电工学-第8章-课后习题答案-课件

第8章半导体器件8.1半导体根底知识8.2半导体二极管8.7集成电路8.3特殊二极管8.4集成稳压器8.8晶闸管分析与思考教学根本要求练习题8.5双极型晶体管8.6场效应晶体管返回主页教学基本要求1.了解半导体二极管的根本类型、伏安特性和主要参数。了解二极管的钳位作用和限幅作用。理解单相桥式整流电路和有滤波作用的整流电路；2.了解稳压二极管的主要特性及其稳压电路；3.了解集成稳压器的应用；4.了解双极型晶体管的根本类型、特性曲线和主要参数。理解晶体管的三种工作状态；5.了解MOS场效应管的根本类型、工作原理和特性曲线。6.了解集成电路的开展概况和特点。理解模拟电路和数字电路的区别；7.了解晶闸管的根本性能及其主要应用。返回8.1半导体根底知识〔一〕本征半导体定义：纯洁的具有晶体结构的半导体〔硅和锗〕特点：(1)含有两种载流子——带负电的电子、带正电的空穴(2)载流子的数量少且成对出现(3)载流子的数量受温度影响较大，温度高数量就多下一节上一页下一页返回硅晶体的空间排列硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构〔二〕杂质半导体定义：渗入少量杂质的半导体(1)P型半导体形成：向本征半导体中渗入少量的3价元素〔硼〕特点：〔a〕含有大量的空穴——多数载流子〔b〕含有少量的电子——少数载流子下一节上一页下一页返回(2)N型半导体形成：向本征半导体中渗入少量的5价元素〔磷〕特点：〔a〕含有大量的电子——多数载流子〔b〕含有少量的空穴——少数载流子〔三〕PN结(1)PN结的形成flash1多数载流子的浓度差多数载流子子的扩散空间电荷区少数载流子的漂移……扩散=漂移形成稳定的PN结注：PN结的结电容很小下一节上一页下一页返回图8.1.1PN结的形成(2)PN结的特性〔a〕PN结外加正向电压PN结正偏PN结正向导通外电场与内电场方向相反有利于扩散进行扩散>漂移PN结变窄外部电源不断提供电荷产生较大的扩散电流I正下一节上一页下一页返回

图8.1.2PN结的单相导电性〔b〕PN结外加反向电压PN结反偏PN结反向截止外电场与内电场方向相同有利于漂移进行漂移>扩散PN结变厚外部电源不断提供电荷产生较小的反向电流I反

下一节上一页下一页返回图8.1.2PN结的单相导电性◆结论：加正向电压→导通加反向电压→截止单方向导电性下一节上一页下一页返回

8.2半导体二极管〔一〕根本结构按材料分硅管锗管按PN结分点接触型面接触型按用途分普通管整流管……PN阳极阴极下一节上一页下一页返回上一节图8.2.1半导体二极管〔二〕伏安特性定义：二极管电流与电压之间的关系。UIOUDUIOUIOAABB硅锗正向：死区〔OA段〕硅管约0.5V，锗管约0.2V；正向导通区硅管约0.7V，锗管约0.3V。温度增加，曲线左移反向：截止区〔OB段〕I近似为0；击穿区管子被击穿下一节上一页下一页返回上一节图8.2.2半导体二极管的伏安特性(a)近似特性(b)理想特性图8.2.3近似和理想特性伏安特性〔三〕主要参数(1)IF：额定正向平均电流(2)UF：正向电压降(3)UR：最高反向工作电压(4)Irm：最大反向电流以上各值是选择二极管的依据。下一节上一页下一页返回上一节因通常使用二极管时应保证其工作在正向导通或反向截止状态，故认为二极管正偏那么导通，反偏那么截止——单向导电性。用以前的限幅flash下一节上一页下一页返回上一节

1、限幅当Us分别为2V、4V，而ui分别为3V、3V时，试画出uo的波形。四、主要应用2、整流电路定义：交流直流整流逆变〔a〕电路及工作原理下一节上一页下一页返回上一节〔1〕单相桥式整流电路u1D4D2D1D3RLuou2+－+－+－aTb正半周:u2＞0，uo=u2D1和D3导通,图8.2.6单相桥式整流电路+－+－+－aTbu1D4D2D1D3RLuou2负半周:u2<0，uo=－u2D2和D4导通,图8.2.6单相桥式整流电路上一页下一页返回下一节上一节uD3,uD1uD4,uD2▲D上的平均电流：▲D上承受的最高反向电压：D1D3D2D4uou2D4D2D1D3RL+-+－∫uodw

tp0op1Uo==0.9U2UoIo=RLID=12Io▲输出电压、电流的平均值：URm=√2U2OωtuDuoOωtu2Oωt整流桥块正确使用：~~输入交流电压+输出直流电压~~~~上一页下一页返回下一节上一节图8.2.7桥式整流块(2)主要特点：(a)正向特性同普通二极管(b)反向特性较小的

U

较大的I

在一定的范围内，反向击穿具有可逆性8.3特殊二极管〔一〕稳压二极管〔3〕主要参数稳定电压：Uz最小稳定电流：Izmin最大稳定电流：Izmax(1)结构：面接触型硅二极管U/VIzminIzmaxI/mAUz0上一页下一页返回下一节上一节

(a)图形符号(b)伏安特性图8.3.1稳压管的图形符号和伏安特性*〔二〕光电二极管

它的反向电流随光照强度的增加而上升。光电二极管工作于反向偏置状态，无光照时电路中电流很小，有光照时电流会急剧增加。图8.3.3光电二极管电路图8.3.4发光二极管电路*〔三〕发光二极管发光二极管工作于正向偏置状态，正向电流通过发光二极管时，它会发出光来，正向工作电压一般不超过2V，正向电流为10mA左右。发光二极管常用于数字仪表和音响设备中的显示器。上一页下一页返回下一节上一节电子元器件〔之六〕8.4双极型晶体管(一)根本结构上一页下一页返回下一节上一节图8.5.1晶体管的结构示意图和图形符号双极型晶体管〔之二〕双极型晶体管〔之一〕(二)工作状态〔1〕晶体管中载流子运动过程(c)直流电流放大系数：＋＋－－UccUBBRBRCBEC上一页下一页返回下一节上一节(a)电流分配原那么：IE=IB+IC(b)穿透电流：ICEO0〔IB＝0时IC＝ICEO此值受温度影响较大〕(d)交流电流放大系数：图8.5.2晶体管中载流子的运动过程(二)工作状态(2)晶体管的工作状态上一页下一页返回下一节上一节【解】设UBE＝0.7V（1）晶体管处于放大状态图8.228.5.2试问在图8.22〔教材图8.10〕所示各电路中，晶体管工作于什么状态？返回下一题下一页上一题上一页〔2〕晶体管处于饱和状态因为假设按放大状态进行计算，那么IC不可能超过也不可能为负值，故不可能处于放大状态。返回下一题下一页上一题上一页（3）晶体管处于截止状态返回下一题上一题(三)特性曲线〔1〕三极管输入特性曲线上一页下一页返回下一节上一节〔2〕三极管输出特性曲线上一页下一页返回下一节上一节(四)主要参数(1)电流放大系数

（hFE）、

（hfe）：同一型号的晶体管

值有较大差别；

值与IC有关，一般

值为100左右为宜。(2)穿透电流ICEO:ICEO大的晶体管其温度稳定性差。(3)集电极最大允许电流ICM

：Ic=ICM时，

将下降到正常值的2／3。上一页下一页返回下一节上一节(5)反向击穿电压U〔BR〕CEO：基极开路时，C、E之间允许承受的最大反向电压。(4)集电极最大允许耗散功率PCM：PCM=UCEIC假设超过PCM那么晶体管易烧坏。PCM平安区IC／mAUCE／V过损耗区上一页下一页返回下一节上一节O图8.5.8功耗曲线*8.5场效应晶体管NMOS管分类：结型场效应管绝缘栅型场效应管增强型（E型）耗尽型（D型）PMOS管增强型（E型）耗尽型（D型）

上一页下一页返回下一节上一节◆特点：(a)靠一种载流子〔电子或空穴〕导电——单极型晶体管(b)场效应晶体管是由UGS来控制ID的，故为电压控制元件，ID对UGS的控制能力可通过跨导gm来表示，单位是西[门子]〔s〕。〔一〕根本结构上一页下一页返回下一节上一节图8.6.1场效应晶体管的结构示意图〔二〕工作原理〔1〕增强型MOS场效应管上一页下一页返回下一节上一节

图8.6.2导电沟道的形成〔2〕耗尽型MOS场效应管上一页下一页返回下一节上一节〔三〕特性曲线上一页下一页返回下一节上一节〔四〕四种MOS场效应管的简介上一页下一页返回下一节上一节*〔五〕VMOS功率场效应管上一页下一页返回下一节上一节图8.6.4VMOS管的结构示意图8.6集成电路〔一〕集成电路〔固体组件〕是20世纪60年代初开展起来的新型电子器件。〔二〕开展进程1960年－小规模集成电路〔SSI〕。1966年－中规模集成电路〔MSI〕。1969年－大规模集成电路〔LSI〕。1975年－超大规模集成电路〔VLSI〕。〔三〕分类模拟电路：用于处理模拟信号。数字电路：用于处理数字电路。上一页下一页返回上一节*8.7晶闸管〔一〕普通晶闸管(1)根本结构(2)工作原理(a)晶闸管导通条件uA>0uG>0(b)晶闸管导通后控制极将失去作用(c)晶闸管截止条件或上一页下一页返回上一节图8.8.1普通晶闸管〔3〕可控整流电路(a)工作原理(b)数量关系输出直流电压：输出直流电流：上一页下一页返回上一节图8.8.3单相桥式半控整流电路〔二〕双向晶闸管上一页下一页返回上一节图8.8.5双向晶闸管及交流调压电路*〔三〕可关断晶闸管上一页下一页返回上一节图8.8.6可关断晶闸管及直流调压电路[补充例题3]有一电阻性直流负载，RL=10Ω，要求负载的端电压UO在40~120V之间可调，假设采用单相半控桥式整流电路供电，求〔1〕U2〔2〕控制角的变化范围〔3〕画出＝60o时控制极电压Ug、负载端电压uo的波形。〔1〕设：Uo=120V时，管子全导通，即＝0，那么这时UO=0.9U2故上一页下一页返回上一节~+—u2+—uoRL[解]电路图（3）u2t0t0t0uguo〔2〕上一页下一页返回上一节教学基本要求1.了解半导体二极管的根本类型、伏安特性和主要参数。了解二极管的钳位作用和限幅作用。理解单相桥式整流电路和有滤波作用的整流电路；2.了解稳压二极管的主要特性及其稳压电路；3.了解集成稳压器的应用；4.了解双极型晶体管的根本类型、特性曲线和主要参数。理解晶体管的三种工作状态；5.了解MOS场效应管的根本类型、工作原理和特性曲线。6.了解集成电路的开展概况和特点。理解模拟电路和数字电路的区别；7.了解晶闸管的根本性能及其主要应用。返回分析与思考下一页返回8.1(1)P

型半导体中空穴是多数载流子，因而P

型半导体电；N型半导体中自由电子是多数载流字，因而N型半导体带负电。这种说法是否正确。

8.1(2)为什么说扩散运动是多数载流子的运动，漂移运动是少数载流子运动？8.2(1)试从正向电压，反向饱和电流的大小以及温度的影响等方面比较，硅管和锗管的优点。8.2(2)试分析图8.3(a)〔教材图〕所示整流电路中的二极管D2或D4断开时负载电压的波形,如果D2或D4接反,后果如何?如果D2或D4因击穿或烧坏而短路,后果如何?返回下一页上一页8.2(3)在图8.4[教材图8.2.8(a)]所示的电路中，如果C断路，负载直流电压有无变化？变化了约百分之多少？如果C短路，后果怎样？8.3(1)将图8.5(教材图8.3.2)所示的电路中的R改接到DZ之后〔即DZ与RL之间〕，可否起稳压作用；会产生什么后果?

8.3(2)稳压电路中的限流电阻R=0,是否可以？有何后果？图8.3图8.4图8.5返回下一页上一页

8.3(3)稳压电路中的稳压管接反了，有何后果?

8.5(1)晶体管的IB一定时，IC将随温度的变化而变化,尤其是锗管对温度更为敏感,这是为什么?8.5(2)有两个晶体管都工作与放大状态,测得他们的三个极的电位分别为－0.7V，－1V，－6V和2.5V，3.2V，9V,试判断三个极,并说明他们是PNP型，还是NPN型，是锗管还是硅管?8.5(3)某晶体管PCM=100mV，ICM=20mA，BU(BR)CEO=15V，试问在下述情况下,哪种是正常工作的：〔a〕UCE=3V，IC=10mA;〔b〕UCE=2V,IC=40mA；〔c〕UCE=6V，IE=20mA。返回下一页上一页8.6(1)为什么说晶体管是电流控制元件,而场效应管是电压控制元件? 8.6(2)试说明NMOS管与PMOS管，E

型管和D

型管的主要区别。8.6(3)某场效应晶体管，当UGS>3V，UDS>0时，才会产生ID。试问该晶体管是四种场效应晶体管中的

哪一种。8.6(4)试画出UDS>UGS(th)，UGD

=UGS(th)时，E型NMOS管中导电沟道的形状。返回下一页上一页8.8(1)在图8.7(教材图8.8.3)所示可控整流电路中，增加控制角α时，导通θ增加还是减少？负载直流电压如何变化？8.8(2)图8.7(教材8.8.3)所示电路中，α=60°和120°时负载电压UO

的最大值是否相同?8.8(3)试画出将图8.9(教材图8.8.5)所示交流调压电路改用两个普通晶闸管来代替的电路。图8.7图8.9返回下一页上一页8.8(4)图8.11(教材图8.8.6)所示直流调压电路可否简单地用普通晶闸管实现?图8.11

8.1(1)P

型半导体中空穴是多数载流子，因而P

型半导体电；N型半导体中自由电子是多数载流子，因而N型半导体带负电。这种说法是否正确。

【答】这种说法不正确。P型半导体和N型半导体本身并不呈带电性。分析与思考解答返回下一题上一题返回下一题上一题

8.1(2)为什么说扩散运动是多数载流子的运动，漂移运动是少数载流子运动？【答】因为扩散运动是多数载流子因为浓度上的差异而形成的运动，而漂移运动是少数载流子在内电场作用下形成的运动。8.2(1)试从正向电压，反向饱和电流的大小以及温度的影响等方面比较，硅管和锗管的优点。

【答】从正向电压降看，硅管的正向电压降比锗管的大，这是锗管的优点;从反向饱和和电流看,硅管的反向饱和电流比锗管小，这是硅管的优点；从温度的影响看，温度增加时,会引起反向饱和电流增大，而反向击穿电压减小。这方面锗管比硅管对温度更为敏感，这也是锗管不如硅管的地方。返回下一题上一题8.2(2)试分析图8.3(a)〔教材图〕所示整流电路中的二极管D2或D4断开时负载电压的波形,如果D2或D4接反，后果如何？如果D2或D4因击穿或烧坏而短路，后果如何？图8.3返回下一题上一题返回下一题上一题【答】当D2或D4断开后,电路为单向半波整流电路.正半周时，D1和D3导通,负载中有电流通过,两端有电压uO=u2.负半周时,D1和D3截止,负载中无电流通过,两端无电压uO=0.波形如图8.3(b)所示.如果D2或D4反接，那么正半周时，二极管D1，D2或D3，D4导通，电流经D1，D2或D3，D4而造成电源短路,电流很大,因此电源及D1，D2或D3，D4将烧坏；如果D2或D4因击穿或烧坏而短路，那么正半周时，情况与D2或D4接反类似,电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏。8.2(3)在图8.4[教材图8.2.8(a)]所示的电路中，如果C断路，负载直流电压有无变化？变化了约百分之多少？如果C短路，后果怎样？【答】如果C短路，负载直流直流电压由1.2U2变到了0.9U2，减小到短路前的，减小了约25％。如果C短路，D1，D3或D2，D4及电源因电路短路而烧坏。图8.4返回下一题上一题8.3(1)将图8.5(教材图8.3.2)所示的电路中的R改接到DZ之后〔即DZ与RL之间〕，可否起稳压作用；会产生什么后果?【答】不能起稳压作用，容易烧坏稳压管。图8.5返回下一题上一题

8.3(2)稳压电路中的限流电阻R=0,是否可以？有何后果？【答】限流电阻R一方面限制稳压管电流不会超过其IZmax而免遭破坏，另一方面其上的电压起着电压调节作用，从而保证了稳压的效果，所以限流电阻R不能为零，否那么稳压管易被烧坏。图8.5返回下一题上一题

8.3(3)稳压电路中的稳压管接反了，有何后果?【答】稳压管接反了，将与普通二极管一样处于正向导通状态，负载两端电压等于其正向电压。返回下一题上一题

8.5(1)晶体管的IB一定时，IC将随温度的变化而变化,尤其是锗管对温度更为敏感,这是为什么?【答】由于IC=βIB+ICEO，温度对穿透电流ICEO的影响较大，尤其是锗管，所以IC将随温度的变化而变化。返回下一题上一题8.5(2)有两个晶体管都工作与放大状态,测得他们的三个极的电位分别为－0.7V，－1V，－6V和2.5V，3.2V，9V,试判断三个极,并说明他们是PNP型，还是NPN型，是锗管还是硅管?【答】(1)由于三个极的电位都为负值，故为PNP管，由于发射结应正向偏置，集电结应反向偏置，对PNP管来说，发射极电位应高于基极电位，集电极电位应低于基极电位，故知三个极分别为发射极(－0.7V)，基极(－1V)，集电极(－6V〕。(2)由于三个极的电位都为正值，故为NPN管，由于发射结应正向偏置，集电结应反向偏置，对NPN管来说，发射极电位应低于基极电位，集电极电位应高于基极电位，故知三个极分别为发射极〔2.5V〕，基极〔3.2V〕，集电极〔9V〕。返回下一题上一题8.5(3)某晶体管PCM=100mV，ICM=20mA，BU(BR)CEO=15V，试问在下述情况下,哪种是正常工作的：〔a〕UCE=3V，IC=10mA;〔b〕UCE=2V，IC=40mA；〔c〕UCE=6V，IE=20mA。【答】晶体管正常工作时，必须〔a〕晶体管正常工作。返回下一题上一题（c）晶体管不能正常工作，易烧坏。〔b〕晶体管不能正常工作。返回下一题上一题

8.6(1)为什么说晶体管是电流控制元件，而场效应管是电压控制元件? 【答】晶体管可以用基极电流来控制集电极,因为基极电流的微小变化，会引起集电极电流的变化，所以是电流控制元件;如果改变场效应的栅源电压UGS，那么沟道的导电能力改变，漏极流ID改变，即可用栅源电压控制漏极电流，是电压控制元件。返回下一题上一题8.6(2)试说明NMOS管与PMOS管，E

型管和D

型管的主要区别。【答】NMOS管的衬底为P型硅衬底，导电沟道为电子型，工作时，漏源电压为UDS>0，栅源电压UGS>UGS〔th〕或UGS〔off〕，其中开启电压UGS〔th〕>0，夹断电压UGS〔off〕<0。PMOS管底衬底为N型硅衬底，导电沟道为空穴型，工作时，漏源电压UGS<0，栅源电压UGS<UGS〔th〕或UGS〔off〕，其中开启电压UGS〔th〕<0，夹断电压UGS〔off〕>0。NMOS管和PMOS工作原理相同，工作电压极性相反。E型管为增强型，导电沟道是依靠栅源电压UGS建立起来的，反型层导电沟道形成的临界电压称为开启电压UGS〔th〕。D型管为耗尽型，具有自建的导电沟道。反型层导电沟道消的临界电压称为夹断电压UGS〔off〕。返回下一题上一题

8.6(3)某场效应晶体管，当UGS>3V，UDS>0时，才会产生ID。试问该晶体管是四种场效应晶体管中的

哪一种。【答】由上题结论可知应为E

型NMOS管。返回下一题上一题8.6(4)试画出UDS>UGS(th)，UGD

=UGS(th)时，E型NMOS管中导电沟道的形状。【答】当UGS>UGS(th)，UGD=UGS(th)

时，在漏极端，沟道刚好处于形成和消失的临界状态，故导电沟道的形状如图8.6所示。图8.6返回下一题上一题

8.8(1)在图8.7(教材图8.8.3)所示可控整流电路中，增加控制角α时，导通θ增加还是减少？负载直流电压如何变化？【答】α增大时，θ减小，负载直流电压UO减小。图8.7返回下一题上一题

8.8(2)图8.7(教材8.8.3)所示电路中，α=60°和120°时，负载电压UO的最大值是否相同?图8.7图8.8返回下一题上一题

8.8(3)试画出将图8.9(教材图8.8.5)所示交流调压电路改用两个普通晶闸管来代替的电路。图8.9【答】电路如图8.10所示图8.10返回下一题上一题

8.8(4)图8.11(教材图8.8.6)所示直流调压电路可否简单地用普通晶闸管实现?【答】不能。因为用普通晶闸管代替可关断晶闸管时，因其阳极电压总是大于零，即使UG<0，晶闸管也不能关断，而可关断晶体管是一个直流开关元件，其关断只由UG

决定，UG

<0时，就可关断。图8.11返回下一题上一题练习题返回下一页返回下一页上一页8.2.1图8.12(教材8.01)所示电路中的UA=0V，UB=1V，试求下述情况下输出端的电压UF。〔1〕二极管为理想二极管；〔2〕二极管为锗二极管；〔3〕二极管为硅二极管。8.2.2图8.13(a)(教材图8.02)所示电路中的二极管为理想二极管，E=3V，，试画出电压UO的波形。图8.12返回下一页上一页8.2.3在图8.14〔a〕〔教材图8.03〕所示电路中，D1和D2为理想二极管，U1=U2=1V，，试画出输出电压uo的波形。图8.14返回下一页上一页8.2.4在图8.15〔a〕(教材图8.04)所示电路中，设二极管为理想二极管，且V两个灯泡皆为220V，40W。(1)画出uO1和uO2的波形；(2)哪盏灯泡亮些？为什么？在单相桥式整流电路中，U2=30V，，试选择电路中的二极管。图8.15（a）返回下一页上一页8.2.6图8.16(a)(教材图8.05)为一单相半波整流电路，试求：〔1〕uO的波形；〔2〕UO与U2的关系；〔3〕ID与IO的关系；〔4〕URm与U2的关系。图8.16（a）返回下一页上一页8.2.7图8.17〔a〕(教材图8.06)为一全波整流电路，试求：〔1〕在交流电压的正，负半周内,电流流通的路径；〔2〕负载电压uO的波形。图8.17(a)返回下一页上一页8.2.8在图8.4[教材8.2.8(a)]所示的单相桥式整流电容滤波电路中，交流电源频率f=50Hz，U2=15V，RL=300。试求：(1)负载直流电压和直流电流;〔2〕选择整流元件和滤波电容;(3)电容失效〔断路〕和RL断路时的UO。8.2.9一单相桥式整流电容滤波电路，U2=40V，试分析判断如下几种情况下，电路是否发生故障？假设有故障应该是哪些元件损坏引起的：(1)UO=48V；(2)UO=36V；(3)UO=56.6V。返回下一页上一页8.3.1现有两个稳压管DZ1和DZ2，稳定电压分别是4.5V和9.5V，正向电压降都是0.5V，试求图8.18(教材图8.07)各电路中的输出电压UO

。图8.18返回下一页上一页8.3.2图8.19〔教材图8.08〕所示稳压电路，稳压管的UZ＝10V，Izmax＝23mA。试问稳压关的电流IZ是否超过Izmax？假设超过了怎么办？8.4.1试用一个CW7805和一个CW7905三端集成稳压器组成一个可输出±5V的电路〔电路中要包含变压器和整流滤波电路〕。8.5.1图8.21〔教材图8.09〕为某晶体管的输出特性曲线,试求:UCE＝10V时，〔1〕IB从0.4mA变到0.8mA；从0.6mA变到0.8mA两种情况下的动态电流放大系数；〔2〕IB等于0.4mA和0.8mA两种情况下的静态电流放大系数。图8.19图8.21返回下一页上一页8.5.2试问在图8.22〔教材图8.10〕所示各电路中，晶体管工作于什么状态？8.6.1有一场效应晶体管，在漏源电压保持不变的情况下，栅源电压UGS

变化了3V时，相应的漏极电流变化2mA，试问该管的跨导是多少？图8.22返回下一页上一页8.8.1一单相桥式半控整流电路，，输入交流电压U2＝100V，求α为和时的输出直流电压和电流。

8.8.2一单相桥式半控整流电路，需直流电压100V，现直接由220V交流电网供电，试求晶体管的控制角和导通角。一单相桥式半控整流电路，要求直流输出电压UO在40～90V的范围内可调，求输入交流电压和控制角的变化范围。返回下一题【解】由于UA<UB，即加在二极管DB上的正向电压大于加在二极管DA上的正向电压，所以DB优先导通。DB导通后:〔1〕二极管如为理想二极管，即正向电压降UD＝0V，因而UF＝UB－UD＝〔1－0〕＝1V。使得DA承受反向电压而截止，从而割断了UA对UF的影响。8.2.1图8.12(教材8.01)所示电路中的UA=0V，UB=1V，试求下述情况下输出端的电压UF。〔1〕二极管为理想二极管；〔2〕二极管为锗二极管；〔3〕二极管为硅二极管。图8.12练习题解答下一页〔2〕二极管如为锗二极管，设正向电压降UD＝0.3V，那么〔3〕二极管如为硅二极管，设正向电压降UD＝0.7V，那么返回下一题上一页

ui>E

＝3V时，二极管D截上，电路中无电流，uO＝E＝3V。ui<E＝3V时，二极管D导通，uO＝ui。故该电路为单向限幅电路。【解】uO波形如图8.13〔b〕中的实线局部所示。图8.138.2.2图8.13(a)(教材图8.02)所示电路中的二极管为理想二极管，E=3V，，试画出电压UO的波形。返回下一题下一页上一题上一页

在输入信号ui的负半周期，二极管D1截止，D2的状态那么取决于ui与U2的相对大小。当ui<U2时，D2导通，uO＝U2＝1V；当ui>U2时，D2截止，uO＝ui。可见，这是一个双向限幅电路，输出信号uO的波形如图8.14〔b〕中实线局部所示。返回下一题上一题图8.14〔a〕【解】在输入信号ui的正半周期，二极管D2截止，D1的状态那么取决于ui与U1的相对大小，当ui>U1时，D1导通，uO＝U1＝1V；当ui<U1时，D1截止，uO＝ui。图8.14〔b〕8.2.3在图8.14〔a〕〔教材图8.03〕所示电路中，D1和D2为理想二极管，U1=U2=1V，，试画出输出电压uo的波形。返回下一题上一题图8.15（a）【解】在ui的半周期时，输入信号ui>0，二极管D正向导通，灯泡两端电压；图8.15〔b〕8.2.4在图8.15〔a〕(教材图8.04)所示电路中，设二极管为理想二极管，且V两个灯泡皆为220V，40W。(1)画出uO1和uO2的波形；(2)哪盏灯泡亮些？为什么？返回下一题下一页上一题上一页在ui的负半周期时，输入信号ui<0，D反向截止，由于两灯泡皆为220V，40W，那么电源电压平均分配在两灯泡上，uO1＝uO2＝〔220。波形如图8.15〔b〕所示。〔2〕由于灯泡EL2在正负半周都有电流流过，所产生的热效应高，所以灯泡EL2比灯泡EL1亮一些。返回下一题上一题【解】可选用2CZ53B〔IF＝300mA，UR＝50V〕。在单相桥式整流电路中，U2=30V，，试选择电路中的二极管。返回下一题上一题图8.16（a）图8.16〔b〕【解】（1）设变压器二次绕组的电压，当0≤ωt＜π时，二极管D正向导通，电流经二极管D流过负载RL；当π≤ωt＜2π时，二极管D反向截止，负载上没有电流。8.2.6图8.16(a)(教材图8.05)为一单相半波整流电路，试求：〔1〕uO的波形；〔2〕UO与U2的关系；〔3〕ID与IO的关系；〔4〕URm与U2的关系。返回下一题下一页上一题因此，尽管电压u2是交变的，由于二极管D的单向导电性，在负载上得到了方向不变而大小随时间变化的电压，这样的电压称半波脉动电压。波形如图8.16〔b〕所示。〔2〕负载直流电压平均值〔3〕二极管电流也就是负载电流，其平均值为〔4〕在负半周期，整流元件D所受的最大反向电压返回下一题上一题上一页图8.17〔a〕图8.17〔b〕8.2.7图8.17〔a〕(教材图8.06)为一全波整流电路，试求：〔1〕在交流电压的正，负半周内,电流流通的路径；〔2〕负载电压uO的波形。返回下一题下一页上一题【解】(1)在0≤ωt＜π半个周期内，电压a

电位最高，b点电位最低。此时二极管D1承受正向电压而导通，二极管D2承受反向电压而截止，电流自a点经D1通过负载RL而由O点返回。在π≤ωt＜2π半个周期内，a点电位最低，b点电位最高，此时D1反向截止，D2正向导通，电流自b点经D2通过负载RL而由O点返回。可见，当电源电压交变一次，两只二极管在正，负半周各自轮流通，从而使负载得到了单向流动的全波脉动电流和电压。

〔2〕波形如图8.17〔b〕所示。返回下一题上一题上一页【解】〔1〕负载直流电压

〔2〕二极管平均电流

图8.48.2.8在图8.4[教材8.2.8(a)]所示的单相桥式整流电容滤波电路中，交流电源频率f=50Hz，U2=15V，RL=300。试求：(1)负载直流电压和直流电流;〔2〕选择整流元件和滤波电容;(3)电容失效〔断路〕和RL断路时的UO。负载直流电流一般取返回下一题下一页上一题(3)电容失效，电路相当于无电容滤波的整流电路，那么负载直流电压上一页查教材附录Ⅲ选2CZ52A(IF＝100mA，UR＝25V〕二极管作整流元件。由式电容耐压需大于