电子技术习题1

1、第一章习题一、简答题1 半导体导电和金属导电有什么不同？答：半导体材料在外加电压作用下所形成的电流是由自由电子和空穴两种载流子的运动形成的。这是但 半导体导电和导体导电机理的本质区别。2 简要说明半导体的热敏特性和光敏特性。答：半导体结构中，原子与原子之间成形成了共价键结构，在绝对零度T=OK丨时，电子被共价键束缚得很紧，不能自由移动，因此不能导电。当电子受到一定能量的外界激发，如受热、受光，这时电子动能增加，就能挣脱共价键的束缚成为自由 电子，同时形成空穴运动而形成电流。所以当环境温度变化时，半导体中自由电子和空穴数量发生变化，导电性能也发生变化，称半导体导电 能力具有热敏特性。当受到外界光

2、照时，半导体中自由电子和空穴数量增加，导电性能增强，称半导体导电能力具有光敏特 性。3 影响杂质半导体中多子和少子数量的主要因素是什么？ 答：掺杂后的半导体的导电能力显著增强，并可以人为控制。在杂质半导体中，多子的浓度主要取决于杂质的含量；少子的浓度主要与本征激发有关，对温度的变化 非常敏感，其大小随温度的升高根本上按指数规律增大。4 稳压二极管的主要参数有哪些？选择稳压二极管时应怎样考虑？答：稳压二极管的主要参数有：稳定电压，稳定电流，动态电阻，温度系数，最大耗散功率。 选择稳压二极管时，首先考虑稳定电压和最大耗散功率，在考虑其他参数。5 画出单相桥式整流电路及电容滤波单相桥式整流电路。并说

3、明工作原理。 答：单相桥式整流电路：整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。当正半周时二极管 D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。 当负半周时二极管 D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。 在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。 单相桥式整流电路的波形图见上图。电容滤波单相桥式整流电路:图电容滤波单相桥式整流电路 bb ii a H :>111i1ILU An7Ja假设电路处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端电压 v2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上，所以输出波形同 v2，是正弦形。在刚过90°时，正弦曲

4、线下降的速率很慢。所以刚过90°时二极管仍然导通。在超过 90°后的某个点，正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极管关断。所以，在t1到t2时刻，二极管导电，C充电， vc=vl按正弦规律变化；t2到t3时刻二极管关断，vc=vl按指数曲线 下降，放电时间常数为 RlC。电容滤波过程见上图。6 单相桥式整流电路中，假设某一整流管发生开路、短路或反接三种情况，电路将会发生什么问题?图单相桥式整流电路答：电路如上题图。1电路处于正半周，二极管 D1、D3应导通，但D1开路，回路不通，负载电阻上得不到正弦波的正 半周。当负半周时二极管 D2、D4导通，在

5、负载电阻上只得到正弦波的负半周。2假设D1短路，电路处于正半周，二极管 D1、D3应导通，负载电阻上得正弦波的正半周。当负半 周时二极管D1、D2、D4导通，变压器次边被短接，可能烧毁，负载电阻上得不到正弦波的负半周。3假设D1反接，正半周不通，负半周短接。7 .整流电路、滤波电路的作用是什么？ 答：蒸流电路：将交流电变换为单向脉冲直流电。 滤波电路：滤去整流输出中的交流分量，即减小波纹，以得到较平滑的直流输出。、填空题1在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于 有很大关系。杂质的含量，而少数载流子的浓度那么与 温度3半导体二极管正偏时，形成的正向电流较大，称之为 称之为 截止 状态。导通

6、状态；反偏时，形成的反向电流很小，4直流稳压电源一般由 电源变压器 、整流电路 、滤波电路 和 稳压电路 四局部组成。三、选择题1常温下硅管的死区电压是 B。2常温下锗管的正向导通电压是A 。3稳压二极管应工作在B 电压下。A正向；B丨反向4光敏二极管应工作在A正向；B丨反向B 电压下。5在PN结不加外部电压时，扩散电流 C漂移电流，A小于；E大于；C等于因而PN 结中的电流C。A丨只从P区流向N区；E只从N区流向P区；C等于零15%，流过的电流增大B 丨。A15%;E大于 15%;C小于15% 随着正向电流的增大，二极管的直流电阻B丨，交流电阻B丨。A增大；E减小；C不变7利用二极管的B可组

7、成整流电路。A丨正向特性；E单向导电性；C反向击穿特性稳 压二极管工作在C状态下，能够稳定电压。A丨正向导通；E反向截止；C反向击穿 四、判断题1 .由于PN结内部存在内电场，所以当把PN结两端短路时就有电流流过。X2.PN结外加正向偏置电压时，扩散电流大于漂移电流。“3 用万用表不同欧姆档测量同一只二极管时，所测得的阻值是不同的。"4用指针式万用表测量二极管时，如果测得的电阻值较小，那么黑表笔所接触的一端是二极管的阳极。5 在N型半导体中，掺入高浓度的三价杂质，可以改型为P型半导体。X6. PN结的伏安特性方程可以描述 PN结的正向特性和反向特性，也可以描述其反向击穿特性。X7在桥

8、式整流电路中， 如用交流电压表测出变压器次级的交流电压为40V,那么在纯电阻负载两端用直流电压表测出的电压值约为36 V。“五、解答题ui为正弦信号，其幅值大于直流电源电压。二极1 .在图1-29中，直流电源电压 U1=- U2,交流信号 管为理想二极管，分析电路的功能和工作原理。VD1+UiVD2UoU2+图 1-29第五题第1小题图解：对于图示电路，输出电压 Uo为：Uo Ui-U-UUoUU R U VD 1 U 1 U VD2 UUi U1时，二极管VD1承受正向电压导通,二极管 VD2承受反向电压截止，UVD1 0 , Uo U1;当Ui U2时，二极管VD2承受正向电压导通，二极管

9、VD1承受反向电压截止，Uvd2 0, Uo U2 ；二极管正向压降可忽略不计，试分别画出输出电2 .在图 1-30 个电路图中，E= 5V , Ui= 100sin® t V , 压Uo的波形。UiVD立+EUoMc+VDR+Ui+Uo(b)Ui(a)-0+0+blVDVD2&+EUoUiUo(c)(d)图1-30第五题第2小题图解：a图所示电路，输出电压 Uo为：uo Ui Ur Uvd Eui5V时，二极管VD承受正向电压导通， Uvd 0 , Uo 5V ;Ui5时，二极管VD承受反向电压截止，电阻 R中无电流，Ur 0 , Uo Ui。b图所示电路,输出电压 Uo为

10、：uo Uj UVD Ur EUi5V时，二极管VD承受正向电压导通，UVD 0 , Uo Ui ;当Ui 5V时，二极管VD承受反向电压截止,C图所示电路，输出电压 uo为：uo当Ui 5V时，二极管VD承受正向电压导通,当Ui 5V时，二极管VD承受反向电压截止,d图所示电路，输出电压 uo为：uo 当Ui 5V时，二极管VD承受正向电压导通, 当Ui 5V时，二极管VD承受反向电压截止,电阻R中无电流，uR0 ,u。5V。uiur U VD EUVD0 , uo5V ；电阻R中无电流，ur0 ,u。ui。uiU VDuREUVD 0 , u° ui ；电阻R中无电流，ur0 ,

11、u。5V。3 .有两个稳压管 VD1和VD2，其稳压值分别为 5.5V和8.5V，正向压降都是 0.5 V。如果要得到 0.5 V、3V、6V、9V和14V几种稳定电压，这两个稳压管还有限流电阻应该如何联接？画出各个电 路。解：按如下列图的各个电路连接，可分别得到上述几种不同的稳定电压，图中的电阻均为限流电阻。VD1巫VD1 一VD26V心二9V14V+VD1 /VD2R 口4 在图1-31中，试求以下几种情况下输出端Y的电位Vy及各元件R, VDa, VDb中通过的电流。1Va= Vb = 0V;2Va=0V; Vb= 3V。二极管的正向压降忽略不计。+ 12VDR3.9k QVDaYVD

12、b«图1-31第五题第4小题图解：1因为Va= Vb= 0V,而+Ucc=+12V ,所以两个二极管承受同样大的正向电压，都处于导通状态,均视为短路，输出端 Y的电位V y为：V y=Va= Vb = 0 V电阻中的电流为：Ir u冬业 ！卫 3(mA)；R 3.91 两个二极管VDa, VDb中的电流为：Ida I db _Ir 1.5( mA)2因为Va =0V; Vb = 3V,而+Ucc=+12V ,所以二极管VDa承受的正向电压最高，处于导通状态,可视为短路，输出端 Y的电位V y为：V y=Va= 0V电阻中的电流为：Ir 皿灯 12 0 3(mA)R 3.9二极管VDa

13、导通后，VDb上加的是反向电压，因而截止。所以两个二极管中的电流为：IDa I r 3(mA) ; I Db 0(mA)5 图1-32中，试求以下几种情况下输出电位Vy及各元件中通过的电流。1Va= +0V; Vb= 0V;2va= +5V; Vb= 0V;3Va= 5V; Vb= 5V。设二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。图1-32 第五题第5小题图解：1因为Va = +0V; Vb = 0V,所以两个二极管上的电压均为0,都处于截止状态，电阻R中无电流，故：Ida Idb Ir 0(mA)；输出端 Y 的电位V y 为：V Ur IrR 0(V)2因为Va = +5 V; Vb =

14、0V,所以二极管 VDa承受的正向电压最高，处于导通状态，可视为短路，输出端Y的电位V y为：V y=Va= +4.5V;电阻中的电流为：lR Vy 0.5(mA)R二极管VDa导通后，VDb上加的是反向电压，因而截止。所以两个二极管中的电流为：IDa Ir 0.5(mA) ; l Db 0(mA)3因为Va = 5 V; Vb= 5 V,所以两个二极管承受同样大的正向电压，都处于导通状态，均视为短路，输出端 Y 的电位V y为：Va Vy Vb Vy Vy , V y = 4.74V;119电阻中的电流为：Ir Vy 0.526( mA)R1两个二极管VDa, VDb中的电流为：I Da I

15、db Ir 0.263( mA)6 .有一单相桥式整流电路如图1-13(a)所示，变压器副边电压有效值为U2= 20V，负载Rl = 100 Q,试求电路的输出电压平均值、负载上流过的电流平均值以及各二极管所承受的最大反向电压。图1-13(a)单相桥式整流电路解：单相桥式整流电路的输出电压平均值为：Uo 0.9U2=18 V，负载Rl上流过的电流平均值为：I。 士 0.9U 2 =180 mA，RlRl1流过各个二极管的电流平均值为：ID 1。=90mA，2各二极管所承受的最大反向电压为：UdrM. 2U 2 =28 V。7.图1-33中所示的电容滤波桥式整流电路中，Rl = 40Q, C=1

16、000疔，用交流表量得U2= 20V有效值，现在用直流电压测量 Rl两端的电压，在以下几种情况下，测得的值各为多少？1C断开；2Rl断开；3电路完好；4VD1断开。图1-33第五题第7小题图解：1断开C,为单相桥式整流电路：Uo 0.9U2=18V ; 2Rl断开，没有放电回路：Uo J2U2=V ;3电路完好，C起滤波作用：Uo 1.2U2=24V ；4VD1断开，为半波整流滤波：Uo U2=20V。8 半导体收音机需+6V直流电源，试用三端固定式集成稳压器组成+6V稳压源，画出该电源的电路图。解：选用CW78系列输出电压值为 6V等级的三端集成稳压器 CW7806，电路图如下列图： 输入为

17、220V、50HZ交流电源，输出直流电压为 +6V。9 采用三端固定输出集成稳压器的直流稳压电源电路如图1-34所示。1写出应选用的稳压器芯片的型号名称。220VU2+ d4+巾1 D2+tciCi=1000 pFC2=0.33 萨C3 =0.1 pCW78< X3C2C3 T1 I Uo=15V图1-34 第五题第9小题图 解：1由于输出直流电压为 15V，所以选用三端集成稳压器的型号为 2三端稳压器的压降为 5V，所以桥式整流并经电容滤波的电压为： 3U1U2，所以U2应取1V左右。CW7815 型。Ui=Uo+5=20V。10 .某稳压电源如图1-35所示，试问：输出电压Uo的极性和大小如何？电容器 C1和C2的极性如何？它们的耐压应选多高？负载电阻Rl的最小值约为多少？如将稳压管VDz接反，后果如何？如果R=0Q,又将如何？第五题第10小题图图 1-35Uo解：1输出电压的极性上正下负，其大小为:U。U VDZ15(V)。2电容器C1和C2的极性都是上正下负,C1的耐压值Vc1