電子技術(shù)習(xí)題1

1、第一章習(xí)題一、簡答題1 半導(dǎo)體導(dǎo)電和金屬導(dǎo)電有什么不同？答：半導(dǎo)體材料在外加電壓作用下所形成的電流是由自由電子和空穴兩種載流子的運(yùn)動(dòng)形成的。這是但 半導(dǎo)體導(dǎo)電和導(dǎo)體導(dǎo)電機(jī)理的本質(zhì)區(qū)別。2 簡要說明半導(dǎo)體的熱敏特性和光敏特性。答：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，原子與原子之間成形成了共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，在絕對(duì)零度T=OK丨時(shí)，電子被共價(jià)鍵束縛得很緊，不能自由移動(dòng)，因此不能導(dǎo)電。當(dāng)電子受到一定能量的外界激發(fā)，如受熱、受光，這時(shí)電子動(dòng)能增加，就能掙脫共價(jià)鍵的束縛成為自由 電子，同時(shí)形成空穴運(yùn)動(dòng)而形成電流。所以當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，半導(dǎo)體中自由電子和空穴數(shù)量發(fā)生變化，導(dǎo)電性能也發(fā)生變化，稱半導(dǎo)體導(dǎo)電 能力具有熱敏特性。當(dāng)受到外界光

2、照時(shí)，半導(dǎo)體中自由電子和空穴數(shù)量增加，導(dǎo)電性能增強(qiáng)，稱半導(dǎo)體導(dǎo)電能力具有光敏特 性。3 影響雜質(zhì)半導(dǎo)體中多子和少子數(shù)量的主要因素是什么？ 答：摻雜后的半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)，并可以人為控制。在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，多子的濃度主要取決于雜質(zhì)的含量；少子的濃度主要與本征激發(fā)有關(guān)，對(duì)溫度的變化 非常敏感，其大小隨溫度的升高根本上按指數(shù)規(guī)律增大。4 穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)有哪些？選擇穩(wěn)壓二極管時(shí)應(yīng)怎樣考慮？答：穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)有：穩(wěn)定電壓，穩(wěn)定電流，動(dòng)態(tài)電阻，溫度系數(shù)，最大耗散功率。 選擇穩(wěn)壓二極管時(shí)，首先考慮穩(wěn)定電壓和最大耗散功率，在考慮其他參數(shù)。5 畫出單相橋式整流電路及電容濾波單相橋式整流電路。并說

3、明工作原理。 答：單相橋式整流電路：整流電路中的二極管是作為開關(guān)運(yùn)用，具有單向?qū)щ娦?。?dāng)正半周時(shí)二極管 D1、D3導(dǎo)通，在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周。 當(dāng)負(fù)半周時(shí)二極管 D2、D4導(dǎo)通，在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周。 在負(fù)載電阻上正負(fù)半周經(jīng)過合成，得到的是同一個(gè)方向的單向脈動(dòng)電壓。 單相橋式整流電路的波形圖見上圖。電容濾波單相橋式整流電路:圖電容濾波單相橋式整流電路 bb ii a H :>111i1ILU An7Ja假設(shè)電路處于正半周，二極管D1、D3導(dǎo)通，變壓器次端電壓 v2給電容器C充電。此時(shí)C相當(dāng)于并聯(lián)在v2上，所以輸出波形同 v2，是正弦形。在剛過90°時(shí)，正弦曲

4、線下降的速率很慢。所以剛過90°時(shí)二極管仍然導(dǎo)通。在超過 90°后的某個(gè)點(diǎn)，正弦曲線下降的速率越來越快，當(dāng)剛超過指數(shù)曲線起始放電速率時(shí)，二極管關(guān)斷。所以，在t1到t2時(shí)刻，二極管導(dǎo)電，C充電， vc=vl按正弦規(guī)律變化；t2到t3時(shí)刻二極管關(guān)斷，vc=vl按指數(shù)曲線 下降，放電時(shí)間常數(shù)為 RlC。電容濾波過程見上圖。6 單相橋式整流電路中，假設(shè)某一整流管發(fā)生開路、短路或反接三種情況，電路將會(huì)發(fā)生什么問題?圖單相橋式整流電路答：電路如上題圖。1電路處于正半周，二極管 D1、D3應(yīng)導(dǎo)通，但D1開路，回路不通，負(fù)載電阻上得不到正弦波的正 半周。當(dāng)負(fù)半周時(shí)二極管 D2、D4導(dǎo)通，在

5、負(fù)載電阻上只得到正弦波的負(fù)半周。2假設(shè)D1短路，電路處于正半周，二極管 D1、D3應(yīng)導(dǎo)通，負(fù)載電阻上得正弦波的正半周。當(dāng)負(fù)半 周時(shí)二極管D1、D2、D4導(dǎo)通，變壓器次邊被短接，可能燒毀，負(fù)載電阻上得不到正弦波的負(fù)半周。3假設(shè)D1反接，正半周不通，負(fù)半周短接。7 .整流電路、濾波電路的作用是什么？ 答：蒸流電路：將交流電變換為單向脈沖直流電。 濾波電路：濾去整流輸出中的交流分量，即減小波紋，以得到較平滑的直流輸出。、填空題1在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子的濃度主要取決于 有很大關(guān)系。雜質(zhì)的含量，而少數(shù)載流子的濃度那么與 溫度3半導(dǎo)體二極管正偏時(shí)，形成的正向電流較大，稱之為 稱之為 截止 狀態(tài)。導(dǎo)通

6、狀態(tài)；反偏時(shí)，形成的反向電流很小，4直流穩(wěn)壓電源一般由 電源變壓器 、整流電路 、濾波電路 和 穩(wěn)壓電路 四局部組成。三、選擇題1常溫下硅管的死區(qū)電壓是 B。2常溫下鍺管的正向?qū)妷菏茿 。3穩(wěn)壓二極管應(yīng)工作在B 電壓下。A正向；B丨反向4光敏二極管應(yīng)工作在A正向；B丨反向B 電壓下。5在PN結(jié)不加外部電壓時(shí)，擴(kuò)散電流 C漂移電流，A小于；E大于；C等于因而PN 結(jié)中的電流C。A丨只從P區(qū)流向N區(qū)；E只從N區(qū)流向P區(qū)；C等于零15%，流過的電流增大B 丨。A15%;E大于 15%;C小于15% 隨著正向電流的增大，二極管的直流電阻B丨，交流電阻B丨。A增大；E減??；C不變7利用二極管的B可組

7、成整流電路。A丨正向特性；E單向?qū)щ娦?；C反向擊穿特性穩(wěn) 壓二極管工作在C狀態(tài)下，能夠穩(wěn)定電壓。A丨正向?qū)ǎ籈反向截止；C反向擊穿 四、判斷題1 .由于PN結(jié)內(nèi)部存在內(nèi)電場，所以當(dāng)把PN結(jié)兩端短路時(shí)就有電流流過。X2.PN結(jié)外加正向偏置電壓時(shí)，擴(kuò)散電流大于漂移電流?！? 用萬用表不同歐姆檔測量同一只二極管時(shí)，所測得的阻值是不同的。"4用指針式萬用表測量二極管時(shí)，如果測得的電阻值較小，那么黑表筆所接觸的一端是二極管的陽極。5 在N型半導(dǎo)體中，摻入高濃度的三價(jià)雜質(zhì)，可以改型為P型半導(dǎo)體。X6. PN結(jié)的伏安特性方程可以描述 PN結(jié)的正向特性和反向特性，也可以描述其反向擊穿特性。X7在橋

8、式整流電路中， 如用交流電壓表測出變壓器次級(jí)的交流電壓為40V,那么在純電阻負(fù)載兩端用直流電壓表測出的電壓值約為36 V?！拔?、解答題ui為正弦信號(hào)，其幅值大于直流電源電壓。二極1 .在圖1-29中，直流電源電壓 U1=- U2,交流信號(hào) 管為理想二極管，分析電路的功能和工作原理。VD1+UiVD2UoU2+圖 1-29第五題第1小題圖解：對(duì)于圖示電路，輸出電壓 Uo為：Uo Ui-U-UUoUU R U VD 1 U 1 U VD2 UUi U1時(shí)，二極管VD1承受正向電壓導(dǎo)通,二極管 VD2承受反向電壓截止，UVD1 0 , Uo U1;當(dāng)Ui U2時(shí)，二極管VD2承受正向電壓導(dǎo)通，二極管

9、VD1承受反向電壓截止，Uvd2 0, Uo U2 ；二極管正向壓降可忽略不計(jì)，試分別畫出輸出電2 .在圖 1-30 個(gè)電路圖中，E= 5V , Ui= 100sin® t V , 壓Uo的波形。UiVD立+EUoMc+VDR+Ui+Uo(b)Ui(a)-0+0+blVDVD2&+EUoUiUo(c)(d)圖1-30第五題第2小題圖解：a圖所示電路，輸出電壓 Uo為：uo Ui Ur Uvd Eui5V時(shí)，二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通， Uvd 0 , Uo 5V ;Ui5時(shí)，二極管VD承受反向電壓截止，電阻 R中無電流，Ur 0 , Uo Ui。b圖所示電路,輸出電壓 Uo為

10、：uo Uj UVD Ur EUi5V時(shí)，二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通，UVD 0 , Uo Ui ;當(dāng)Ui 5V時(shí)，二極管VD承受反向電壓截止,C圖所示電路，輸出電壓 uo為：uo當(dāng)Ui 5V時(shí)，二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通,當(dāng)Ui 5V時(shí)，二極管VD承受反向電壓截止,d圖所示電路，輸出電壓 uo為：uo 當(dāng)Ui 5V時(shí)，二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通, 當(dāng)Ui 5V時(shí)，二極管VD承受反向電壓截止,電阻R中無電流，uR0 ,u。5V。uiur U VD EUVD0 , uo5V ；電阻R中無電流，ur0 ,u。ui。uiU VDuREUVD 0 , u° ui ；電阻R中無電流，ur0 ,

11、u。5V。3 .有兩個(gè)穩(wěn)壓管 VD1和VD2，其穩(wěn)壓值分別為 5.5V和8.5V，正向壓降都是 0.5 V。如果要得到 0.5 V、3V、6V、9V和14V幾種穩(wěn)定電壓，這兩個(gè)穩(wěn)壓管還有限流電阻應(yīng)該如何聯(lián)接？畫出各個(gè)電 路。解：按如下列圖的各個(gè)電路連接，可分別得到上述幾種不同的穩(wěn)定電壓，圖中的電阻均為限流電阻。VD1巫VD1 一VD26V心二9V14V+VD1 /VD2R 口4 在圖1-31中，試求以下幾種情況下輸出端Y的電位Vy及各元件R, VDa, VDb中通過的電流。1Va= Vb = 0V;2Va=0V; Vb= 3V。二極管的正向壓降忽略不計(jì)。+ 12VDR3.9k QVDaYVD

12、b«圖1-31第五題第4小題圖解：1因?yàn)閂a= Vb= 0V,而+Ucc=+12V ,所以兩個(gè)二極管承受同樣大的正向電壓，都處于導(dǎo)通狀態(tài),均視為短路，輸出端 Y的電位V y為：V y=Va= Vb = 0 V電阻中的電流為：Ir u冬業(yè) ！衛(wèi) 3(mA)；R 3.91 兩個(gè)二極管VDa, VDb中的電流為：Ida I db _Ir 1.5( mA)2因?yàn)閂a =0V; Vb = 3V,而+Ucc=+12V ,所以二極管VDa承受的正向電壓最高，處于導(dǎo)通狀態(tài),可視為短路，輸出端 Y的電位V y為：V y=Va= 0V電阻中的電流為：Ir 皿燈 12 0 3(mA)R 3.9二極管VDa

13、導(dǎo)通后，VDb上加的是反向電壓，因而截止。所以兩個(gè)二極管中的電流為：IDa I r 3(mA) ; I Db 0(mA)5 圖1-32中，試求以下幾種情況下輸出電位Vy及各元件中通過的電流。1Va= +0V; Vb= 0V;2va= +5V; Vb= 0V;3Va= 5V; Vb= 5V。設(shè)二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大。圖1-32 第五題第5小題圖解：1因?yàn)閂a = +0V; Vb = 0V,所以兩個(gè)二極管上的電壓均為0,都處于截止?fàn)顟B(tài)，電阻R中無電流，故：Ida Idb Ir 0(mA)；輸出端 Y 的電位V y 為：V Ur IrR 0(V)2因?yàn)閂a = +5 V; Vb =

14、0V,所以二極管 VDa承受的正向電壓最高，處于導(dǎo)通狀態(tài)，可視為短路，輸出端Y的電位V y為：V y=Va= +4.5V;電阻中的電流為：lR Vy 0.5(mA)R二極管VDa導(dǎo)通后，VDb上加的是反向電壓，因而截止。所以兩個(gè)二極管中的電流為：IDa Ir 0.5(mA) ; l Db 0(mA)3因?yàn)閂a = 5 V; Vb= 5 V,所以兩個(gè)二極管承受同樣大的正向電壓，都處于導(dǎo)通狀態(tài)，均視為短路，輸出端 Y 的電位V y為：Va Vy Vb Vy Vy , V y = 4.74V;119電阻中的電流為：Ir Vy 0.526( mA)R1兩個(gè)二極管VDa, VDb中的電流為：I Da I

15、db Ir 0.263( mA)6 .有一單相橋式整流電路如圖1-13(a)所示，變壓器副邊電壓有效值為U2= 20V，負(fù)載Rl = 100 Q,試求電路的輸出電壓平均值、負(fù)載上流過的電流平均值以及各二極管所承受的最大反向電壓。圖1-13(a)單相橋式整流電路解：單相橋式整流電路的輸出電壓平均值為：Uo 0.9U2=18 V，負(fù)載Rl上流過的電流平均值為：I。 士 0.9U 2 =180 mA，RlRl1流過各個(gè)二極管的電流平均值為：ID 1。=90mA，2各二極管所承受的最大反向電壓為：UdrM. 2U 2 =28 V。7.圖1-33中所示的電容濾波橋式整流電路中，Rl = 40Q, C=1

16、000疔，用交流表量得U2= 20V有效值，現(xiàn)在用直流電壓測量 Rl兩端的電壓，在以下幾種情況下，測得的值各為多少？1C斷開；2Rl斷開；3電路完好；4VD1斷開。圖1-33第五題第7小題圖解：1斷開C,為單相橋式整流電路：Uo 0.9U2=18V ; 2Rl斷開，沒有放電回路：Uo J2U2=V ;3電路完好，C起濾波作用：Uo 1.2U2=24V ；4VD1斷開，為半波整流濾波：Uo U2=20V。8 半導(dǎo)體收音機(jī)需+6V直流電源，試用三端固定式集成穩(wěn)壓器組成+6V穩(wěn)壓源，畫出該電源的電路圖。解：選用CW78系列輸出電壓值為 6V等級(jí)的三端集成穩(wěn)壓器 CW7806，電路圖如下列圖： 輸入為

17、220V、50HZ交流電源，輸出直流電壓為 +6V。9 采用三端固定輸出集成穩(wěn)壓器的直流穩(wěn)壓電源電路如圖1-34所示。1寫出應(yīng)選用的穩(wěn)壓器芯片的型號(hào)名稱。220VU2+ d4+巾1 D2+tciCi=1000 pFC2=0.33 薩C3 =0.1 pCW78< X3C2C3 T1 I Uo=15V圖1-34 第五題第9小題圖 解：1由于輸出直流電壓為 15V，所以選用三端集成穩(wěn)壓器的型號(hào)為 2三端穩(wěn)壓器的壓降為 5V，所以橋式整流并經(jīng)電容濾波的電壓為： 3U1U2，所以U2應(yīng)取1V左右。CW7815 型。Ui=Uo+5=20V。10 .某穩(wěn)壓電源如圖1-35所示，試問：輸出電壓Uo的極性和大小如何？電容器 C1和C2的極性如何？它們的耐壓應(yīng)選多高？負(fù)載電阻Rl的最小值約為多少？如將穩(wěn)壓管VDz接反，后果如何？如果R=0Q,又將如何？第五題第10小題圖圖 1-35Uo解：1輸出電壓的極性上正下負(fù)，其大小為:U。U VDZ15(V)。2電容器C1和C2的極性都是上正下負(fù),C1的耐壓值Vc1