《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》詳細(xì)習(xí)題答案童詩(shī)白華成英版高教版第一章 常用半導(dǎo)體器件題解

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第一章常用半導(dǎo)體器件

自測(cè)題

一、判斷下列說(shuō)法是否正確，用“J”和“X”表示判斷結(jié)果填入空內(nèi)。

(1)在N型半導(dǎo)體中如果摻入足夠量的三價(jià)元素，可將其改型為P型

半導(dǎo)體。()

(2)因?yàn)镹型半導(dǎo)體的多子是自由電子，所以它帶負(fù)電。()

(3)PN結(jié)在無(wú)光照、無(wú)外加電壓時(shí)，結(jié)電流為零。()

(4)處于放大狀態(tài)的晶體管，集電極電流是多子漂移運(yùn)動(dòng)形成的。

()

(5)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管外加的柵-源電壓應(yīng)使柵-源間的耗盡層承受反向電

壓，才能保證其RGS大的特點(diǎn)。()

(6)若耗盡型N溝道MOS管的UGS大于零，則其輸入電阻會(huì)明顯變小。

()

解：(1)V(2)X(3)J(4)X(5)V(6)X

二、選擇正確答案填入空內(nèi)。

(1)PN結(jié)加正向電壓時(shí)，空間電荷區(qū)將o

A.變窄B.基本不變C.變寬

(2)設(shè)二極管的端電壓為U,則二極管的電流方程是0

uU/UT

A.IseB.ISCC./s(e"/—l)

(3)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)是其工作在0

A.正向?qū)˙.反向截止C.反向擊穿

(4)當(dāng)晶體管工作在放大區(qū)時(shí)，發(fā)射結(jié)電壓和集電結(jié)電壓應(yīng)為

A.前者反偏、后者也反偏

B.前者正偏、后者反偏

C.前者正偏、后者也正偏

(5)UGS=OV時(shí)，能夠工作在恒流區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)管有0

A.結(jié)型管B.增強(qiáng)型MOS管C.耗盡型MOS管

解：(1)A(2)C(3)C(4)B(5)AC

三、寫出圖Tl.3所示各電路的輸出電壓值，設(shè)二極管導(dǎo)通電壓UD=0.7V。

OO

++

D不RR

Uo6

2V2V2V-^-2V-±-

TT5I--------------1---o

圖T1.3

解：［/oi^1.3V,Uo2=0，Uo3^—1.3V,UO4-2V,UO5-1.3V,

C7O6^-2Vo

四、已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值Uz=6V,穩(wěn)定電流的最小值/zmin=5mAo求

圖T1.4所小電路中Uoi和。02各為多少伏。

圖T1.4

解：Uoi6V,UO2=5V。

五、某晶體管的輸出特性曲線如圖TL5所示，其集電極最大耗散功率

PcM=200mW,試畫出它的過(guò)損耗區(qū)。

解：根據(jù)PcM=200mW可得：UCE=40V時(shí)/c=5mA,UCE=30V時(shí)Ic

心6.67mA,UCE=20V時(shí)/c=10mA,UCE=10V時(shí)/c=20mA,將各點(diǎn)連接成

曲線，即為臨界過(guò)損耗線，如解圖TL5所示。臨界過(guò)損耗線的左邊為過(guò)損耗

區(qū)。

六、電路如圖TL6所示，Vcc=15V,￡=100,UBE=0.7V。試問(wèn)：

(1)Rb=50kQ時(shí)，"o=?

（2）若T臨界飽和，則R產(chǎn)?

解：（1）Rb=50kQ時(shí)，基極電流、集

電極電流和管壓降分別為

V

/=BB-^BE=26口A

%

，c=尸，B=2.6mA

"3=%-/收=2丫

所以輸出電壓UO=UCE=2V。圖T1.6

（2）設(shè)臨界飽和時(shí)UCES=UBE=0.7V,所以

Ic=%-0CES=2.86mA

《

/B=-^-=28.6//A

Rb=%一°BE。45.4g

B

七.測(cè)得某放大電路中三個(gè)MOS管的三個(gè)電極的電位如表T1.7所示，

它們的開(kāi)啟電壓也在表中。試分析各管的工作狀態(tài)(截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電

阻區(qū))，并填入表內(nèi)。

表TL7

管號(hào)UGS<th)/VUs/VUG/VUDN工作狀態(tài)

Ti4-513

T2-43310

T3-4605

解：因?yàn)槿还茏泳虚_(kāi)啟電壓，所以它們均為增強(qiáng)型MOS管。根據(jù)

表中所示各極電位可判斷出它們各自的工作狀態(tài)，如解表T1.7所示。

解表T1.7

管號(hào)1/GS(th)/VUsNUG/VUD/V工作狀態(tài)

Ti4-513恒流區(qū)

T2-43310截止區(qū)

T3-4605可變電阻區(qū)

習(xí)題

1.1選擇合適答案填入空內(nèi)。

(1)在本征半導(dǎo)體中加入元素可形成N型半導(dǎo)體，加入元素

可形成P型半導(dǎo)體。

A.五價(jià)B.四價(jià)C.三價(jià)

(2)當(dāng)溫度升高時(shí)，二極管的反向飽和電流將0

A.增大B.不變C.減小

(3)工作在放大區(qū)的某三極管，如果當(dāng)/B從1211A增大到2211A時(shí)，

7c從1mA變?yōu)?mA,那么它的￡約為。

A.83B.91C.100

(4)當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管的漏極直流電流/D從2mA變?yōu)?mA時(shí)，它的低頻跨

導(dǎo)gm將o

A.增大B.不變C.減小

解：(1)A,C(2)A(3)C(4)A

1.2能否將1.5V的干電池以正向接法接到二極管兩端？為什么？

解：不能。因?yàn)槎O管的正向電流與其端電壓成指數(shù)關(guān)系，當(dāng)端電壓為

1.5V時(shí)，管子會(huì)因電流過(guò)大而燒壞。

1.3電路如圖PL3所示，已知刈=lOsinot(v),試畫出g與的波形。

設(shè)二極管正向?qū)妷嚎珊雎圆挥?jì)。

解圖P1.3

解：如和的波形如解圖P1.3所示。

1.4電路如圖P1.4所示，已知出=5sin(V),二極管導(dǎo)通電壓UD=

0.7Vo試畫出由與“o的波形，并標(biāo)出幅值。

a??

圖P1.4

解圖P1.4

解：波形如解圖P1.4所示。

1.5電路如圖P1.5(a)所示，其輸入電壓an和“12的波形如圖(b)所

示，二極管導(dǎo)通電壓UD=0.7V。試畫出輸出電壓ao的波形，并標(biāo)出幅值。

(a)(b)

圖Pl.5

解："o的波形如解圖PL5所示。

解圖P1.5

1.6電路如圖Pl.6所示，二極管導(dǎo)通電壓UD=0.7V,常溫下UT-26HIV,

電容C對(duì)交流信號(hào)可視為短路；出為正弦波，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？

解：二極管的直流電流

/D=（V—UD）/R—2.6mA

其動(dòng)態(tài)電阻

「D仁UT/ID—10Q

故動(dòng)態(tài)電流有效值

Zd=Ui〃D勺1mA圖Pl.6

1.7現(xiàn)有兩只穩(wěn)壓管，它們的穩(wěn)定電壓分別為6V和8V,正向?qū)妷?/p>

為0.7V。試問(wèn)：

（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L4V、6.7V、8.7V和14V等四種穩(wěn)壓

值。

（2）兩只穩(wěn)壓管并聯(lián)時(shí)可得O.7V和6V等兩種穩(wěn)壓值。

1.8已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz=6V,穩(wěn)定電流的最小值Zzmin=5mA,

最大功耗產(chǎn)ZM=150mW。試求圖PL8所

示電路中電阻R的取值范圍。o------izzi-------------------o

+R+

解：穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流

IZM—PZM/UZ—25mAq=15VDzKuo=6\

電阻R的電流為/ZM?/zmin，所以其

取值范圍為

TJ-{J

R=——Z=0.36?1.8k。圖Pl.8

z

1.9已知圖Pl.9所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz=6V,最小穩(wěn)定電流

/zmin=5mA,最大穩(wěn)定電流/zmax=25mA。

（1）分別計(jì)算Ui為10V、15V、35V三種情況下輸出電壓Uo的值；

（2）若S=35V時(shí)負(fù)載開(kāi)路，則會(huì)

出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？

解：（1）當(dāng)S=10V時(shí)，若Uo=Uz

=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

Uo=-L.u-3.33V

R+RL

當(dāng)UI=15V時(shí)，穩(wěn)壓管中的電流大于最

小穩(wěn)定電流/Zmin，所以

Uo=Uz=6V

同理，當(dāng)Ui=35V時(shí)，Uo=Uz=6V。

（2）=（。1—Uz）/R=29mA>/zM=25mA,穩(wěn)壓管將因功耗過(guò)大而損

壞。

1.10在圖P1.10所示電路中，發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓UDO+K

(+5V)

=1.5V,正向電流在5?15mA時(shí)才能正常工作。試問(wèn)：

（1）開(kāi)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）S閉合。

（2）R的范圍為

^min=（V-t/D）/ZDmax-233Q

^x=（V-t/D）//Dmin=700Qo

圖Pl.10

1.11電路如圖Pl.11(a)、(b)所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz=3V,R的

取值合適，"I的波形如圖(C)所示。試分別畫出"01和"02的波形。

圖Pl.ll

解：波形如解圖Pl.ll所示

1.12在溫度20℃時(shí)某晶體管的/CBO=2UA,試問(wèn)溫度是60℃時(shí)/CBO

??

解：60℃時(shí)/CBO-/1BO(T=2(TC)=32uAo

1.13有兩只晶體管，一只的￡=200,/CEO=200NA；另一只的￡=100,

/CEO=10PA,其它參數(shù)大致相同。你認(rèn)為應(yīng)選用哪只管子？為什么？

解：選用￡=100、/CBO=10口A的管子，因其￡適中、/CEO較小，因而

溫度穩(wěn)定性較另一只管子好。

1.14已知兩只晶體管的電流放大系數(shù)￡分別為50和100,現(xiàn)測(cè)得放大電

路中這兩只管子兩個(gè)電極的電流如圖P1.14所示。分別求另一電極的電流，

標(biāo)出其實(shí)際方向，并在圓圈中畫出管子。

(a)(b)

解圖P1.14

1.15測(cè)得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖P1.15所示。在圓圈中

畫出管子，并分別說(shuō)明它們是硅管還是錯(cuò)管。

圖P1.15

解：晶體管三個(gè)極分別為上、中、下管腳，答案如解表PL15所示。

解表P1.15

管號(hào)TiT2T3T4T5T6

上ecebcb

中bbbeee

下ceccbc

管型PNPNPNNPNPNPPNPNPN

材料SiSiSiGeGeGe

1.16電路如圖P1.16所示，晶體管導(dǎo)通時(shí)UBE=0.7V,￡=50。試分析

VBB為0V、IV、L5V三種情況下T的工作狀態(tài)及輸出電壓“°的值。

BB

解：(1)當(dāng)Y=0時(shí)，T截止，uo=12Vo

?+—CC

(2)當(dāng)UBB=IV時(shí)，因?yàn)閉(+12V)

724BZ￡BEQ=60IkQU

BQ-----------o

&+

&J

，CQ=B，BQ=3mA——1=3——rT

y5kQu

"o="cc—^CQRc=9V叮，G

所以T處于放大狀態(tài)。

(3)當(dāng)VBB=3V時(shí)，因?yàn)?/p>

VBB-[7BEQ=i6q口人

圖Pl.16

Rb

，CQ=￡，BQ=8mA

"o=_，CQ&<"BE

所以T處于飽和狀態(tài)。

1.17電路如圖PL17所示，試問(wèn)￡大于多少----------------0十gcc

(+5V)

時(shí)晶體管飽和？100*1可

解：取UCES=UBE，若管子飽和，則

Vcc-UBE_匕c-UBE

—「一Rc

所以，，之旦=100時(shí)，管子飽和。

4

圖Pl.17

1.18電路如圖Pl.18所示，晶體管的￡=50,|UBEI=0.2V,飽和管壓降

|UCESI=0」V；穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz=5V,正向?qū)妷篣D=0.5V。試問(wèn)：

當(dāng)i/i=0V時(shí)"o=?當(dāng)u\=—5V時(shí)uo=?

解：當(dāng)"i=0時(shí)，晶體管截止，穩(wěn)壓管

-^cc

擊穿，UQ——Uz~-5Vo

(-12V)

當(dāng)UA=—5V時(shí)，晶體管飽和，uo=

O.lVo因?yàn)閕

田=幺口=480次

lOkQ'

|，c|二川，B|=24mA

UEC=%CT，C[&<%C

圖Pl.18

1.19分別判斷圖PL19所示各電路中晶體管是否有可能工作在放大狀態(tài)。

解：（a）可能（b）可能（c）不能

（d）不能，T的發(fā)射結(jié)會(huì)因電流過(guò)大而損壞。（e）可能

1.20已知某結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的/Dss=2mA,UGS（Off）=-4V,試畫出它的

轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線，并近似畫出予夾斷軌跡。

解：根據(jù)方程

；_j八"GS

ZD—』DSS（1一方）

°GS（th）

逐點(diǎn)求出確定的"GS下的小，可近似畫出轉(zhuǎn)移特性和輸出特性；在輸出特性

中，將各條曲線上MGD=^GS（off）的點(diǎn)連接起來(lái)，便為予夾斷線；如解圖P1.20

所示。

解圖PI.20

1.21已知放大電路中一只N溝道場(chǎng)效應(yīng)管三個(gè)極①、②、③的電位分

別為4V、8V、12V,管子工作在恒流區(qū)。試判斷它可能是哪種管子（結(jié)型管、

MOS管、增強(qiáng)型、耗盡型），并說(shuō)明①、②、③與G、S、D的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

解：管