模電習(xí)題1章,常用半導(dǎo)體器件題解

1、模電習(xí)題1章,常用半導(dǎo)體器件題解 章 第一章 常用半導(dǎo)體器件 自 自 測 題 一、判斷下列說法是否正確，用"'和"'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?yàn)?n 型半導(dǎo)體的多子是自由電子，所以它帶負(fù)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(yùn)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 r gs

2、大的特點(diǎn)。（ ） （6）若耗盡型 n 溝道 mos 管的 u gs 大于零，則其輸入電阻會明顯變小。（ ） 解 解：（1） （2） （3） （4） （5） （6） 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 。 a. i s e u b. tu ui es c. ) 1 e (stu ui （3）穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)是其工作在 。 a. 正向?qū)?b.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、

3、后者反偏 c. 前者正偏、后者也正偏 （5）u gs 0v 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(qiáng)型 mos 管 c. 耗盡型 mos 管 ： 解：（1）a （2）c （3）c （4）b （5）a c 三、寫出圖 t1.3 所示各電路的輸出電壓值，設(shè)二極管導(dǎo)通電壓 u d 0.7v。 圖 t1.3 ： 解： u o1 1.3v，u o2 0，u o3 1.3v，u o4 2v，u o5 1.3v， u o6 2v。 四、已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值 u z 6v，穩(wěn)定電流的最小值 i zmin 5ma。求圖 t1.4所示電路中 u o1 和 u o2 各為多少伏。 圖 t1.4

4、解：u o1 6v，u o2 5v。 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 p cm 200mw，試畫出它的過損耗區(qū)。 圖 t1.5 解 圖 t1. 5 解：根據(jù) p cm 200mw 可得：u ce 40v 時 i c 5ma，u ce 30v 時 i c6.67ma，u ce 20v 時 i c 10ma，u ce 10v 時 i c 20ma，將各點(diǎn)連接成曲線，即為臨界過損耗線，如解圖 t1.5 所示。臨界過損耗線的左邊為過損耗區(qū)。 六、電路如圖 t1.6 所示，v cc 15v， 100，u be 0.7v。試問： （1）r b 50k時，u o ？ （

5、2）若 t 臨界飽和，則 r b ？ ： 解 ：（1） r b 50k時，基極電流、集電極電流和管壓降分別為 26bbe bbb=-=ru via v 2ma 6 . 2 c c cc ceb c= - = =r i v ui i b 所以輸出電壓 u o u ce 2v。 圖 t1 .6 （2）設(shè)臨界飽和時 u ces u be 0.7v，所以 w »-= =-=k 4 . 45a 6 . 28ma 86 . 2bbe bbbcbcces ccciu vriiru vimb 七測得某放大電路中三個 mos 管的三個電極的電位如表 t1.7 所示，它們的開啟電壓也在表中。試分析各管的

6、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 表 t1.7 管 管 號 u gs （ th ） /v u s /v u g /v u d /v 態(tài) 工作狀態(tài) t 1 4 5 1 3 t 2 4 3 3 10 t 3 4 6 0 5 ： 解：因?yàn)槿还茏泳虚_啟電壓，所以它們均為增強(qiáng)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。 表 解表 t1.7 管 管 號 u gs （ th ） /v u s /v u g /v u d /v 態(tài) 工作狀態(tài) t 1 4 5 1 3 恒流區(qū) t 2 4 3 3 10 截止區(qū) t 3 4 6 0 5 可變電

7、阻區(qū) 習(xí) 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) i b 從 12a 增大到 22a 時，i c 從 1ma 變?yōu)?2ma，那么它的 約為 。 a. 83 b. 91 c. 100 （4）當(dāng)場效應(yīng)管的漏極直流電流 i d 從 2ma 變?yōu)?4ma 時，它的低頻跨導(dǎo) g m 將 。 a.增大 b.不變 c.減小 ： 解：（1）a ，c （2）a （3）c

8、（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?yàn)槎O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 u i 10sin t(v)，試畫出 u i 與 u o 的波形。設(shè)二極管正向?qū)妷嚎珊雎圆挥嫛?圖 p1.3 解 圖 p1.3 解：u i 和 u o 的波形如解圖 p1.3 所示。 1.4 電路如圖 p1.4 所示，已知 u i 5sin t (v)，二極管導(dǎo)通電壓 u d 0.7v。試畫出 u i 與 u o 的波形，并標(biāo)出幅值。 圖 p1.4 解 圖 p1.4 解：

9、波形如解圖 p1.4 所示。 1.5 電路如圖 p1.5（a）所示，其輸入電壓 u i1 和 u i2 的波形如圖（b）所示，二極管導(dǎo)通電壓 u d 0.7v。試畫出輸出電壓 u o 的波形，并標(biāo)出幅值。 圖 p1.5 ： 解：u o 的波形如解圖 p1.5 所示。 解 圖 p1. 5 1.6 電路如圖 p1.6 所示，二極管導(dǎo)通電壓 u d 0.7v，常溫下 u t 26mv，電容 c 對交流信號可視為短路；u i 為正弦波，有效值為 10mv。 試問二極管中流過的交 流電流有效值為多少？ 解：二極管的直流電流 i d （vu d ）/r2.6ma 其動態(tài)電阻 r d u t /i d 10

10、 故動態(tài)電流有效值 i d u i /r d 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)妷簽?0.7v。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 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 u z 6v，穩(wěn)定電流的最小值 i zmin 5ma，最大功耗 p zm 150mw。試求圖 p1.8 所示電路中電阻 r 的取值

11、范圍。 解：穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流 i zm p zm /u z 25ma 電阻 r 的電流為 i zm i zmin ，所以其取值范圍為 w =-= k 8 . 1 36 . 0zz iiu ur 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 u z 6v，最小穩(wěn)定電流i zmin 5ma，最大穩(wěn)定電流 i zmax 25ma。 （1）分別計算 u i 為 10v、15v、35v 三種情況下輸出電壓 u o 的值； （2）若 u i 35v 時負(fù)載開路，則會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?為什么？ ： 解：（1）當(dāng) u i 10v 時，若 u o u z 6v，則穩(wěn)壓管的電流為 4ma，小

12、于其最小穩(wěn)定電流，所以穩(wěn)壓管未擊穿。故 v 33 . 3illo» ×+= ur rru 當(dāng) u i 15v 時，穩(wěn)壓管中的電流大于最 圖 p1.9 小穩(wěn)定電流 i zmin ，所以 u o u z 6v 同理，當(dāng) u i 35v 時，u o u z 6v。 （2） = - = r u u i ) (z i d z29mai zm 25ma，穩(wěn)壓管將因功耗過大而損壞。 1.10 在圖 p1.10 所示電路中，發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓 u d1.5v，正向電流在 515ma 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？ ：

13、解：（1）s 閉合。 （2）r 的范圍為 。 w = - =w » - =7 0 0 ) (2 3 3 ) (d m i n d m a xd m a x d m i ni u v ri u v r 圖 p1.10 1.11 電路如圖 p1.11（a）、（b）所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 u z 3v，r 的取值合適，u i 的波形如圖（c）所示。試分別畫出 u o1 和 u o2 的波形。 圖 p1.11 ： 解：波形如解圖 p1.11 所示 解 圖 p1.11 1.12 在溫度 20時某晶體管的 i cbo 2a，試問溫度是 60時 i cbo？ 解：60時 i cbo 5c 20 c

14、bo ） （ ° ti 32a。 1.13 有兩只晶體管，一只的 200，i ceo 200a；另一只的 100，i ceo 10a，其它參數(shù)大致相同。你認(rèn)為應(yīng)選用哪只管子？為什么？ 解：選用 100、i cbo 10a 的管子，因其 適中、i 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(shí)際方向，并在圓圈中畫出管子。 圖 p1.14 ： 解：答案如解圖 p1.14 所示。 解 圖 p1.14 1.15 測得放大電路中六只晶

15、體管的直流電位如圖 p1.15 所示。在圓圈中畫出管子，并分別說明它們是硅管還是鍺管。 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 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 上 e c e b c b 中 b b b e e e 下 c e c c b c 管型 pnp npn npn pnp pnp npn 材料 si si si ge ge ge 1.16 電路如圖 p1.16 所示，晶體管導(dǎo)通時 u be 0.7v， =50。試分析v bb 為 0v、1v、1.5v 三種情況下 t 的工作狀態(tài)及輸出電壓 u o 的值

16、。 ： 解：（1）當(dāng) v bb 0 時，t 截止，u o 12v。 （2）當(dāng) v bb 1v 時，因?yàn)?60bbeq bbbq=-=ru vi a v 9ma 3 c cq cc obq cq= - = =r i v ui i b 所以 t 處于放大狀態(tài)。 （3）當(dāng) v bb 3v 時，因?yàn)?160bbeq bbbq=-=ru vi a 圖 p1.16 be c cq obq cqma 8 u r i v ui icc - = = b 所以 t 處于飽和狀態(tài)。 1.17 電路如圖 p1.17 所示，試問 大于多少時晶體管飽和？ 解：取 u ces u be ，若管子飽和，則 c bcbe cc

17、bbe cc r rru vru vbb=-=-× 所以， 100cb= ³rrb 時，管子飽和。 圖 p1.17 1.18 電路如圖 p1.18 所示，晶體管的 50，|u be |0.2v，飽和管壓降|u ces |0.1v；穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 u z 5v，正向?qū)妷?u d 0.5v。試問：當(dāng) u i0v 時 u o ？當(dāng) u i 5v 時 u o ？ 解：當(dāng) u i 0 時，晶體管截止，穩(wěn)壓管擊穿，u o u z 5v。 當(dāng) u i 5v 時 ， 晶 體 管 飽 和 ， u o 0.1v。因?yàn)?ma 24a 480b cbbe ib= =-=i iru uib c

18、c c c cc ecv r i v u - = 圖 p1.18 1.19 分別判斷圖 p1.19 所示各電路中晶體管是否有可能工作在放大狀態(tài)。 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 i dss 2ma，u gs （ off ） 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 2g s ( t h )gsdss d) 1 (uui i - = 逐點(diǎn)求出確定的 u gs 下的 i d ，可近似畫出轉(zhuǎn)移特性和輸出特性；在輸出特性中，將各條曲線上 u gd u gs （ off ） 的點(diǎn)連接起來，便為予夾斷線；如解圖 p1.20所示。 解 圖 p1.20 1.21 已知放大電路中一只 n 溝道場效應(yīng)管三個極、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(qiáng)型、耗盡型），并說明 、與 g、s、d 的對應(yīng)關(guān)系。 解：管子可能是增強(qiáng)型管、耗盡型管和結(jié)型管，三個極、與 g、s、d 的對應(yīng)關(guān)系如解圖 p1.21 所示。