中的電子拉出來參與導(dǎo)電，使的少子濃度增加，反向電流上升。

雪崩擊穿主要發(fā)生在"PN"結(jié)一側(cè)或兩側(cè)的雜質(zhì)濃度較低"PN"結(jié)，一般反向擊穿電壓高于

6Eg/q的"PN”結(jié)的擊穿模式為雪崩擊穿。擊穿機(jī)理就是強(qiáng)電場使載流子的運(yùn)動(dòng)速度加快，動(dòng)

能增大，撞擊中型原子時(shí)把外層電子撞擊出來，繼而產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致少數(shù)載流子濃度升

高，反向電流劇增。

3、PN結(jié)電容是怎樣形成的？和普通電容相比有什么區(qū)別？

PN結(jié)電容由勢(shì)壘電容Cb和擴(kuò)散電容Cd組成。

勢(shì)壘電容品是由空間電荷區(qū)引起的。空間電荷區(qū)內(nèi)有不能移動(dòng)的正負(fù)離子，各具有一

定的電量。當(dāng)外加反向電壓變大時(shí)，空間電荷區(qū)變寬，存儲(chǔ)的電荷量增加；當(dāng)外加反向電壓

變小時(shí)，空間電荷區(qū)變窄，存儲(chǔ)的電荷量減小，這樣就形成了電容效應(yīng)。"墊壘電容"大小隨

外加電壓改變而變化，是一種非線性電容，而普通電容為線性電容。在實(shí)際應(yīng)用中，常用微

變電容作為參數(shù)，變?nèi)荻O管就是勢(shì)壘電容隨外加電壓變化比較顯著的二極管。

擴(kuò)散電容Cd是載流子在擴(kuò)散過程中的積累而引起的。PN結(jié)加正向電壓時(shí)，N區(qū)的電子

向P區(qū)擴(kuò)散，在P區(qū)形成一定的電子濃度（NJ分布，PN結(jié)邊緣處濃度大，離結(jié)遠(yuǎn)的地方濃度

小，電子濃度按指數(shù)規(guī)律變化。當(dāng)正向電壓增加時(shí)，載流子積累增加了AQ;反之，則減小，

如圖1.3.3所示。同理，在N區(qū)內(nèi)空穴濃度隨外加電壓變化而變化的關(guān)系與P區(qū)電子濃度

的變化相同。因此，外加電壓增加AV時(shí)所出現(xiàn)的正負(fù)電荷積累變化AQ,可用擴(kuò)散電容Cd

來模擬。Cd也是一種非線性的分布電容。

綜上可知，勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容是同時(shí)存在的。PN結(jié)正偏時(shí)，擴(kuò)散電容遠(yuǎn)大于勢(shì)壘電

容；PN結(jié)反偏時(shí)，擴(kuò)散電容遠(yuǎn)小于勢(shì)壘電容。勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容的大小都與PN結(jié)面積

成正比。與普通電容相比，PN結(jié)電容是非線性的分布電容，而普通電容為線性電容。

習(xí)題2

客觀檢測(cè)題

一、填空題

1、半導(dǎo)體二極管當(dāng)正偏時(shí)，勢(shì)壘區(qū)一變窄，擴(kuò)散電流大于漂移電流。

2、在常溫下，硅二極管的門限電壓約0.6V,導(dǎo)通后在較大電流下的正向壓降約0J

V；錯(cuò)二極管的門限電壓約0.1V,導(dǎo)通后在較大電流下的正向壓降約0.2V。

3、在常溫下，發(fā)光二極管的正向?qū)妷杭s1.2~2V,高于硅二極管的門限電壓:

考慮發(fā)光二極管的發(fā)光亮度和壽命，其工作電流一般控制在也_mA。

4、利用硅PN結(jié)在某種摻雜條件下反向擊穿特性陡直的特點(diǎn)而制成的二極管，稱為普通（稔

壓）二極管。請(qǐng)寫出這種管子四種主要參數(shù)，分別是最大整流電流、反向擊穿電壓、反

向電流和極間電容。

二、判斷題

1、二極管加正向電壓時(shí)，其正向電流是由（a）。

a.多數(shù)載流子擴(kuò)散形成b.多數(shù)載流子漂移形成

c.少數(shù)載流子漂移形成d.少數(shù)載流子擴(kuò)散形成

2、PN結(jié)反向偏置電壓的數(shù)值增大,但小于擊穿電壓，（c）。

a.其反向電流增大b.其反向電流減小

c.其反向電流基本不變d.其正向電流增大

3、穩(wěn)壓二極管是利用PN結(jié)的（d）.

a,單向?qū)щ娦詁.反偏截止特性

c.電容特性d.反向擊穿特性

4、二極管的反向飽和電流在20℃時(shí)是5心，溫度每升高10℃,其反向飽和電流增大一倍,

當(dāng)溫度為40℃時(shí)，反向飽和電流值為(c

a.lO^Ab.15nAc.20HAd.40HA

5、變?nèi)荻O管在電路中使用時(shí)，其PN結(jié)是(b)o

a.正向運(yùn)用b.反向運(yùn)用

三、問答題

1、溫度對(duì)二極管的正向特性影響小，對(duì)其反向特性影響大，這是為什么？

答：正向偏置時(shí)，正向電流是多子擴(kuò)散電流，溫度對(duì)多子濃度幾乎沒有影響，因此溫度

對(duì)二極管的正向特性影響小。但是反向偏置時(shí)，反向電流是少子漂移電流，溫度升高少數(shù)載

流子數(shù)量將明顯增加，反向電流急劇隨之增加，因此溫度對(duì)二極管的反向特性影響大。

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？

答：根據(jù)二極管電流的方程式

Z=zsp--I)

將V=1.5V代入方程式可得：

212,s00/26

/=20X10-1(*00/26一1)，20X10-xe

/g/=Zg20-12+^^/ge=14.34

26

故/=2.18x10*4)

雖然二極管的內(nèi)部體電阻、引線電阻及電池內(nèi)阻都能起限流作用，但過大的電流定會(huì)燒

壞二極管或是電池發(fā)熱失效，因此應(yīng)另外添加限流電阻。

3、有A、B兩個(gè)二極管。它們的反向飽和電流分別為5mA和0.244,在外加相同的正向電

壓時(shí)的電流分別為20mA和8mA,你認(rèn)為哪一個(gè)管的性能較好？

答：B好，因?yàn)锽的單向?qū)щ娦院?；?dāng)反向偏置時(shí)，反向飽和電流很小，二極管相當(dāng)于

斷路，其反向偏置電阻無窮大。

4、利用硅二極管較陡峭的正向特性，能否實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓？若能，則二極管應(yīng)如何偏置？

答：能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，二極管應(yīng)該正向偏置，硅二極管的正偏導(dǎo)通電壓為0.7V；因此硅二

極管的正向特性，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，其穩(wěn)壓值為0.7V。

5、什么是齊納擊穿？擊穿后是否意味著PN結(jié)損壞？

答：齊納擊穿主要發(fā)生在兩側(cè)雜質(zhì)濃度都較高的PN結(jié)，其空間電荷區(qū)較窄，擊穿電壓

較低（如5V以下），一般反向擊穿電壓小于4Eg/q（Eg—PN結(jié)量子阱禁帶能量，用電子伏特

衡量，Eg/q指PN結(jié)量子阱外加電壓值，單位為伏特）的PN的擊穿模式就是齊納擊穿，擊

穿機(jī)理就是強(qiáng)電場把共價(jià)鍵中的電子拉出來參與導(dǎo)電，使的少子濃度增加，反向電流上升。

發(fā)生齊納擊穿需要的電場強(qiáng)度很大，只有在雜質(zhì)濃度特別大的PN結(jié)才能達(dá)到。擊穿后

并不意味著PN結(jié)損壞，當(dāng)加在穩(wěn)壓管上的反向電壓降低以后，管子仍然可以恢復(fù)原來的狀

態(tài)。但是反向電流和反向電壓的乘積超過PN結(jié)容許的耗散功率時(shí)，就可能由電擊穿變?yōu)闊?/p>

擊穿，而造成永久性的破壞。電擊穿PN結(jié)未被損壞，但是熱擊穿PN結(jié)將永久損壞。

主觀檢測(cè)題

2.1.1試用電流方程式計(jì)算室溫下正向電壓為0.26V和反向電壓為IV時(shí)的二極管電流。（設(shè)

Is—10/4）

/K

解：由公式lD=/s（西-1）=《產(chǎn)"￥）

由于/$=1,VT=0.026V

正向偏置VD=0.26Vn寸

力匕-26/O26

In=Is（e1）=10（e°--l）=10（e'°-l）=220264（/zA）=0.22A

當(dāng)反向偏置匕,=-IV時(shí)

ID?—Is=-10//A

2.1.2寫出題圖2.1,2所示各電路的輸出電壓值，設(shè)二極管均為理想二極管。

解：l/oi-2V（二極管正向?qū)ǎ?，?=。（二極管反向截止），VO3=-2V（二極管正向?qū)?/p>

通）,%產(chǎn)2V（二極管反向截止），05=2V（二極管正向?qū)ǎ?6=12V（二極管反向截止）。

2.1.3重復(fù)題2.1.2,設(shè)二極管均為恒壓降模型，且導(dǎo)通電壓VD=0.7V。

解：l/oi=l-3V（二極管正向?qū)ǎ?，UO2=0（二極管反向截止）,UO3=-1.3V（二極管正

向?qū)ǎ?，UO4=2V（二極管反向截止），UO5=13V（二極管正向?qū)ǎ?/p>

UO6=-2V（二極管反向截止）。

2.1.4設(shè)題圖2.1.4中的二極管均為理想的（正向可視為短路，反向可視為開路），試判斷其

中的二極管是導(dǎo)通還是截止，并求出A、。兩端電壓UA。。

解：題圖2.1.4所示的電路圖中，圖（a）所示電路，二極管D導(dǎo)通，VAO=-6V,

圖（b）所示電路，二極管Di導(dǎo)通，D2截止，VAO=-0V,

圖（c）所示電路，二極管Di導(dǎo)通，D2截止，VAO=-0V?

2.1.5在用萬用表的Rx1OQ,Rx10（X1和Rx1ZC三個(gè)歐姆檔測(cè)量某二極管的正向電阻時(shí)，

共測(cè)得三個(gè)數(shù)據(jù)；4履1,850和680Q,試判斷它們各是哪一檔測(cè)出的。

解：萬用表測(cè)量電阻時(shí)，對(duì)應(yīng)的測(cè)量電路和伏安特性如圖2.1.5所示，實(shí)際上是將流過

電表的電流換算為電阻值,用指針的偏轉(zhuǎn)表示在表盤上。當(dāng)流過的電流大時(shí)，指示的電阻小。

測(cè)量時(shí)，流過電表的電流由萬用表的內(nèi)阻和二極管的等效直流電阻值和聯(lián)合決定。

通常萬用表歐姆檔的電池電壓為Ei=1.5V,RxlOA檔時(shí)，表頭指針的滿量程為100M

（測(cè)量電阻為0,流經(jīng)電阻Ri的電流為10mA）,萬用表的內(nèi)阻為4|0=1504?；RxlOOQ

檔時(shí)，萬用表的內(nèi)阻為41Go=1OR“O=15OOQ（測(cè)量電阻為0,表頭滿量程時(shí)，流經(jīng)用

的電流為1mA）；RxlArC檔時(shí)（測(cè)量電阻為0,表頭滿量程時(shí)，流經(jīng)段的電流為0.1mA）,

萬用表的內(nèi)阻為用網(wǎng)=1007?,10=15W；

由圖可得管子兩端的電壓V和電流I之間有如下關(guān)系：

RxlOA檔時(shí)，內(nèi)阻品（）=150a；匕=1.5—4Kio=1.5-1501I

KxlOOQ檔時(shí)，內(nèi)阻凡“*,=1500。；V2=1.5-727f.1（H,=1.5-1500Z,

RxMA檔時(shí)，內(nèi)阻0n=15AQ；V3=1.5-I3Riik=1.5-1500073

從伏安特性圖上可以看出，用RxlOA檔測(cè)量時(shí)，萬用表的直流負(fù)載線方程與二極管

的特性曲線的交點(diǎn)為A,萬用表的讀數(shù)為Vi/k。

用RxlOOA檔測(cè)量時(shí)，萬用表的直流負(fù)載線方程與二極管的特性曲線的交點(diǎn)為B,萬

用表的讀數(shù)為V2/I2。

用RxlAQ檔測(cè)量時(shí)，萬用表的直流負(fù)載線方程與二極管的特性曲線的交點(diǎn)為C,萬

用表的讀數(shù)為V3/l3?

由圖中可以得出—<—<—

Lhh

所以，85Q為萬用表RxlOQ檔測(cè)出的；680Q為萬用表RxlOOQ檔測(cè)出的；4攵。為

萬用表RxUQ檔測(cè)出的。

2.1.6電路如題圖2.1.6所示，已知匕=6sin3t（v）,試畫出％與％的波形，并標(biāo)出幅值。分別

使用二極管理想模型和恒壓降模型（VD=0.7V）。

解：由題意可知：％=6sin3t(v)在環(huán)的正半周，二極管導(dǎo)通，電路的輸出電壓波形如

圖2.1.6(a)、(b)所示。

2.1.7電路如題圖2.1.7所示，已知％=6sin3t(V),二極管導(dǎo)通電壓0=0.7V。試畫出匕與

心的波形，并標(biāo)出幅值。

解：由題意

Vi=6sinu)t(V)波形如圖2.1.7所示:

當(dāng)4>3.7V時(shí)，二極管導(dǎo)通，

Div0=3.7V,

當(dāng)匕Y-3.7V時(shí),二極管D2導(dǎo)通,v°=-3.7V,

當(dāng)一3.7V<匕<3.7V時(shí)，二極管Di、D2截止，vo=v\?

2.2.1現(xiàn)有兩只穩(wěn)壓管，它們的穩(wěn)定電壓分別為5V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(shí)可得1.4V、5.7V、8.7V和13V等四種穩(wěn)壓值。

（2）兩只穩(wěn)壓管并聯(lián)時(shí)可得0.7V、5V和8V等三種穩(wěn)壓值。

2.2.2已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值Vz=6V,穩(wěn)定電流的最小值/zmm=5mA。求題圖2.2.2所示電路中

匕）1和各為多少伏。

解：（1）當(dāng)％=10V時(shí)，若l/oi="z=6V,則穩(wěn)壓管的電流為

Z!=KJz==0.008(A)=8mA>l7min=5mA,

大于其最小穩(wěn)定電流，所以穩(wěn)壓管擊穿。故匕1=6丫。

（2）當(dāng)％=10V時(shí)，若&2=匕=6丫，則穩(wěn)壓管的電流為

72=—~―-=0.002(A)=2mA<I=5mA，

2620001)￡/mmi,n

小于其最小穩(wěn)定電流，所以穩(wěn)壓管未擊穿。故

v_&v2000v__v

s-&1_2000+20001~°

2.2.3電路如題圖2.2.3(a)(b)所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=3V,R的取值合適，0的波

形如圖(C)所示。試分別畫出V。1和V02的波形。

解：波形如圖2.2.3所示。

題圖2.2.3所示的電路中，對(duì)于圖(a)所示的電路，當(dāng)斗＞3丫時(shí)，穩(wěn)壓管Dz反向擊

穿，v°=v「3V,當(dāng)匕.＜3V時(shí)，穩(wěn)壓管Dz未擊穿，v°=0V。

對(duì)于圖b所示的電路，當(dāng)匕＞3V時(shí)，穩(wěn)壓管Dz反向擊穿，v°="z，當(dāng)匕＜3丫時(shí)，

=

穩(wěn)壓官Dz未擊穿，v0Vjo

2.2.4己知題圖2.2.4所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Vz=6V,最小穩(wěn)定電流lzmin=5mA,最大

穩(wěn)定電流lZmax=25mAo

（1）分別計(jì)算與為10V、15V、35V三種情況下輸出電壓V。的值;

（2）若％=35V時(shí)負(fù)載開路，則會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?為什么？

解：（1）當(dāng)％=10V時(shí)，若i/o="z=6V,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

匕=—^—?V.?3.33V

0

R+RL'

當(dāng)必=15V時(shí);穩(wěn)壓管中的電流大于最小穩(wěn)定電流/zmm，所以

Vo="z=6V

同理，當(dāng)％=35V時(shí)，Vo="z=6V。

（2）Ioz=（vi-V7：）/R=29mA>/ZM=25mA,穩(wěn)壓管將因功耗過大而損壞。

2.2.5電路如題圖2.2.5所示，設(shè)所有穩(wěn)壓管均為硅管（正向?qū)妷簽閂D=0.7V）,且穩(wěn)定

電壓Vz=8V,已知％=15sin3t（V）,試畫出和v02的波形。

解：題圖225所示的電路圖中，對(duì)于圖（a）,當(dāng)匕N%=8V時(shí)，穩(wěn)壓管Dz反向擊

穿，；當(dāng)匕(一%=-0.7V時(shí)，穩(wěn)壓管正向?qū)?，?/p>

v0=8VDzv°=-0.7V

當(dāng)-0.7V=-VD＜匕＜+吟=8V時(shí)，穩(wěn)壓管Dzi和DZ2未擊穿，0=環(huán)。

對(duì)應(yīng)題圖2.2.5(a)電路的輸出電壓的波形如圖2.2.5(a)所示。

對(duì)于圖(b),當(dāng)匕.N吟+%=8.7V時(shí)，穩(wěn)壓管Dzi正向?qū)?、Dzz反向擊穿，v°=8V；

當(dāng)匕〈一匕一%=—8.7V時(shí)，穩(wěn)壓管Dzi反向擊穿、Dzz正向?qū)?，v°=-8V；

當(dāng)-8.7V=一匕-匕，＜匕＜+%+%=8.7V時(shí)，穩(wěn)壓管Dzi和Dzz未擊穿，％=%。

對(duì)應(yīng)題圖2.2.5(b)電路的輸出電壓的波形如圖2.2.5(b)所示。

2.3.1在題圖2.3.1所示電路中，發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓片＞=L5V,正向電流在5?15mA時(shí)才

能正常工作。試問：

(1)開關(guān)S在什么位置時(shí)發(fā)光二極管才能發(fā)光？

(2)R的取值范圍是多少？

解：(1)當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)發(fā)光二極管才能發(fā)光。

(2)為了讓二極管正常發(fā)光，卜=5?15mA,

R的范圍為

%…233a

R,g=e-%)〃DmM=700Q。

可以計(jì)算得到R=233-700。

習(xí)題3

客觀檢測(cè)題

一、填空題

1.三極管處在放大區(qū)時(shí)，其集電結(jié)電壓小于零，發(fā)射結(jié)電壓大于零。

2.三極管的發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度很高,而基區(qū)很薄。

3.在半導(dǎo)體中，溫度變化時(shí)少數(shù)載流子的數(shù)量變化較大,而多數(shù)教流子的數(shù)量變化

較小。

4.三極管實(shí)現(xiàn)放大作用的內(nèi)部條件是：發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度要遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度，同時(shí)基

區(qū)厚度要很小;外部條件是：發(fā)射結(jié)要正向偏置、集電結(jié)要反向偏置。

5.處于放大狀態(tài)的晶體管，集電極電流是少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)形成的。

6.工作在放大區(qū)的某三極管，如果當(dāng)L從12映增大到22M時(shí)，1c從1mA變?yōu)?mA,那么

它的P約為100。

7.三極管的三個(gè)工作區(qū)域分別是飽和區(qū)、放大區(qū)和截止區(qū)。

8.雙極型三極管是指它內(nèi)部的參與導(dǎo)電載流子有兩種。

9.三極管工作在放大區(qū)時(shí)，它的發(fā)射結(jié)保持正向偏置,集電結(jié)保持且瓦偏置。

10.某放大電路在負(fù)載開路時(shí)的輸出電壓為5V,接入12k。的負(fù)載電阻后，輸出電壓降為2.5V,

這說明放大電路的輸出電阻為，

11.為了使高內(nèi)阻信號(hào)源與低電阻負(fù)載能很好的配合，可以在信號(hào)源與低電阻負(fù)載間接入_

共集電極組態(tài)的放大電路。

12.題圖3.0.1所示的圖解，畫出了某單管共射放大電路中晶體管的輸出特性和直流、交流

負(fù)載線。由此可以得出：

(1)電源電壓匕6V；

(2)靜態(tài)集電極電流/優(yōu)=1mA；集電極電壓UCEQ=3V；

(3)集電極電阻Rc=3kC；負(fù)載電阻a=3kC；

晶體管的電流放大系數(shù),進(jìn)一步計(jì)算可得電壓放大倍數(shù)

(4)8=50A，=q2_；<rhb.

取200。)；

(5)放大電路最大不失真輸出正弦電壓有效值約為1.06V；

(6)要使放大電路不失真，基極正弦電流的振幅度應(yīng)小于20uA。

13.穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的常用方法有射極偏置電路和集電極一基極偏置電路。

14.有兩個(gè)放大倍數(shù)相同，輸入電阻和輸出電阻不同的放大電路A和B,對(duì)同一個(gè)具有內(nèi)阻

的信號(hào)源電壓進(jìn)行放大。在負(fù)載開路的條件下，測(cè)得A放大器的輸出電壓小，這說明A

的輸入電阻小。

15.三極管的交流等效輸入電阻隨靜態(tài)工作點(diǎn)變化。

16.共集電極放大電路的輸入電阻很大，輸出電阻很小。

17.放大電路必須加上合適的直流偏置才能正常工作。

18.共射極、共基極、共集電極放大電路有功率放大作用:

19.共射極、共基極放大電路有電壓放大作用；

20.共射極、共集電極放大電路有電流放大作用；

21.射極輸出器的輸入電阻較大，輸出電阻較小。

22.射極輸出器的三個(gè)主要特點(diǎn)是輸出電壓與輸入電壓近似相同、輸入電阻大、輸

出電阻小。

23."小信號(hào)等效電路"中的"小信號(hào)"是指"小信號(hào)等效電路"適合于微小的變化信號(hào)的分析,

不適合靜態(tài)工作點(diǎn)和電流電壓的總值的求解，不適合大信號(hào)的工作情況分析。

24.放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)由它的直流通路決定,而放大器的增益、輸入電阻、輸出電

阻等由它的交流通路決定。

25.圖解法適合于求靜態(tài)工作Q點(diǎn)；小、大信號(hào)工作情況分析，而小信號(hào)模型電路分析

法則適合于求交變小信號(hào)的工作情況分析。

26.放大器的放大倍數(shù)反映放大器放大信號(hào)的能力;輸入電阻反映放大器索取信號(hào)源

信號(hào)大小的能力；而輸出電阻則反映出放大器帶負(fù)載能力。

27.對(duì)放大器的分析存在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種狀態(tài),靜態(tài)值在特性曲線上所對(duì)應(yīng)

的點(diǎn)稱為Q點(diǎn)。

28.在單級(jí)共射放大電路中，如果輸入為正弦波形，用示波器觀察V。和M的波形，則V。

和M的相位關(guān)系為反相；當(dāng)為共集電極電路時(shí)，則Vc和M的相位關(guān)系為同相。

29.在由NPN管組成的單管共射放大電路中，當(dāng)Q點(diǎn)太高（太高或太低）時(shí)，將產(chǎn)生飽

和失真，其輸出電壓的波形被削掉波谷：當(dāng)Q點(diǎn)太低（太高或太低）時(shí),將產(chǎn)

生截止失真，其輸出電壓的波形被削掉波峰。

30.單級(jí)共射放大電路產(chǎn)生截止失真的原因是放大器的動(dòng)態(tài)工作軌跡進(jìn)入截止區(qū)，產(chǎn)生

飽和失真的原因是放大器的動(dòng)態(tài)工作軌跡進(jìn)入飽和區(qū)。

31.NPN三極管輸出電壓的底部失真都是飽和失真。

32.PNP三極管輸出電壓的」部失真都是飽和失真。

33.多級(jí)放大器各級(jí)之間的耦合連接方式一般情況下有RC耦合,直接耦合,變壓器耦合。

34.BJT三極管放大電路有共發(fā)射極、共集電極、共基極三種組態(tài)。

35.不論何種組態(tài)的放大電路，作放大用的三極管都工作于其輸出特性曲線的放大區(qū)。因此，

這種BJT接入電路時(shí)，總要使它的發(fā)射結(jié)保持正向偏置，它的集電結(jié)保持反向偏置。

36.某三極管處于放大狀態(tài)，三個(gè)電極A、B、C的電位分別為-9V、-6V和-6.2V,則三極管

的集電極是A,基極是上，發(fā)射極是B。該三極管屬于PNP型,由楮半導(dǎo)

體材料制成。

37.電壓跟隨器指共集電極電路,其電壓的放大倍數(shù)為1;電流跟隨器指共基極電

路，指電流的放大倍數(shù)為1。

38.溫度對(duì)三極管的參數(shù)影響較大，當(dāng)溫度升高時(shí)，/不。增加，8增加，正向發(fā)射

結(jié)電壓URE減小，PcM減小。

39.當(dāng)溫度升高時(shí)，共發(fā)射極輸入特性曲線將左移，輸出特性曲線將上移，而且輸出

特性曲線之間的間隔將增大。

40.放大器產(chǎn)生非線性失真的原因是三極管或場效應(yīng)管工作在非放大區(qū)。

41.在題圖3.0.2電路中，某一參數(shù)變化時(shí)，的變化情況（a.增加，b,減小，c.不變，

將答案填入相應(yīng)的空格內(nèi)）。

（1）凡增加時(shí)，將增大。

（2）月減小時(shí)，。將增大。

（3）A?增加時(shí)，匕磔將減小。

（4）R,增加時(shí)，VCEQ將不變。

（5）尸減小時(shí)（換管子），/E￡將增大。

（6）環(huán)境溫度升高時(shí)，%轉(zhuǎn)將減小。

42.在題圖3.0.3電路中，當(dāng)放大器處于放大狀態(tài)下調(diào)整電路參數(shù)，試分析電路狀態(tài)和性能

的變化。（在相應(yīng)的空格內(nèi)填"增大"、"減小"或"基本不變"。）

(1)若(阻值減小，則靜態(tài)電流將增大，將減小，電壓放大倍數(shù)|Aj將增大。

(2)若換一個(gè)月值較小的晶體管，則靜態(tài)的/.將不變，將增大，電壓放大倍數(shù)

將減小。

(3)若阻值增大，則靜態(tài)電流與將坯變-，%￡將減小，電壓放大倍數(shù)將通

43.放大器的頻率特性表明放大器對(duì)不同頻率信號(hào)適應(yīng)程度。表征頻率特性的主要指標(biāo)

是中頻電壓放大倍數(shù)，上限截止頻率和下限截止頻率。

44.放大器的頻率特性包括幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)兩個(gè)方面,產(chǎn)生頻率失真的原因是

放大器對(duì)不同頻率的信號(hào)放大倍數(shù)不同。

45.頻率響應(yīng)是指在輸入正弦信號(hào)的情況下，放大器對(duì)不同頻率的正弦信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。

46.放大器有兩種不同性質(zhì)的失真，分別是線性失真和非線性失真。

47.幅頻響應(yīng)的通帶和阻帶的界限頻率被稱為截止頻率。

48.阻容耦合放大電路加入不同頻率的輸入信號(hào)時(shí)，低頻區(qū)電壓增益下降的原因是由于存在

耦合電容和旁路電容的影響；高頻區(qū)電壓增益下降的原因是由于存在放大器件內(nèi)部的

極間電容的影響。

49.單級(jí)阻容耦合放大電路加入頻率為方，和%的輸入信號(hào)時(shí)，電壓增益的幅值比中頻時(shí)下

降了3dB,高、低頻輸出電壓與中頻時(shí)相比有附加相移，分別為-45。和+45。。

50.在單級(jí)阻容耦合放大電路的波特圖中，幅頻響應(yīng)高頻區(qū)的斜率為-20dB/十倍頻，幅頻

響應(yīng)低頻低的斜率為-20dB/卜倍頻；附加相移高頻區(qū)的斜率為-45”卜倍頻，附加

相移低頻區(qū)的斜率為+45“十倍頻。

51.一個(gè)單級(jí)放大器的下限頻率為九=100Hz,上限頻率為%=30kHz,4M=40dB,

如果輸入一個(gè)15sin(100QO(ht)mV的正弦波信號(hào)，該輸入信號(hào)頻率為50kHz,

該電路不會(huì)產(chǎn)生波形失形。

52.多級(jí)放大電路與組成它的各個(gè)單級(jí)放大電路相比，其通頻帶變W，電壓增益重

壟,高頻區(qū)附加相移增大。

二、判斷題

1.下列三極管均處于放大狀態(tài)，試識(shí)別其管腳、判斷其類型及材料，并簡要說明理由。

(1)3.2V,5V,3V；

解：楮NPN型BJT管VBE=0.2V所以為錯(cuò)管；5V為集電極，3.2V為基極，3V為發(fā)射

極，

(2)-9V,-5V,-5.7V

解：硅PNP型BJT管；-9V為集電極，-5.7V為基極，-5V為發(fā)射極

(3)2V,2.7V,6V；

解：硅NPN型BJT管；6V為集電極，2.7V為基極，2V為發(fā)射極

(4)5V,1.2V,0.5V；

解：硅NPN型BJT管；5V為集電極，1.2V為基極，0.5V為發(fā)射極

(5)9V,8.3V,4V

解：硅PNP型BJT管9V為發(fā)射極，8.3V為基極，4V為集電極

(6)10V,9.3V,0V

解：硅PNP型BJT管，10V為發(fā)射極，9.3V為基極，0V為集電極

(7)5.6V,4.9V,12V；

解：硅NPN型BJT管，12V為集電極，5.6V為基極，4.9V為發(fā)射極，

(8)13V,12.8V,17V；

解：銘NPN型BJT管，17V為集電極，13V為基極，12.8V為發(fā)射極，

(9)6.7V,6V,9V；

解：硅NPN型BJT管，9V為集電極，6.7V為基極，6V為發(fā)射極,

2.判斷三極管的工作狀態(tài)和三極管的類型。

1管：吸=-2V,VE=-2.7V,VC=AV-

答：NPN管，工作在放大狀態(tài)。

2管：匕,=6匕/=5.3匕%=5.5匕

答：NPN管，工作在飽和狀態(tài)。

3管：VB=-W,VE=-0.3V,Vc=IV;

答：NPN管，工作在截止?fàn)顟B(tài)。

3.題圖304所列三極管中哪些一定處在放大區(qū)？

答：題圖3.0.4所列三極管中，只有圖（D）所示的三極管處在放大區(qū)。

4.放大電路故障時(shí)，用萬用表測(cè)得各點(diǎn)電位如題圖305,三極管可能發(fā)生的故障是什么？

答：題圖3.0.5所示的三極管，B、E極之間短路，發(fā)射結(jié)可能燒穿。

5.測(cè)得晶體管3個(gè)電極的靜態(tài)電流分別為0.06mA,3.66mA和3.6mA,則該管的3為①。

①為60。②為61。③0.98。④無法確定。

6.只用萬用表判別晶體管3個(gè)電極，最先判別出的應(yīng)是圾上

①e極②b極③c極

7.共發(fā)射極接法的晶體管，工作在放大狀態(tài)下，對(duì)直流而言其①。

①輸入具有近似的恒壓特性，而輸出具有恒流特性。

②輸入和輸出均具近似的恒流特性。

③輸入和輸出均具有近似的恒壓特性。

④輸入具有近似的恒流特性，而輸出具有恒壓特性。

8.共發(fā)射極接法的晶體管，當(dāng)基極與發(fā)射極間為開路、短路、接電阻R時(shí)的c,e間的擊穿

電壓分別用V<BR）CEO，V（BR〉CES和V（BR）CER表小，則它們之間的大小關(guān)系是Q）。

①V(BR)CEO>V(BR>CES>V<BR)CER。

②v(BR)CES>VCER>VfBR>CEO。

③V<BR>CER>V<BR>CES>V(BR>CEO0

④v<BR)CES>V(BR>CEO>V<BR)CER。

9.題圖3.0.6所示電路中，用

直流電壓表測(cè)出VCE=OV,有

可能是因?yàn)镃或D。

A也開路

短路

BRc

過小

CRb

D。過大

10.測(cè)得電路中幾個(gè)三極管的各極對(duì)地電壓如題圖3.0,7所示。試判斷各三極管的工作狀態(tài)。

答：題圖3.07所示的各個(gè)三極管的工作狀態(tài)，圖（a）為放大，圖（b）為放大，圖

（c）為飽和，圖（d）為C、E極間擊穿。

11.用萬用表直流電壓檔測(cè)得電路中晶體管各電極的對(duì)地電位，如題圖3.0.8示，試判斷這

些晶體管分別處于哪種工作狀態(tài)（飽和、放大、截止或已損壞）？

答：題圖3.07所示的各個(gè)三極管的工作狀態(tài)，圖（a）為損壞，圖（b）為放大，圖

（c）為放大，圖（d）為截止，圖（e）為損壞，圖（f）為飽和（或B、C極間擊穿）。

12.放大電路如題圖3.0.9所示，對(duì)于射極電阻R,的變化是否會(huì)影響電壓放大倍數(shù)A，和輸

入電阻用的問題，有三種不同看法，指出哪一種是正確的？

甲：當(dāng)凡增大時(shí)，負(fù)反饋增強(qiáng)，因此|4注、/?,.T?（）

乙：當(dāng)《增大時(shí)，靜態(tài)電流人減小，因此4個(gè)。（）

丙：因電容對(duì)交流有旁路作用，所以凡的變化對(duì)交流量不會(huì)有絲毫影響，因此，

當(dāng)R,增大時(shí)，A，和號(hào)均無變化。

解：本題意在我們要搞清此，在分壓式電流負(fù)反饋偏置電路中的作用，從表面看，Re

被ce交流旁路了，對(duì)交流量無影響（即不產(chǎn)生交流負(fù)反饋），所以此的變化不影響A,和號(hào)，

這是本題容易使我們產(chǎn)生錯(cuò)覺的地方。但我們還必須進(jìn)一步考慮，盡管凡不產(chǎn)生交流負(fù)反

饋，但它對(duì)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)的影響是很大的，既然影響到/q，就影響到噎進(jìn)而影響A,

和段。

甲的說法是錯(cuò)誤的，原因：因Q的旁路作用，所以《不產(chǎn)生交流負(fù)反饋，所以甲的觀

點(diǎn)前提就是錯(cuò)的。

乙的說法是正確的。原因：凡個(gè).%（%）%TfAIJ；

?.?%,".

丙的說法是錯(cuò)誤的，原因：正如解題分析中所說，盡管R,不產(chǎn)生負(fù)反饋，但凡增大使

/微減小，I的減小必然引起|4,|減小和4的增加。

主觀檢測(cè)題

3.1.1把一個(gè)晶體管接到電路中進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)測(cè)量〃=644時(shí)，則〃=0.4加A,當(dāng)測(cè)得

1=18/4時(shí)，=L12mA,問這個(gè)晶體管的P值是多少？人如和小后。各是多少？

解：根據(jù)電流關(guān)系式：兒=6/8+（1+6〃理。，可得

O.4mA=pxO.OO6nA+(l+P)ICBC(1)

1.12mA=px0.01?nA+(l+p)ICBO(2)

將(1)、(2)兩式聯(lián)立，解其聯(lián)立方程得：

/?=60ICBO?0.66〃A

進(jìn)而可得：

ICEO=(1+0)^CHO=0.66//Ax61=40//A

3.1.2根據(jù)題圖3.1.2所示晶體三極管3BX31A和輸出特性曲線，試求Q點(diǎn)處匕力=3丫，

Ic=4mAIB=150/JA.的0和0值,a和a值。

解：六＞言\=2。,a=~^~==0.9；

1+B

Aa=-^―=0.9f

1+B

3.1.3硅三極管的夕=5。/a?？梢院雎裕艚訛轭}圖3.1.3(a),要求人=2〃*，問??〃應(yīng)

為多大？現(xiàn)改接為圖(b),仍要求〃=2〃zA問Rp應(yīng)為多大？

解

：(a)z1c^lr\

Bp=50=40▽A)

IE=(1+/3)IB=2.04mA

6_%

E

RE

6-VB,_6-0,7

RE=2.6(W)

2.04

(b)

“緊鬻=4。3）

匕c—VBE6—0.7

RB7——仁--=132kn

B0.04

3.3.1在晶體管放大電路中，測(cè)得三個(gè)晶體管的各個(gè)電極的電位如題圖3.3.1所示，試判斷各

晶體管的類型（PNP管還是NPN管，硅管還是錯(cuò)管），并區(qū)分e、b、c三個(gè)電極。

解：題圖3.3.1(a)所示的晶體管為錨NPN管，三個(gè)引腳分別為①e極、②b極、③c

極。題圖3.3.1(b)所示的晶體管為硅PNP管，三個(gè)引腳分別為①c極、②b極、③e

極。題圖3.3.1(c)所示的晶體管為銘PNP管，三個(gè)引腳分別為①b極、②e極，③c

極。

3.3.2在某放大電路中，晶體管三個(gè)電極的電流如題圖3.3.2所示，已測(cè)出乙=—1.2MA,

/2=0.03f?tA,4=L23mA,試判斷e、b、c三個(gè)電極，該晶體管的類型(NPN型還是

PNP型)以及該晶體管的電流放大系數(shù)1。

解：題圖3.3.2所示的晶體管為PNP管，三個(gè)電極分別為②b極、①c極、③e極,

晶體管的直流電流放大倍數(shù)為1=1.2/0.03=40。

3.3.3共發(fā)射極電路如題圖3.3.3所示，晶體管分=50,怎。=4必，導(dǎo)通時(shí)丫跖=-0.2V,

問當(dāng)開關(guān)分別接在A、B、C三處時(shí)，晶體管處于何種工作狀態(tài)？集電極電流為多少？設(shè)

二極管D具有理想特性。

解：題圖3.3.3所示的電路，當(dāng)開關(guān)置于A位置時(shí)，lb=(2-0.2)/10=0.18mAlcb0=12/

(1x50)=0.24mA故工作在放大區(qū)，lc=lbx50=9mA。

當(dāng)開關(guān)置于B位置時(shí)，晶體管工作在截止區(qū)，lc=0o

當(dāng)開關(guān)至于C位置時(shí)，晶體管工作在飽和區(qū)。

3.3.4.題圖3.3.4電路中，分別畫出其直流通路和交流通路，試說明哪些能實(shí)現(xiàn)正常放大？

哪些不能？為什么？(圖中電容的容抗可忽略不計(jì))。

解：題圖所示的各個(gè)電路中，圖(a)能放大，直流通路滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏;

交流通路信號(hào)能順暢的輸入輸出。

圖（b）不能放大，直流通路滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏；交流通路信號(hào)不能順暢的

輸入。

圖（C）不能放大，直流通路滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏；交流通路信號(hào)不能順暢的

輸出。

圖（d）不能放大，直流通路不滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏；

圖（e）不能放大，直流通路滿足發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏；交流通路信號(hào)不能順暢的

輸入。

圖（f）不能放大，直流通路不滿足發(fā)射結(jié)正偏；交流通路信號(hào)能順暢的輸入輸出。

3.4.1一個(gè)如題圖3.4.1（a）所示的共發(fā)射極放大電路中的晶體管具有如題圖3.4.1（b）的

輸出特性，靜態(tài)工作點(diǎn)Q和直流負(fù)載線已在圖上標(biāo)出（不包含加粗線）.

（1）確定丫區(qū)、（和的數(shù)值（設(shè)吸后可以略去不計(jì)）。

（2）若接入R,=6履1,畫出交流負(fù)載線。

（3）若輸入電流=18sin所（44）,在保證放大信號(hào)不失真的前提下，為盡可能減

小直流損耗，應(yīng)如何調(diào)整電路參數(shù)？調(diào)整后的元件數(shù)值可取為多大?

解：（1）vcc=12V;

由F=Kc-＜，V，，-VCE==2g；

KC-JE1C/OhCRC&，=J3

,,Vrr-VRFVrrv-12

由/——BE_X_CC_,R_￡￡=——=40（k。。

B

RhRhIB0.03

（2）如題圖3.4.1（b）中加粗線所示。

（3）增大Rb的值，由/B=%—〃E

RbRb

=667化。（最大取值）。

0

if0.018

3.4.2放大電路如題圖3,4.2（a）所示，其晶體管輸出特性曲線題圖3.4.2（b）所示（不包含

加粗線和細(xì)的輸出電壓波形線），已知

Rht=550kn,Rc=3kC,R,=3kQfVcc=24V,Re}=0.2kH,Re2=Q3kC,0=100

（各電容容抗可忽略不計(jì)），VBE=0.7Vo

（1）計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)；

（2）分別作出交直流負(fù)載線，并標(biāo)出靜態(tài)工作點(diǎn)Q；

⑶若基極電流分量=20sinaf（M）,畫出輸出電壓％的波形圖，并求其幅值匕〃.。

V-V

▼cc▼BE24

解：(1)=------夕-)(勺+)=0.04/nA;

%+(1+42)“550+(1+100)(0.5

Ic=piB=100x0.04mA=4mA

VCE=(居+Rei+居2)=24—4(3+0.3+0.2)=10V。

（2）交直流負(fù)載線，電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q如題圖342（b）中的加粗線所示。

（3）出輸出電壓％的波形圖如題圖3.4.2（b）中的細(xì)線所示，輸出電壓幅值匕卯=3V。

3.4.3分壓式偏置電路如題圖3.4.3（a）所示。其晶體管輸出特性曲線如圖（b）所示，電路

中元件參數(shù)Rhl=15kf2,Rhl=62kH,Rc=3A/2,&=3kdVcc=24V,R=IkC,晶

體管的尸=50,%,=2000,飽和壓降VCES=0.7V,rs=10CK2。

(1)估算靜態(tài)工作點(diǎn)Q;

(2)求最大輸出電壓幅值匕，小

計(jì)算放大器的4丫、&、R。和45；

（4）若電路其他參數(shù)不變，問上偏流電阻為多大時(shí)，%E=4V?

R[g

解：（1）V=——d_V=---------X24=4.7V

cc

BRbh