半導體二極管及其基本電路習題答案

1、第1章 半導體二極管及其基本電路1-1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型半導體中如果摻入足夠量的三價元素，可將其改型為P型半導體。（ ） （2）因為N型半導體的多子是自由電子，所以它帶負電。（ ） （3）PN結(jié)在無光照、無外加電壓時，結(jié)電流為零。（ ）1-2、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 。 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 C 。 A. ISeU B. C. （3）穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)是其工作在 C 。 A. 正向?qū)?B.反向截止 C.反向擊穿（4）在本征半導體中加入

2、 A 元素可形成N型半導體，加入 C 元素可形成P型半導體。 A. 五價 B. 四價 C. 三價 （5）當溫度升高時，二極管的反向飽和電流將 A 。 A. 增大 B. 不變 C. 減小 1-3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。因為二極管的正向電流與其端電壓成指數(shù)關(guān)系，當端電壓為1.5V時，管子會因電流過大而燒壞。 1-4 電路如圖P1-4所示，已知ui10sint(v)，試畫出ui與uO的波形。設(shè)二極管正向?qū)妷嚎珊雎圆挥嫛?圖P1-4 解圖P1-4 解：ui和uo的波形如解圖P1-4所示。 1-5電路如圖P1-54所示，已知ui5sint (V)，二極管導

3、通電壓UD0.7V。試畫出ui與uO的波形，并標出幅值。 圖P1-5 解圖P1-5 解：波形如解圖P1-5所示。 1-6 電路如圖P1-6（a）所示，其輸入電壓uI1和uI2的波形如圖（b）所示，二極管導通電壓UD0.7V。試畫出輸出電壓uO的波形，并標出幅值。圖P1-6解：uO的波形如解圖P1-6所示。解圖P1-6 1-7電路如圖P1-7所示，二極管導通電壓UD0.7V，常溫下UT26mV，電容C對交流信號可視為短路；ui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 ID（VUD）/R2.6mA其動態(tài)電阻 rDUT/ID10故動態(tài)電流有效值 I

4、dUi/rD1mA 圖P1-7 1-8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?.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：（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。 1-9 已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ6V，穩(wěn)定電流的最小值IZmin5mA，最大功耗PZM150mW。試求圖P1-9所示電路中電阻R的取值范圍。 解：穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流 IZMPZM/UZ25mA電阻R的電流為IZMIZmin，所以

5、其取值范圍為 圖P1-9 1-10已知圖P1-10所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ6V，最小穩(wěn)定電流IZmin5mA，最大穩(wěn)定電流IZmax25mA。 （1）分別計算UI為10V、15V、35V三種情況下輸出電壓UO的值； （2）若UI35V時負載開路，則會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?為什么？解：（1）當UI10V時，若UOUZ6V，則穩(wěn)壓管的電流為4mA，小于其最小穩(wěn)定電流，所以穩(wěn)壓管未擊穿。故 當UI15V時，穩(wěn)壓管中的電流大于最 圖P1-10小穩(wěn)定電流IZmin，所以 UOUZ6V 同理，當UI35V時，UOUZ6V。 （2）29mAIZM25mA，穩(wěn)壓管將因功耗過大而損壞。 1-11 在圖P1-11所

6、示電路中，發(fā)光二極管導通電壓UD1.5V，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？ 解：（1）S閉合。（2）R的范圍為 圖P1-111-12 電路如圖P1-12（a）、（b）所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ3V，R的取值合適，uI的波形如圖（c）所示。試分別畫出uO1和uO2的波形。圖P1-12解：波形如解圖P1-12所示解圖P1-121-13 在圖P1-13所示的電路中，交流電源的電壓 U 為 220V ，現(xiàn)有三只半導體二極管 D 1 、 D 2 、 D 3 和三只 220V 、 40W 燈泡 L 1 、 L 2 、 L

7、3 接在該電源上。試問哪只（或哪些）燈泡發(fā)光最亮？哪只（或哪些）二極管承受的反向電壓最大？ 圖P1-12解：L2最亮，D2反向電壓最大。1-14圖p1-14所示電路中，正弦波電源的電壓幅值為 2V , 二極管的死區(qū)電壓為 0.5V 。試求在正弦波電源的一個周期 T 中，各二極管導通時間占 T 的幾分之幾？在這兩個電路中，二極管承受的反向電壓峰值各為多大？ 圖p1-14解 : 圖(a)所示電路中的二極管n始終不導通，導電角為零，承受的反向電壓峰值為4v;圖(b)所示電路中的二極管D在正弦波電源一個周期中的導通時間為半個周期，即導電角為180。，承受的反向電壓峰值為1.5v。1-15 用萬用表測量

8、二極管的正向直流電阻RF，選用的量程不同，測得的電阻值相差很大?，F(xiàn)用 MF30 型萬用表測量某二極管的正向電阻，結(jié)果如下表，試分析所得阻值不同的原因。 電阻量程 1 10 100 1K 測得電阻值31210 1.1 K11.5 K解: 由于萬用表測量電阻時不同量程的內(nèi)阻不同，以及二極管的正向電阻也是一個非線性電阻所致。1-16本題圖中， u 為正弦交流電壓，幅值為 100V ，設(shè) D 為理想的二極管， R= 100 。試求 R 兩端電壓的直流分量及 R 中所消耗的功率各為多大？解: R兩端的電壓有效值為 故R消耗的功率為1-17 某三相半波整流電路如本題圖所示。設(shè)三相交流電壓 u A 、 u

9、B 、 u C 對稱，各二極管性能理想。求各個二極管在交流電壓的一個周期 T 中，導通時間對應(yīng)的相位角（即導電角）為多少度 ？并畫出一個周期中輸出電壓的波形。 圖p1-17解:各個二極管在交流三相電源的每個周期中導通的相位角均為120度,電壓波形如圖所示.1-18 本題圖中， L 1 、 L 2 是繼電器 J 1 、 J 2 的吸引線圈，它們的直流電阻均為 10k，當流過的電流大于 2mA 時，繼電器才能動作。試判斷，對于這一電路在下列四種答案種，哪個是正確的。(a) D 1 導通， J 1 動作； (b) D 2 導通， J 1 動作； (c) D 1 導通， J 2 動作； (d) D 2 導通， J 2 動作。