模電第1單元自測題解答.doc

第1章 習題 一、填空題：1. N型半導體是在本征半導體中摻入極微量的 五 價元素構成。這種半導體內的多數載流子為 自由電子 ，少數載流子為 空穴 ，定域的雜質離子帶 正 電。2. 雙極型三極管內部分有 基 區(qū)、 發(fā)射 區(qū)和 集電 區(qū)三個區(qū)， 發(fā)射 結和 集電 結兩個PN結，從三個區(qū)向外引出三個鋁電極。3. PN結正向偏置時，內、外電場方向 相反 ，電阻很 小 ， 多子擴散 形成較大的正向電流，PN結導通；PN結反向偏置時，其內、外電場方向 相同 ，電阻很 大 ， 少子漂移 形成很小的反向電流，PN結幾乎截止。PN結的這種特性稱為 單向導電 性。4. 二極管的伏安特性曲線劃分為四個區(qū)，分別是 死 區(qū)、 正向導通 區(qū)、 反向截止 區(qū)和 反向擊穿 區(qū)。5. 用指針式萬用表檢測二極管極性時，需選用歐姆擋的 R1k 檔位，檢測中若指針偏轉較大，可判斷與紅表棒相接觸的電極是二極管的 陰 極；與黑表棒相接觸的電極是二極管的 陽 極。檢測二極管好壞時，若兩表棒位置調換前后萬用表指針偏轉都很大，說明二極管已經被 擊穿 ；兩表棒位置調換前后萬用表指針偏轉都極小時，說明該二極管已經 老化不通 。6. BJT中，由于集電極大電流ic受基極小電流ib控制，屬于 電流 控制型器件；FET中，由于漏極大電流iD受柵源電壓uGs控制，屬于 電壓 控制型器件。7. 溫度升高時，PN結內電場增強，造成二極管正向電壓 減小 ，反向電壓 增大 。8. 穩(wěn)壓管正常工作時應在 反向擊穿 區(qū)；發(fā)光二極管正常工作時應在 正向導通 區(qū)；光電二極管正常工作應在 反向截止 區(qū)。9. 晶閘管有陽極、 陰 極和 門控 極三個電極。10. 晶閘管既有單向導電的 整流 作用，又有可以控制導通時間的作用。晶閘管正向導通的條件是 陽極加正電壓時，門控極也要有正向觸發(fā)電壓 ，關斷的條件是 晶閘管反偏或電流小于維持電流 。二. 判斷下列說法的正確與錯誤：1. 半導體中自由電子是帶負電的離子，空穴是帶正電的離子。 （ 錯 ）2. 晶體管和場效應管都是由兩種載流子同時參與導電。 （ 錯 ）3. 用萬用表測試晶體管好壞和極性時，應選擇歐姆檔R10k檔位。 （ 錯 ）4. 溫度升高后，本征半導體內自由電子和空穴數目都增多，且增量相等。（ 對 ）5. 無論在任何情況下，三極管都具有電流放大能力。 （ 錯 ）6. PN結的單向導電性只有在外加電壓時才能體現出來。 （ 對 ）7. 二極管只要工作在反向擊穿區(qū)，一定會被擊穿而造成永久損壞。 （ 錯 ）8. 在N型半導體中如果摻入足夠量的三價元素，可改變成P型半導體。 （ 對 ）9. 場效應管若出廠前襯底與源極相連，則漏極和源極就不能互換使用。 （ 對 ）10. 雙極型三極管的集電極和發(fā)射極類型相同，因此可以互換使用。 （ 錯 ）11. 只要晶閘管門極上加正向觸發(fā)電壓，晶閘管就會導通。 （ 錯 ）12. 晶閘管觸發(fā)脈沖與主電路不需要同步。 （ 錯 ）三單項選擇題： 1. 單極型半導體器件是（ C ）。A、二極管 B、雙極型三極管 C、場效應管 D、穩(wěn)壓管2. P型半導體是在本征半導體中加入微量的（ A ）元素構成的。A、三價 B、四價 C、五價 D、六價3. 特殊二極管中，正常工作時是在反向擊穿區(qū)的是（ A ）。A、穩(wěn)壓二極管 B、發(fā)光二極管 C、光電二極管 D、變容二極管4. 用萬用表檢測某二極管時，發(fā)現其正、反電阻均約等1k，說明該二極管（ C ）。A、已經擊穿 B、完好狀態(tài) C、內部老化不通 D、無法判斷5. PN結兩端加正向電壓時，其正向電流是（ A ）而成。A、多子擴散 B、少子擴散 C、少子漂移 D、多子漂移6. 測得NPN型三極管上各電極對地電位分別為VE2.1V，VB2.8V，VC4.4V，說明此三極管處在（ A ）。A、放大區(qū) B、飽和區(qū) C、截止區(qū) D、反向擊穿區(qū)7. 絕緣柵型場效應管的輸入電流（ C ）。A、較大 B、較小 C、為零 D、無法判斷8. 正弦電流經過二極管整流后的波形為（ C ）。A、矩形方波 B、等腰三角波 C、正弦半波 D、仍為正弦波9. 在摻雜半導體中，多子的濃度主要取決于（ B ）；少子的濃度則受（ A ）的影響很大。A、溫度 B、摻雜濃度 C、摻雜工藝 D、晶體缺陷10. 若使三極管具有電流放大能力，必須滿足的外部條件是（ B ）A、發(fā)射結正偏、集電結正偏 B、發(fā)射結反偏、集電結反偏C、發(fā)射結正偏、集電結反偏 D、發(fā)射結反偏、集電結正偏四簡答題： 1. N型半導體中的多子是帶負電的自由電子載流子，P型半導體中的多子是帶正電的空穴載流子，因此說N型半導體帶負電，P型半導體帶正電。上述說法對嗎？為什么？ 答：這種說法是錯誤的。因為，晶體在摻入雜質后，只是共價鍵上多出了電子或少了電子，從而獲得了N型半導體或P型半導體，但整塊晶體中既沒有失電子也沒有得電子，所以仍呈電中性。2. 某人用測電位的方法測出放大電路中晶體管三個管腳的對地電位分別為管腳12V、管腳3V、管腳3.7V，試判斷管子的類型以及各管腳所屬電極。答：管腳和管腳電壓相差0.7V，顯然一個硅管，其中管腳電位高于管腳，管腳電位最高，符合NPN管的放大電路中集電極電位最高，發(fā)射極電位最低的原則，因此判斷該管是NPN型硅管。其中管腳是基極，管腳是發(fā)射極，管腳是集電極。3. 齊納擊穿和雪崩擊穿能否造成二極管的永久損壞？為什么？答：齊納擊穿和雪崩擊穿都屬于電擊穿，其過程可逆，只要控制使其不發(fā)生質變引起熱擊穿，一般不會造成二極管的永久損壞。4. 圖1.44所示電路中，已知E=5V，V，二極管為理想元件（即認為正向導通時電阻R=0，反向阻斷時電阻R=），試畫出uo的波形。圖1.44VDu/Vt0uiuo105答：分析：根據電路可知，當uiE時，二極管VD導通，uo=ui，當ui-E時，VD導通，uo=ui+E；當ui-E時，VD截止，uo=0。圖（b）：當uiE時，VD截止，uo=E。圖（c）：當ui-E時，VD截止，uo=ui。u/Vt0uiuo105（b）圖u/Vt0uiuo105（a）圖u/Vt0uiuo105（c）圖2. 由理想二極管組成的電路如圖1.46所示，試求圖中電壓U及電流I的大小。圖1.4610kVD+5V5V（a）IU（b）10kVD+5V5VIU（c）10kVD+5V5VIU（d）10kVD+5V5VIU解：（a）圖中，VD導通，U鉗位在-5V，I=5-（-5）/10=1mA；（b）圖中，VD截止，U鉗位在5V，I=0；（c）圖中，VD導通，U鉗位在5V，I=5-（-5）/10=1mA；（d）圖中，VD截止，U鉗位在-5V，I=0。3. 同理想二極管構成的電路如圖1.47所示，求圖中電壓U及電流I的大小。uRUSVDuR圖1.48圖1.471kVD1+1V5V（a）I+3VUVD2U（b）1k5VIVD11V3VVD2解：圖（a）中，輸入端+3V與電源-5V之間電位差大首先使VD2導通，U被鉗位在3V，使VD1反偏截止，I=3-(-5)/1=8mA；圖（b）中，+5V電源與+1V輸入端之間電位差大首先使VD1導通，U被鉗位在1V，使VD2反偏截止，I=(5-1)/1=4mA.4在圖1.48所示的電路圖中，已知US5V，V，其中VD為理想二極管，試在輸入波形的基礎上畫出uR和uD的波形圖。u/Vt0uiuR105uD解：當uUS時，VD導通，uR=u-US；uD=0當uUS時，VD截止，uR=0，uD=u-US波形圖如右圖所示。5. 穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電路如圖1.49所示。已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=6V，最小穩(wěn)定電流IZmin=5mA，最大功耗PZM=150mW，試求電路中的限流電阻R的取值范圍。圖1.49VDZUIUOR解：由題可計算出穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流 流過穩(wěn)壓管的電流應滿足，又因為，可得限流電阻R的取值范圍：6. 測得某電路中晶體三極管的三個電極對地電位分別是：V14V，V23.4V，V39.4V，判斷該管的類型及三個電極。如果測得另一管子的三個管腳對地電位分別是V12.8V，V28V，V33V，判斷此管的類型及三個電極。解：對地電位分別是：V14V，V23.4V，V39.4V時，比較三個電極的電位可知管子是NPN型硅管，其中引腳1是基極、引腳2是發(fā)射極，引腳3是集電極。對地電位分別是：V12.8V，V28V，V33V時，比較三個電極的電位可知管子是PNP型鍺管，其中引腳1是發(fā)射極，引腳2是基極，引腳3是集電極。（c）（a）（b）（f）（d）（e）0V9V0.3V2V7V2.6V0V0.8V0.7V7.1V3.5V6.9V1V8V6.9V0V0.1V0.3V圖1.507. 測得電路中三極管的各極電位如圖1.50所示，試判斷各管的工作狀態(tài)（截止、放大或飽和）。IC (mA)UCE (V)54321100A 80A 60A 40A 20AIB0圖1.51 01 2 3 4 5 6 7 8AtC解：（a）圖：NPN管，發(fā)射結反偏，截止狀態(tài)；（b）圖：NPN管，發(fā)射結正偏，集電結反偏，放大狀態(tài)；（c）圖：NPN管，發(fā)射結正偏，集電結反偏，放大狀態(tài)；（d）圖：PNP管，發(fā)射結正偏，集電結反偏，放大狀態(tài)；（e）圖：PNP管，發(fā)射結反偏，截止狀態(tài)；（f）圖：PNP管，發(fā)射結正偏，集電結正偏，飽和狀態(tài)。8. 圖1.51所示三極管的輸出特性曲線，試指出各區(qū)域名稱并根據所給出的參數進行分析計算。（1）UCE=3V，IB=60A，IC=？ （2）IC=4mA，UCE=4V，IB=？ （3）UCE=3V，IB由4060A時，=？ 解：A區(qū)是飽和區(qū)，B區(qū)是放大區(qū)，C區(qū)是截止區(qū)。（1）觀察圖1.51，對應IB=60A、UCE=3V處，集電極電流IC約為3.5mA；（2）觀察圖1.51，對應IC=4mA、UCE=4V處，IB約小于80A和大于70A；（3）對應IB=20A、UCE=3V處，IC1mA，所以1000/2050。9. 已知NPN型三極管的輸入輸出特性曲線如圖1.52所示，當（1）UBE=0.7V，UCE=6V，IC=？（2）IB=50A，UCE=5V，IC=？ （3）UCE=6V，UBE從0.7V變到0.75V時，求IB和IC的變化量，此時的圖1.52 IC (mA)UCE (V)108642100A 80A 60A 40A 20AIB001 2 3