半导体器件习题解答

1、第4章半导体器件习题解答4.1（1）（2）（3）当 Ua = E, Ub= 0时，Da的阳极电位为 E,阴极电位为0 （接地），Da此时承受正压而导通，一旦 Da导通，则Uy >0，从而使Db承受 当Ua = Ub= E时，即Da和Db的阳极电位为大小相同的高电位，所 1kQ的电阻为并联关系。本题解答如下：Uy = 0；, 9kC .E 9 L Uy = E ；1kO+9 婭102x9k0 “E18=E。2X9k0+1kO1910VIJ+ 计算题4.1图所示电路的电位 Uy。Ua=Ub=0 时。Ua=E , Ub=0 时。Ua=Ub=E 时。解：此题所考查的是电位的概念以及二极管应用的有

2、关知识。假设图中二极管为理想二极管，可以看出 A、B两点电位的相对高低影响了Da和Db两个二极管的导通与关断。当A、B两点的电位同时为 0时，Da和Db两个二极管的阳极和阴极（Uy）两端电位同时 为0，因此均不能导通； 根据二极管的导通条件， 反压（Ub= 0）而截止； 以两管同时导通，两个（1）由于Ua = Ub= 0, Da和Db均处于截止状态，所以（2）由Ua = E , Ub= 0可知，Da导通，Db截止，所以（3）由于Ua = Ub= E , Da和Db同时导通，因此Uy =4.2 在题4.2图所示电路中，设 VD为理想二极管，已知输入电压UI的波形。试画出输出电压Uo的波形图。LJ

3、-2(a)题4.2图解：此题的考查点为二极管的伏安特性以及电路的基本知识。首先从（b）图可以看出，当二极管 D导通时，电阻为零，所以 Uo= Ui；当D截止时，电阻为无穷大，相当于断路，因此 Uo= 5V,即是说，只要判断出 D 导通与否，就可以判断出输出电压的波形。要判断D是否导通，可以以接地为参考点（电位零点），判断出D两端电位的高低， 从而得知是否导通。Uo与Ui的波形对比如右图所示：5Ih14nW/VIDn4.3 试比较硅稳压管与普通二极管在结构和运用上有何异同？7答：硅稳压管与普通二极管在结构是一样的，都有一个PN结，引出两个电极，但由于做PN结的工艺不同，二者在运用中就不相同，硅稳

4、压管可以工作在反向击穿区而普通二极管就不能工作在反向击穿区，如果外加反向电压小于稳压值时，稳压管可作二极管使用。4.4 二极管电路如题4.4图所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出A、0两点间的电压Uo。图中二极管均为硅管，正向压降取0.7V。VDOA+=r6V*6V vr>i S? 2S L'hVD300(a)(b)VDuVD,6V<c)Cd>题4.4图O点为参考点，判断二极管的阳极点和阴极点电位 以上，则二极管导通，否则截止。（6V）高于阴极点电位（0V），可知VD处于导通解：解题思路：假设二极管断开，取高低，如果阳极电位高于阴极电位0.7V（a）假设VD

5、断开，因其阳极点电位状态，Uo=6-0.7=5.3V ;VDi导通，VD2截止，Uo被钳位在0.7V ;VD 导通，Uo=12-0.7=11.3V ;VD1 , VD2 均截止，Uo=-6V在题4.5图所示的电路中，Ui nOsinCCitV, E=5V，试分别画出输出电压uO的波形。（b）（c）（d）4.5二极管的正向压降可忽略不计。u解：解题方法：1.判断二极管导通与截止条件。假设二极管断开，根据二极管两端电位高 低判断二极管何时导通，何时截止。2.分别分析二极管导通与截止的情况下输出电压值。具体分析过程：(a) (b)Uo/V '1050cot4.6 在题4.5图所示的电路中，u

6、i 二极管的正向压降仍可忽略不计。解：参考题4.54.7 特性完全相同的稳压管2CW15，Uz=8.2V，接成如题4.7图所示的电路，各电路输出电压Uo是多少？电流I是多少？（硅稳压管的正向压降取=10sinV，E=2V，试分别画出输出电压 U。的波形。0.7V )。FfiE -=F(a)>ic/： Ti5-(c)VDn(b><3+VDOth题4.5图(a)当Ui<5V时，二极管截止，Uo=Ui，当Ui>5V时，二极管导通，Uo=5V ；(b)当Ui<5V时，二极管导通，Uo=Ui，当Ui>5V时，二极管截止，Uo=5V ；(c)当Ui<5V时，

7、二极管导通，Uo=5V，当Ui>5V时，二极管截止，Uo = Ui ；(d)当Ui<5V时，二极管截止，Uo=5V，当Ui>5V时，二极管导通，Uo = Ui。输出电压Uo波形如下图:5D0GCZhVDzi 2 2* ISVVD/jSvRzi2?i lavVThj2g-18V S 丈 %VDziVD/1VDziO-(a)(.h)(c)Cd)题4.7图Uz=8.2V，正向压降0.7V，如果两个稳压管串联， Uo为电压值较低的稳压管的电压，Uo=8.2+0.7=8.9V , I= (18-8.9) /1500 6.07mA Uo=8.2+8.2=16.4V , I= (18-16

8、.4 ) /500=3.2mA Uo=0.7V , I= ( 18-0.7) /2000=8.65mA Uo=8.2V , I= (18-8.2) /1000=9.8mA有两个稳压管 VDz1和VDz2 ,其稳定电压分别为 5.5V和8.5V,解：由已知，稳压管和，如果并联，因为二极管的钳位作用,(a)(b)(c)Uo为二者电压之 由此可得：(d)4.8正向压降都是0.5V。如果要得到0.5V、3V、6V、9V和14V几种稳定电压，这两个稳压管及限流电阻应如何连接？ 请画出各个电路图。解：参考题4.7。4.9 在题4.9图所示电路中，E=20V , R1=900 Q, R2=1100Q。稳压管

9、的稳定电压Uz=10V,最大稳定电流Izm=8A。试求稳压管中通过的电流I Z是否超过IZM?如果超过，应如何解决？1土1刊题4.9图解：电阻Ri中的电流IE U Z =0.0111 A =11 .1mA ； R1电阻R2中的电流I 2稳压二极管中的电流_U ZR2Iz =Ii -I2 =2.01mA vIzM =8mA，没有超过最大值；= 9.09 mA ；管脚123电位/V33.29晶体管1管脚123电位/V-6-2.6-2晶体管2NPN型还是PNP型?如果超过，则可以增大电阻 R1,或者减小电阻 R2,也可以另选稳压二极管。 4.10 有两个晶体管分别接在电路中，它们管脚的电位(对地)分

10、别如下表所示:试判断管子的三个管脚，并说明是硅管还是锗管？是PNP型管Ue>Ub>Uc，集电极电位最(即管压降Ube)约为0.6-0.7V，锗管约为0.2-0.3V，由此晶体管1： NPN型，锗管， 晶体管2： PNP型，硅管， 4.11某人检修电子设备时， 地电位为-6V;管脚对地电位为(PNP 或 NPN )。解：分析方法同题4.10，由 者的电位差值0.2V判断应为锗管1E，2B，3C；1C，2B，3用测电位的办法，测出管脚对地电位为-6.2V ;管脚对'-9V，如题4.11图所示。试判断各管脚所属电极及管子类型E。3个管脚的电位高低判断该管为PNP型，根据管脚和两(

11、硅管应为 0.6-0.7V)，因为PNP型管Ue>Ub>Uc,据此可判 定管脚和分别为基极和发射极，管脚为集电极。4.12两个晶体管的共射极输出特性曲线如题4.12图所示。试说明哪个管子的 P值大?解：因为NPN型管Ue<Ub<Uc,集电极电位最高, 低，硅管的发射极与基极的电位差 可知：哪个管子的热稳定性好?怙(inA)642(.a)U 2题4.12图40nA解：该题考查了晶体管输出特性和参数的相关知识。从(a)(b)两图可以看出：当IB变化相同的值时，(a)图中IC变化要更大一些，由P=也IcAIb可知(a)图管子的B值大，热稳定性差，而(b)图由于B值小，热稳定性

12、较好。4.13 一晶体管的极限参数为 PcM=100mW , IcM=20mA , U(br)ceo=15V，试问在下列情况 下，哪种是正常工作？(1)解:Uce =3V , Ic =10mA ; (2) Uce =2V , Ic =40mA ; ( 3) U ce =6V , Ic =20mA。(1) 能正常工作。(2) 不能正常工作。集电极电流太大。4.14(3) 不能正常工作。其积大于集电结耗散功率。 在题4.14图所示的各个电路中，试问晶体管工作于何种状态？解：计算结果见下表，设 UbE=0.6V。表中，lc(sat)为晶体管饱和时的集电极电流，iB为晶体管刚饱和时的基极电流。（a）管(b)管（c ）管IU CC1 C (sat )龟RC12mA8mA1 C(sat )P0.24mA0.2mAIb(6-0.6)/50=0.11mA(12-0.6 )/47=0.24mA状态1B C 1 B，放大IIB，饱和截止集电结反偏，发射结下偏。 发射线和集电结均正偏。 发射线和集电结均反偏。4.15 试总结晶体三极管分别工作在放大、饱和、截止三种工作状态时，三极管中的两个 PN结具有的特点。解：三极管工作在放大工作状态时， 三极管工作在饱和工作状态时， 三极管工作在截止工作状态时，B端电位为0V;若前接Ri和R2起何作用？4.16 题4.16图