北京航空航天大學(xué)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》第01章 常用半導(dǎo)體器件課后習(xí)題（附答案）

第一章常用半導(dǎo)體器件

自測題

一、判斷下列說法是否正確，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元素，可將其改型為P型

半導(dǎo)體。()

(2)因為N型半導(dǎo)體的多子是自由電子，所以它帶負電。()

(3)PN結(jié)在無光照、無外加電壓時，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動形成的。

()

(5)結(jié)型場效應(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。()

(6)若耗盡型N溝道MOS管的UGS大于零，則其輸入電阻會明顯變小。

()

解：(1)V(2)X(3)J(4)X(5)J(6)X

二、選擇正確答案填入空內(nèi)。

(1)PN結(jié)加正向電壓時，空間電荷區(qū)將。

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?

uU/Ur

A.IseB.IseC.“儼力一1)

(3)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)是其工作在o

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，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，能夠工作在恒流區(qū)的場效應(yīng)管有。

A.結(jié)型管B.增強型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。

Q■o

4-I4-

DD

2V±R2VtRRD立

U（）2

1.3Vov2V二二-1.3V

2VT

-6—6

°-oO

+4-

D不D不RD立R

U（）4U（）5%

2V-p2V-2-2V2丫十2V丁1.3V2Vy2V~p-2V

-o-5—6

圖T1.3

解：t/oi^1.3V,t/o2=0,y03^-1.3V,<7O4^2V,UO5pl.3V,

UO6=-2V°

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

圖Tl.4所小電路中Uoi和Uo2各為多少伏。

8mA

不接Dz時UO!=8V圖T1.4

解：Uoi=6V,t/O2=5Vo

五、某晶體管的輸出特性曲線如圖T1.5所示，其集電極最大耗散功率PCM

圖T1.5解圖T1.5

解：根據(jù)PcM=200mW可得：t/CE=40V時/c=5mA,UCE=30V時憶比6.67mA,

UCE=20V時/c=10mA,UCE=10V時/c=20mA,將各點連接成曲線，即為

臨界過損耗線，臨界過損耗線的左邊為過損耗區(qū)。如解圖T1.5。

六、電路如圖T1.6所示，Vcc=15V,P=100,UBE=0.7V。試問：

（1）Rb=50kQ時，“o=?

(2)若T臨界飽和，則人七？

解：(1)Rb=50kQ時，基極電流、集

電極電流和管壓降分別為

/=喉一%=26口A

8

Ic=°IB=2.6mA

UCE=VCCTCRC=2V

所以輸出電壓UO=UCE=2V。圖T1.6

(2)設(shè)臨界飽和時UCES=UBE=0.7V,所以

2.86mA

/氏=

=-y=28.6//A

&=喔"唯。45.4kQ

1R

七.測得某放大電路中三個MOS管的三個電極的電位如表TL7所示，

它們的開啟電壓也在表中。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T1.7

管號UGS（th）/VUs/VUG/VUD/V工作狀態(tài)

4-513

3310

T2-4

60

T3-45

解：因為三只管子均有開啟電壓，所以它們均為增強型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UGS（th）/VUs/VUG/VUD/V工作狀態(tài)

Ti4-513恒流區(qū)

10

T2-433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B.四價C.三價

(2)當(dāng)溫度升高時，二極管的反向飽和電流將。

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12UA增大到22UA時，

/c從1mA變?yōu)?mA,那么它的尸約為。

A.83B.91C.100

(4)當(dāng)場效應(yīng)管的漏極直流電流/D從2mA變?yōu)?mA時，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。因為二極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，管子會因電流過大而燒壞。

1.3電路如圖P1.3所示，已知出=lOsinQf(v),試畫出刈與"o的波形。

設(shè)二極管正向?qū)妷嚎珊雎圆挥嫛?/p>

解圖PI.3

解：體和“。的波形如解圖P1.3所示。

1.4電路如圖P1.4所示，已知〃i=5sin3Z(V),二極管正向壓降UD=

0.7Vo試畫出Mi與的波形，并標(biāo)出幅值。

解：波形如解圖P1.4所示。

1.5電路如圖Pl.5(a)所示，其輸入電壓和〃[2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〃O的波形，并標(biāo)出幅值。

3-

WI2/VH

3一一

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心26mV,

電容C對交流信號可視為短路；的為正弦波,有效值為IOmV。

試問二極管中流過的交流電流有效值T

為多少？

:

解：二極管的直流電流

/D=（V-UD）/R=2.6mA

其動態(tài)電阻

r產(chǎn)UT〃D=10Q

故動態(tài)電流有效值

Id—t/i/rn^1mA圖P1.6

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O.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)時可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四種穩(wěn)壓

值。

（2）兩只穩(wěn)壓管并聯(lián)時可得0.7V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/zmin=5mA,

最大功耗PZM=l50mW。試求圖Pl.8所

示電路中電阻R的取值范圍。o-------cn------------------0

+R+

解：穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流

/ZM=PZM/UZ=25mAq=l5VDz，2SU"=6V

電阻R的電流為，ZM?/zmin，所以其

———

取值范圍為

U-U

R=上!?乙=0.36?1.8kQ圖P1.8

1.9已知圖P1.9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）分別計算Ui為10V、15V、35V

三種情況下輸出電壓Uo的值；

（2）若Ui=35V時負載開路，則會

出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？圖P1.9

解：（1）當(dāng)U1=1OV時，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=—^—?U,v3.33V

R+RL

當(dāng)UI=15V時，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，Uo=Uz=6V。

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

壞。

O+K

1.10在圖P1.10所示電路中，發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓UD（+5V）

=1.5V,正向電流在5?15mA時才能正常工作。試問：

（1）開關(guān)S在什么位置時發(fā)光二極管才能發(fā)光？

（2）R的取值范圍是多少？呼弋

解：（1）S閉合。O/

（2）R的范圍為/

RmM=（V—UD）//Dm”a233C__

Rz=（V-UD）〃Dmm=7000。圖p]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"O1和“02的波形。

1.12在溫度20℃時某晶體管的/CBO=2uA,試問溫度是60℃時

/CBO^?

ss

解：60°C時/CB0/^BO（y=2（yc）=32uA。

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

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

解：選用￡=100、/CBO=10UA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)測得放大電

路中這兩只管子兩個電極的電流如圖P1.14所示。分別求另一電極的電流，

標(biāo)出其實際方向，并在圓圈中畫出管子。

解：答案如解圖P1.14所示。

(a)(b)

解圖P1.14

1.15測得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖Pl.15所示。在圓圈中

畫出管子，并分別說明它們是硅管還是錯管。

圖P1.15

解：晶體管三個極分別為上、中、下管腳，答案如解表P1.15所示。

解表P1.15

管號Ti

T2T3T4T5T6

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。

解：（1）當(dāng)UBB=0時，T截止，〃o=12V。

（2）當(dāng)VBB=IV時，因為

&

&=夕/即=3mA

Mo=^cc—，CQRc=9V

所以T處于放大狀態(tài)。

（3）當(dāng)VBB=3V時，因為

/2UBEQ=]60口A

圖Pl.16

BQRb

，CQ=P，BQ=8mA

"o=%c-，CQRC<UBE

所以T處于飽和狀態(tài)。

1.17電路如圖Pl.17所示，試問￡大于多少

時晶體管臨界飽和？

解：UCES=UBE時,晶體管臨界飽和。

飽和時0%>Ic:

/Me-人士Ze-UCES

段

R

所以，，2/=100時，晶體管飽和。

臨界飽和：Si管：UCES=UBE-0.7V；Ge管：0.2V；圖Pl.17

深飽和：Si管：UCES-0.3V；Ge管：0.1V；

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：

當(dāng)〃i=0V時"o=?當(dāng)〃i=-5V時MO—?

解：當(dāng)⑷=0時，晶體管截止，穩(wěn)壓管

擊穿，wo——Uz~-5Vo

當(dāng)“i=-5V時〕晶體管飽和，HO=

O.lVo因為

聞=%(BE.=4801A

|，c|="，B|=24mA

UEC~Ze-

圖P1.18

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)。

（d）否（e）

圖P1.19

解：（a）可能（b）可能（c）不能

（d）不能，T的發(fā)射結(jié)會因電流過大而損壞。（e）可能

1.20已知某結(jié)型場效應(yīng)管的/Dss=2mA,UGS<°ff>=-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/D=/DSS（1一/-）2逐點求出確定的"GS下的4,可近似

^GS（th）

畫出轉(zhuǎn)移特性和輸出特性；在輸出特性中，將各條曲線上〃GD=UGS<°ff）的點

連接起來，便為予夾斷線；如解圖P1.20所示。

1.21已知放大電路中一只N溝道場效應(yīng)管三個極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、增強型、耗盡型），并說明①、②、③與G、S、D的對應(yīng)關(guān)系。

解：管子可能