電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)第4章答案

1、第4章半導(dǎo)體器件習(xí)題解答習(xí)4.1計(jì)算題4.1圖所示電路的電位UY。（1）UA=UB=0時(shí)。（2）UA=E, UB=0時(shí)。（3） UA=UB=E 時(shí)。題解：此題所考查的是電位的概念以及二極管應(yīng)用的有關(guān)知識(shí)。假設(shè)圖中二極管為理想二極 管，可以看出A、B兩點(diǎn)電位的相對(duì)高低影響了 DA和DB兩個(gè)二極管的導(dǎo)通與關(guān)斷。當(dāng) A、B兩點(diǎn)的電位同時(shí)為0時(shí)，DA和DB兩個(gè)二極管的陽(yáng)極和陰極（UY）兩端電位同 時(shí)為0,因此均不能導(dǎo)通；當(dāng)UA=E, UB = 0時(shí)，DA的陽(yáng)極電位為E,陰極電位為0（接地），根據(jù)二極管的導(dǎo)通條件，DA此時(shí)承受正壓而導(dǎo)通，一旦DA導(dǎo)通，則UY 0,從而使DB承受反壓（UB=0）而截止；當(dāng)

2、UA=UB=E時(shí)，即DA和DB的陽(yáng) 極電位為大小相同的高電位，所以兩管同時(shí)導(dǎo)通，兩個(gè)1kQ的電阻為并聯(lián)關(guān)系。本題解答 如下：（1）由于UA=UB = 0, DA和DB均處于截止?fàn)顟B(tài)，所以UY = 0；9kQ - E 9 = E； 1kQ + 9kQ 10 18 2 x 9kQ - E = E。（3）由于 UA=UB=E, DA 和 DB 同時(shí)導(dǎo)通，因此 UY= 2 x 9kQ + 1kQ 19（2）由UA=E, UB = 0可知，DA導(dǎo)通，DB截止，所以UY= 4.2在題4.2圖所示電 路中，設(shè)VD為理想二極管，已知輸入電壓uI的波形。試畫(huà)出輸出電壓uO的波形圖。 題4.1圖題4.2圖解：此題

3、的考查點(diǎn)為二極管的伏安特性以及電路的基本知識(shí)。首先從（b）圖可以看出，當(dāng) 二極管D導(dǎo)通時(shí)，電阻為零，所以u(píng)o=ui；當(dāng)D截止時(shí)，電 第4章半導(dǎo)體器件習(xí)題解答阻為無(wú)窮大，相當(dāng)于斷路，因此uo=5V,即是說(shuō)，只要判斷出D導(dǎo)通與否，就可以判斷 出輸出電壓的波形。要判斷D是否導(dǎo)通，可以以接地為參考點(diǎn)（電位零點(diǎn)），判斷出D 兩端電位的高低，從而得知是否導(dǎo)通。uo與ui的波形對(duì)比如右圖所示：4.3 同？試比較硅穩(wěn)壓管與普通二極管在結(jié)構(gòu)和運(yùn)用上有何異答：硅穩(wěn)壓管與普通二極管在結(jié)構(gòu)是一樣的，都有一個(gè)PN結(jié)，引出兩個(gè)電極，但由于做PN 結(jié)的工藝不同，二者在運(yùn)用中就不相同，硅穩(wěn)壓管可以工作在反向擊穿區(qū)而普通二極管

4、就 不能工作在反向擊穿區(qū)，如果外加反向電壓小于穩(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓管可作二極管使用。4.4 二極管電路如題4.4圖所示，試判斷圖中的二極管是導(dǎo)通還是截止，并求出A、O兩點(diǎn) 間的電壓UO。圖中二極管均為硅管，正向壓降取0.7V。題4.4圖解：解題思路：假設(shè)二極管斷開(kāi)，取O點(diǎn)為參考點(diǎn)，判斷二極管的陽(yáng)極點(diǎn)和陰極點(diǎn)電位高 低，如果陽(yáng)極電位高于陰極電位0.7V以上，則二極管導(dǎo)通，否則截止。（a）假設(shè)VD斷 開(kāi)，因其陽(yáng)極點(diǎn)電位（6V）高于陰極點(diǎn)電位（0V），可知VD處于導(dǎo)通 狀態(tài),UO=6-0.7=5.3V；（b） VD1 導(dǎo)通，VD2 截止，UO 被鉗位在 0.7V； （c） VD 導(dǎo)通，UO=12-0.7=

5、11.3V； （d） VD1, VD2均截止，UO=-6V 4.5在題4.5圖所示的電路中，ui = 10sin st V , E=5V,試 分別畫(huà)出輸出電壓uO的波形。二極管的正向壓降可忽略不計(jì)。第4章半導(dǎo)體器件習(xí)題解答解：解題方法：1.判斷二極管導(dǎo)通與截止條件。假設(shè)二極管斷開(kāi)，根據(jù)二極管兩端電位高低 判斷二極管何時(shí)導(dǎo)通，何時(shí)截止。2.分別分析二極管導(dǎo)通與截止的情況下輸出電壓值。具 體分析過(guò)程：（a）當(dāng)ui5V時(shí)，二極管導(dǎo)通，uo=5V； TOC o 1-5 h z （b）當(dāng)ui5V時(shí)，二極管截止，uo=5V；（c）當(dāng)ui5V時(shí)，二極管截止，uo=ui；（d）當(dāng)ui5V時(shí)，二極管導(dǎo)通，uo=

6、ui。輸出電壓uo波形如下圖： uo/V 5 0 -10（a）（b）uo/V 10 5 0 3t 3t（c）（d）4.6在題4.5圖所示的電路中，ui = 10sin t V，E=2V，試分別畫(huà)出輸出電壓uO的波形。 二極管的正向壓降仍可忽略不計(jì)。解：參考題4.54.7特性完全相同的穩(wěn)壓管2CW15, UZ=8.2V，接成如題4.7圖所示的電路，各電路輸 出電壓UO是多少？電流I是多少？（硅穩(wěn)壓管的正向壓降取0.7V）。題4.5圖第4章半導(dǎo)體器件習(xí)題解答題4.7圖解：由已知，穩(wěn)壓管UZ=8.2V，正向壓降0.7V，如果兩個(gè)穩(wěn)壓管串聯(lián)，UO為二者電壓之 和，如果并聯(lián)，因?yàn)槎O管的鉗位作用，UO為

7、電壓值較低的穩(wěn)壓管的電壓，由此可得：（a） UO=8.2+0.7=8.9V，I=（ 18-8.9）/15004.07mA （b）UO=8.2+8.2=16.4V，I=（ 18-16.4） /500=3.2mA（c）UO=0.7V，I=（18-0.7）/2000=8.65mA（d） 4.8UO=8.2V，I=（18-8.2）/1000=9.8mA有兩個(gè)穩(wěn)壓管VDZ1和VDZ2，其穩(wěn)定電壓分別為5.5V和8.5V，正向壓降都是0.5V。 如果要得到0.5V、和14V幾種穩(wěn)定電壓，3V 6V 9V這兩個(gè)穩(wěn)壓管及限流電阻應(yīng) 如何連接？請(qǐng)畫(huà)出各個(gè)電路圖。解：參考題4.7。4.9在題4.9圖所示電路中，E

8、=20V，R1=900Q，R2=1100Q。穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=10V， 最大穩(wěn)定電流IZM=8A。試求穩(wěn)壓管中通過(guò)的電流IZ是否超過(guò)IZM？如果超過(guò)，應(yīng)如何 解決？題4.9圖解：電阻R1中的電流I1 =電阻R2中的電流I 2 =E - U Z 20 - 10 = = 11.1 （mA） ； 900 R1UZ = 9.09 （mA） ； R2 穩(wěn)壓二極管中的電流 I Z = I1 - I 2 = 2.01mA I ZM = 8mA，沒(méi)有超 過(guò)最大值；如果超過(guò)，則可以增大電阻R1，或者減小電阻R2,也可以另選穩(wěn)壓二極管。4.10有兩個(gè)晶體管分別接在電路中，它們管腳的電位（對(duì)地）分別如下表所示：

9、 晶體管1管腳 電位/V 1 3 2 3.2 3 9管腳 電位/V 1 -6晶體管2 2 -2.6 3 -2 試判斷管子的三個(gè)管腳，并說(shuō)明是硅管還是錯(cuò)管？是NPN型還是PNP型？ 第4章半導(dǎo)體器件習(xí)題解答解：因?yàn)镹PN型管UEUBUBUC,集電極電位 最低，硅管的發(fā)射極與基極的電位差(即管壓降UBE)約為0.6-0.7V,錯(cuò)管約為0.2-0.3V, 由此 可知：晶體管1： NPN型，錯(cuò)管，1E，2B，3C；晶體管2： PNP型， 硅管，1C，2B，3E。4.11某人檢修電子設(shè)備時(shí)，用測(cè)電位的辦法，測(cè)出管腳對(duì)地電位為-6.2V ；管腳對(duì)地電位為-6V；管腳對(duì)地電位為-9V，如題4.11圖所示。試

10、判斷各管腳所屬電極及管子 類(lèi)型。(PNP或NPN)解：分析方法同題4.10，由3個(gè)管腳的電位高低判斷該管為PNP 型，根據(jù)管腳和兩者的電位差值0.2V判斷應(yīng)為錯(cuò)管(硅管應(yīng)為0.6-0.7V)，因?yàn)镻NP 型管UEUBUC,據(jù)此可判定管腳和分別為基極和發(fā)射極，管腳為集電極。4.12兩 個(gè)晶體管的共射極輸出特性曲線如題4.12圖所示。試說(shuō)明哪個(gè)管子的P值大？哪個(gè)管子 的熱穩(wěn)定性好？題4.11圖題4.12圖解：該題考查了晶體管輸出特性和參數(shù)的相關(guān)知識(shí)。(a)由從(a)(b)兩圖可以看出： IB變化相同的值時(shí)，圖中IC變化要更大一些，P =當(dāng)可知(a)圖管子的0值大，熱 穩(wěn)定性差，而(b)圖由于0值小

11、，熱穩(wěn)定性較好。I C AI B4.13一晶體管的極限參數(shù)為PCM=100mW，ICM=20mA，U(BR)CEO=15V，試問(wèn)在下列情況下，哪種是正常工作？ (1) UCE =3V，IC =10mA； 2) UCE =2V，IC =40mA； 3) UCE =6V，IC =20mA。(解：(1)能正常工作。(2)不能正常工作。集電極電流太大。(3) 不能正常工作。其積大于集電結(jié)耗散功率。4.14在題4.14圖所示的各個(gè)電路中，試問(wèn)晶體管工作于何種狀態(tài)？解：計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下 表，設(shè)UBE=0.6V。表中，I C (sat )為晶體管飽和時(shí)的集電極電流，I B為晶體 管臨界飽和狀態(tài)時(shí)的基極電流。第4

12、章半導(dǎo)體器件習(xí)題解答判斷公式 TOC o 1-5 h z 管管管I C ( sat )-U CC RC12mA 0.24mA(6-0.6) /50=0.11mA8 mA 0.2mA(12-0.6) /47=0.24mAIB =I C (sat )UBE00IB狀態(tài)f I B I B，飽和 截止4.15試總結(jié)晶體三極管分別工作在放大、飽和、截止三種工作狀態(tài)時(shí)，三極管中的兩個(gè)PN 結(jié)具有的特點(diǎn)。解：三極管工作在放大工作狀態(tài)時(shí)，集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)下偏。三極管工作在飽和工作狀 態(tài)時(shí)，發(fā)射線和集電結(jié)均正偏。三極管工作在截止工作狀態(tài)時(shí)，發(fā)射線和集電結(jié)均反偏。 4.16題4.16圖所示的電路是一聲光報(bào)警電路。在正常情況下，B端電位為0V；若前接