模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課件：第一章 常用半導(dǎo)體器件

《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》第一章常用半導(dǎo)體器件作業(yè)評(píng)講2009.10.29二極管導(dǎo)通電壓UD=0.7V。試畫出ui與uO的波形，并標(biāo)出幅度。1.3電路如圖P1.3所示，已知

解題思路與分析：①ui≥3.7V,D1導(dǎo)通，D2截止，uo鉗位在3.7V；②ui≤-3.7V,D1截止，D2導(dǎo)通，uo鉗位在-3.7V；③-3.7V<ui<3.7V,D1,D2均截止，uo=ui；主要問(wèn)題：坐標(biāo)軸變量與單位標(biāo)識(shí)清楚曲線拐點(diǎn)要標(biāo)識(shí)常溫下UT≈26mV，電容C對(duì)交流信號(hào)可視為短路；ui為正弦波，有效值為10mV。試問(wèn)二極管中流過(guò)的交流電流有效值為多少？1.4電路如圖，二極管導(dǎo)通電壓UD=0.7V解題思路與分析：電壓有效值=10mv→求動(dòng)態(tài)電阻（rD=UT/ID）

→求二極管直流電流解題過(guò)程：二極管直流電流：ID=(V-UD)/R=2.6mA其動(dòng)態(tài)電阻rD≈UT/ID=10?，故動(dòng)態(tài)電流有效值Id=Ui/rD≈1mA主要難點(diǎn)：二極管動(dòng)態(tài)電阻的求解（教材P22）（1）分別計(jì)算Ui為10V、15V、35V,輸出電壓Uo的值1.6電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz=6V,最小穩(wěn)定電流Izmin=5mA,最大穩(wěn)定電流Izmax=25mA解題思路與分析：關(guān)鍵是判斷穩(wěn)壓管能否正常工作在穩(wěn)壓狀態(tài)。解題方法：1.假設(shè)穩(wěn)壓管處于穩(wěn)壓狀態(tài)，再分析穩(wěn)壓電流有無(wú)超出穩(wěn)壓界限。電流過(guò)大易損壞穩(wěn)壓管，過(guò)小假設(shè)不成立，穩(wěn)壓管處于截至狀態(tài)。2.假設(shè)穩(wěn)壓管處于截至狀態(tài)，分析穩(wěn)壓管兩端的電壓3.直接求出處于穩(wěn)壓狀態(tài)輸入電壓范圍。解題過(guò)程：穩(wěn)壓管處于穩(wěn)壓時(shí):流過(guò)RL電流為UZ/RL＝12mA;

流過(guò)1k電阻電流為17～37mA;1k電阻電壓范圍為17～37V;故要使穩(wěn)壓管處于穩(wěn)壓狀態(tài)，U1輸入電壓范圍為:

23～43V;（2）若UI＝35V時(shí)負(fù)載開路，則會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？分析及解題過(guò)程：假設(shè)穩(wěn)壓管處于穩(wěn)壓狀態(tài)，則穩(wěn)壓管電流為：

IDz

=(Ui-Uz)/R=29mA>IZM=25mA穩(wěn)壓管處于擊穿狀態(tài)，將因功耗過(guò)大而損壞。（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？1.7圖示電路中，發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓UD=1.5V,

正向電流在5～15mA時(shí)才能正常工作。問(wèn)：分析及解題過(guò)程：（1）S閉合時(shí)發(fā)光二極管才有正向電流，也才有可能發(fā)光；（2）發(fā)光二極管的正向電流過(guò)小將不發(fā)光，過(guò)大將可能損壞。Rmin=(V-UD)/IDmax≈233?Rmax=(V-UD)/IDmin=700?1.9測(cè)得放大電路中六只管的直流電位如圖，畫出管子，并分別說(shuō)明它們是硅管還是鍺管。解題思路與分析：（1）硅管和鍺管主要區(qū)別：處于放大狀態(tài)時(shí)，硅管發(fā)射結(jié)電壓約為0.7V；鍺管發(fā)射結(jié)電壓約為0.2V；（2）電位相差為0.7V或0.2V的兩個(gè)極分別為發(fā)射極和基極，另一極可確定為集電極。（3）NPN與PNP晶體管各極電壓區(qū)別為：NPN:Vc>Vb>Ve(集電極電壓最高);PNP:Ve>Vb>Vc（集電極電壓最低）答案：注意晶體管標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)的畫法T1,T2,T3為硅管，T4,T5,T6為鍺管1.11晶體管的β=50,|UBE|=0.2V,飽和管壓降|UCES|=0.1V;穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電壓Uz=5V,正向?qū)妷篣D=0.5V。問(wèn)：當(dāng)uI

=0，uI

=-5V時(shí)uo=?解題思路與分析：穩(wěn)壓管工作狀態(tài):PN結(jié)反偏,截止和穩(wěn)壓（uo輸出負(fù)電壓）→取決于三極管的工作狀態(tài)（截止、放大、飽和）解題過(guò)程：當(dāng)uI

=-5V時(shí),

三極管可處于飽和或放大狀態(tài)當(dāng)uI

=0時(shí)，晶體管截止，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，uo=-

Uz=-5V假設(shè)三極管處于放大狀態(tài)：故流過(guò)Rc上的電流至少24mARc上的壓降至少24V>Vcc所以假設(shè)不成立，三極管處于飽和狀態(tài)，故uo=-0.1V也可以先假設(shè)三極管處于飽和狀態(tài)，驗(yàn)證IC/IB<501.12分析判斷圖示各電路中晶體管是否有可能

工作在放大狀態(tài)解題思路及分析：判斷可能性不是絕對(duì)性，放大狀態(tài)除了有電壓要求外，還有電流要求（即各極串聯(lián)電阻的取值問(wèn)題）放大狀態(tài)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；截止?fàn)顟B(tài)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏；飽和狀態(tài)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。一個(gè)PN結(jié)電壓:硅管大約0.7V，鍺管大約0.2V,大于0.7（0.2V）就會(huì)因電流過(guò)大而損壞。PNP，發(fā)射結(jié)反偏不可能PNP，發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏可能NPN，發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏可能PNP，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，可能NPN，發(fā)射結(jié)正偏電壓過(guò)大會(huì)因電流過(guò)大而損壞，不可能1.13已知放大電路中一N溝道場(chǎng)效應(yīng)管三個(gè)極①②③的電位分別為4V、8V、12V，管子工作在恒流區(qū)。判斷它可能是那種管子（結(jié)型管、增強(qiáng)型MOS管、耗盡型MOS管），并說(shuō)明①、②、③與g、s、d的對(duì)應(yīng)關(guān)系解題思路及分析：可以參照教材P49得出各極之間的電位：N溝道結(jié)型：Vd>Vs>VgN溝道增強(qiáng)型：Vd>Vg>VsN溝道耗盡型：Vd最高，Vg可大于也可小于還可等于Vs1.15分析當(dāng)uI

=4V、8V、12V三種情況下場(chǎng)效應(yīng)管分別工作在什么區(qū)域。解題思路及分析：判斷T為何種類型管子：N溝道增強(qiáng)型MOS管；解題思路及分析：截止區(qū)：uGS<UGS(th)恒流區(qū)：uGS>UGS(th)且uGD<UGS(th)(即uDS>uGS-UGS(th))可變電阻區(qū)：uGS>UGS(th)且uGD>UGS(th)(即uDS<uGS-UGS(th))關(guān)鍵是從輸出特性曲線中得出開啟電壓UGS(th)解題過(guò)程：根據(jù)T的輸出特性可知：開啟電壓UGS(th）為5V當(dāng)uI

=4V時(shí)，uGS

=4V,小于開啟電壓，故T截止

當(dāng)uI＝8V時(shí)，設(shè)T工作在恒流區(qū)，根據(jù)輸出特性可知

iD≈0.6mA，管壓降uDS≈VDD－iDRd≈10V

因此，uGD＝uGS－uDS≈－2V，小于開啟電壓,

說(shuō)明假設(shè)成立，即T工作在恒流區(qū)。

當(dāng)uI＝12V時(shí)，大于開啟電壓，T可能工作在恒流區(qū)或者可變電阻區(qū)，設(shè)T工作在恒流區(qū)，根據(jù)輸出特性可知:iD≈4mA，管壓降uDS≈VDD－iDRd≈-1.2V<0因此，假設(shè)不成立，即T工作在可變電阻區(qū)

1.16分析各電路中的場(chǎng)效應(yīng)管是否可能工作在恒流區(qū)解題思路及分析：關(guān)鍵是對(duì)各種場(chǎng)效應(yīng)管夾斷開啟電壓的理解可以參照教材P49頁(yè)(a)圖T為N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，其夾斷電壓UGS(off)<0,其柵-源電壓有可能在UGS(off)～0的某值。且VDD有可能使UGD<UGS(off)，所以T有可能工作在恒流區(qū)。(b)(c)圖T為N溝道增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管，開啟電壓UGS(th)