半导体二极管及其应用电路习题答案3

1、 A元素可形成N型半导体，参加C元素可形成P型半导体。 B.四价 C.三价 空间电荷区将 A 。 B.根本不变 C.变宽 VD,那么二极管的电流方程是 c 。 B. IseVD VT C. Is(evDVT-1) (4) 当温度升高时，二极管的反向饱和电流将 A.增大 B.不变 (5) 稳压管的稳压区是其工作在 c 。 A.正向导通 B.反向截止 (6) 稳压二极管稳压时，其工作在 (c A.正向导通区 B.反向截止区 6.2将正确答案填入空内。 (1 )图P6.2 (a)所示电路中二极管为理想器件, 态，VA为 V。 C.减小 C.反向击穿 )，发光二极管发光时，其工作在 (a )。 C.反

2、向击穿区 贝U DI工作在 状态，D2工作在 状 解：截止，导通，-2.7 VO (2)在图P6.2(b)所示电路中稳压管 2CW5的参数为：稳定电压 VZ=12V,最大稳定电流 Izmax=20mA。图中电压表中流过的电流忽略不计。当开关 S闭合时，电压表 V和电流表 A1、A的读数分别为 、；当开关 S断开时，其 读数分别 为、。 解：12 V, 12 mA , 6 mA , 12 V, 12 mA , 0 mA。 6.3电路如图P6.3所示，vi = 56sin w t(v)，试画出vi与vO的波形。设二极管正向导通 电压可忽略不计。 6.4电路如图P6.4所示，vi = 5sin t(

3、V)，二极管导通电压 VD= 0.7V。试画出电路的传 输特性及Vi与VO的波形，并标出幅值。 图P6.4的解：当Vi为 正半周时，D截止，Da导通，vO=-2.3V。当M为负正半周，且小于-3 时，D截止，Q仍导通，VO大于-3V后，；vo=vi。DI 图 P6.2 (a) + ：一 Vi=30V RI 1.5 k j(A|(A S/ R2P 2 2k kQ Q 2CWg 5 图 P6.2 (b) 选择正确答案填入空内。 (1) 在本征半导体中参加 A.五价 (2) PN结加正向电压时， A.变窄 (3) 设二极管的端电压为 A. I VD + V, + 图 P6.4 图 P6.3 。过过

4、D2V Vo + 3V - 3V 解图P1.2 6.6电路如图P6.6所示，1利用硅二极管恒压降模型求电路的 ID和Vo的值；2在室 温 300K的情况下，利用二极管的小信号模型求 V。的变化范围。 o- r i VCC R=1kQ (10 土 1V) 图 P6.66.5电路如图P6.5 a所示，其输入电压 vii和v,2的波形如图b所示，二极管导通电 V。的波形，并标出幅值。 Vii /V， 3 - - 0.3 _ _ _ - - i - t Vi2/V : : ； 3 . . . 0.3 |_| - LJ_t (b) 图 P6.5 解：u。的波形如解图P1.2所示。 压VD = 0.7V。

5、试圆出输出电压 10V单独作解(1)求二极管的电流和电压 : VCC -2VD (10 - 2 0.7)V 3人 ID = - = -Q - =8.6 10 A = 8.6mA 1 10 VO =2VD =2 0.7V =1.4V 2求V。的变化范围 图题2.4.1的小信号模型等效电路如图解 2.4.1所示，温度 T = 300 K。 rd VT 26mV M = - 3.02 ID 8.6mA 当d1=rd2=rd 时，那么 2rd 2 3.02 VO = .VCC d = 1V - - =6mV R 2rd (1000 2 3.021) VO 的变化范围为VO +Av VO Av。，即 1

6、.406V 1.394V。 6.7 有错电路如图P6.7所示，设二极管是理想的。 a画出它的传输特性；b假设 输入电压VI =vi=20 sin 3 t V,试根据传输特性绘出一周期的输出电压 vo的波形。 解 画传输特性 2. 3. 4. 1. VI=0时，D2导通，D1截止, VO 10V 小小 X6kQ = -3.3V (6 + 12)kQ 6k Q Q - R1 R2 12k R3| 12k Vi D*7 D2 7 + + - - Vo 10V 或 V VO= (6 + i2)kQ X12kQ -10V = -3.3V 10V v VIV 0 时，D2 导通，D1 截止, 12kQ 1

7、2kQ 2 - Xv| + X(-10)V = _ V (6 + 12)kQ 1 - (6 + 12)k - 3 1 10 V=viV 12 V 时，D，D2均截止，v= V|； 0V 0V vi 12 V 时，D1 6k.1 = - v| - (6 6) e 12V 宇宇 10V+ 20 3 Vi 20 1 - 3 、D2均导通， 12k 12k 1 -2 12V 12 2 10V -10V (6 4) k 1 (6 4) 1 _ 1 v| 14.4 12V 12V -10V V 28.4V 2 2V 1 6k - Q - R1 R2 12k HiJHiJ D1义义D2义义 + + - -

8、12V Vo 图 P6.7 6k Q R1 R2 12k R3 12k D1职职D2史史 + 12V 10J - VI单独作用 Vo 传输特性。 6.8二极管电路如图6.8所示，试判断各图中的二极管是导通还是截止，并求出 AB两端电 压VAB,设二极管是理想的。 图 P6.8 解： 图a：将D断开，以B点为电位参考点，D的阳极电位为一6 V,阴极电位为一12 V,故D 处于正向偏置而导通， VAB= - 6 V。 图b:对D有阳极电位为 0V，阴极电位为一12 V，故D导通，此后使D2的阴极电位为 0V, 而其阳极为一15 V,故D2反偏截止，VAB=0 VO 图c：对Di i有阳极电位为12

9、 V,阴极电位为0 V,对D2 2有阳极电位为12 V,阴极电位为 6V.故D2 2更易导通，此后使 VA A= = 6V; D1 1反偏而截止， 故VAB = 6V。 6.9二极管电路如图 P6.9所示，设输入电压 Vi (t)波形如图 b所示，在0v tv 5ms的时 间间隔内，试绘出 V。(t)的波形，设二极管是理想的。 解 V| (t) v 6V 时，D 截止，v。(t) = 6V; V| (t) 6V 时，D 导通 Vo (t)的波形如图P6.9(c)所示 -4- Di D2 A *- o _ J-l 一一 + R r 5k Q VAB. 15V 12V = I B (c) Di D

10、2 A n - O -L + R 15kQ 三三6V 12V主主 VO (t)= Vjt) -6V (200 200).1 200 6V 1 =Vi (t) 3V 2 (a) (b) VA B (a) (b) 图 P6.9 6.10写出图P6.10所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压 U D = 0.7V。 解：二极管的直流电流 ID= (V UD) /R= 2.6mA 其动态电阻 rD Q UT/ID = 10 Q 故动态电流有效值 Id= Ui/rD 1mA 6.12现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为 6V和8V,正向导通电压为 0.7V。试问: (1) 假设将它们串联相接，那么可得

11、到几种稳压值？各为多少？ (2) 假设将它们并联相接，那么又可得到几种稳压值？各为多少？ 解：(1)两只稳压管串联时可得 1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。-r 2V Vol V2V Vo2 T 2V Vo3 2V (a) (b) (c) Vo4 Vo5 T 2V Vo6 (d) (e) (f) 图 P 6.10 解：VOI Q 1.3V, VO6 Q 2V o V2= 0, V03 1.3V , V04- 2V , V05- 1.3V, 所示，二极管导通电压 VD = 0.7V，常温下VT* 26mV,电容C对交流 信号可视为短路；Vi为正弦波，有效值为 少？ 6.11 电路

12、如图P6.11 10mV。试问二极管中流过的交流电流有效值为多 (2)两只稳压管并联时可得 0.7V和6V等两种稳压值。 6.13稳压管的稳压值 VZ= 6V，稳定电流的最小值 Izmin = 5mA。求图P6.13所示电路中 Voi和V02各为多少伏。 解：VOI= 6V, VO2 = 5V。 6.14稳压管的稳定电压 VZ = 6V ,稳定电流的最小值 IZmin = 5mA ,最大功耗 PZM = 150mW。试求图P6.14所示电路中电阻 R的取值范围。 解：稳压管的最大稳定电流 IZM = PZM/UZ= 25mA 电阻R的电流为 IZM I Zmin , 所以其取值范围为 R =U

13、I UZ =0.36 1.8k11 6.15图P6.15所示电路中稳压管的稳定电压 UZ = 6V,最小稳定电流Izmin = 5mA,最 大稳定电流I Zmax= 25mA。 (1) 分别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输出电压 UO的值； (2) 假设VI= 35V时负载开路，那么会出现什么现象 ？为什么？ 解：(1)当U|= 10V时，假设UO = UZ= 6V,那么稳压管的电流为 4mA,小于其最小稳定 电流，所以稳压管未击穿。故 10V 雄6.13 R CZF 2kQ (a) DZ Vo2 R 图 P Uo 二 RL R+ RL VI T.33V 当UI = 15V时，Uo = RL UI =5V , 没有被击穿。 R RL Uo= 5V 同理，当 5= 35V 时，Uo= UZ= 6V。 (2) IDZ =(U| Uz)/R=29mA IZM = 25mA ,稳压管将因功耗过大而损坏。 图 P 6.15 图 P6.16 6V时,