電子技術(shù)(西交大版)教學(xué)教案

第1章半導(dǎo)體存器件

1.1學(xué)習(xí)要求

(1)了解半導(dǎo)體的特性和導(dǎo)電方式，理解PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦浴?/p>

(2)了解半導(dǎo)體二極管、三極管的結(jié)構(gòu)。

(3)理解二極管的工作原理、伏安特性和主要參數(shù)。

(4)理解雙極型三極管的放大作用、輸入和輸出特性及其主要參數(shù)。

(5)了解MOS場效應(yīng)管的伏安特性、主要參數(shù)及其與雙極型三極管的性能比較。

1.2學(xué)習(xí)指導(dǎo)

本章重點(diǎn)：

(1)PN結(jié)的工作原理。

(2)二極管的工作原理、伏安特性和主要參數(shù)。

(3)雙極型三極管的放大作用、輸入和輸出特性及其主要參數(shù)。

本章難點(diǎn)：

(1)半導(dǎo)體二極管的限幅、鉗位等作用。

(2)雙極型三極管的電流分配與電流放大作用。

本章考點(diǎn)：

(1)本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體的相關(guān)概念。

(2)PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦浴?/p>

(3)半導(dǎo)體二極管、穩(wěn)壓管的限幅、鉗位等電路分析。

(4)雙極型三極管的管腳、工作狀態(tài)及放大條件的判別。

1.2.1PN結(jié)

1.半導(dǎo)體的導(dǎo)電特征

半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間。純凈的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體，其導(dǎo)

電能力在不同的條件下有著顯著的差異。本征半導(dǎo)體在溫度升高或受光照射時(shí)產(chǎn)生激

發(fā)，形成自由電子和空穴，使載流子數(shù)目增多，導(dǎo)電能力增強(qiáng)。

雜質(zhì)半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中摻入雜質(zhì)元素形成的，有N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體

2

兩種類型。N型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)元素形成的，自由電子為多數(shù)載流

子，空穴為少數(shù)載流子。P型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)元素形成的，空穴為

多數(shù)載流子，自由電子為少數(shù)載流子。雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力比本征半導(dǎo)體強(qiáng)得多。

2.PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?/p>

在同一硅片兩邊分別形成N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體，交界面處就形成了PN結(jié)。

PN的形成是多數(shù)載流子擴(kuò)散和少數(shù)載流子漂移的結(jié)果。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦裕篜N

結(jié)加正向電壓（P區(qū)接電源正極，N區(qū)接電源負(fù)極）時(shí)，正向電阻很小，PN結(jié)導(dǎo)

通，可以形成較大的正向電流。PN結(jié)加反向電壓（P區(qū)接電源負(fù)極，N區(qū)接電源正

極）時(shí)，反向電阻很大，PN結(jié)截止，反向電流基本為零。

1.2.2半導(dǎo)體二極管

在PN結(jié)的兩端各引出一個電極便構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管。由P區(qū)引出的電極稱為

陽極或正極，由N區(qū)引出的電極稱為陰極或負(fù)極。二極管的核心實(shí)質(zhì)是一個PN結(jié)。

1.二極管的伏安特性

（1）正向特性。正向電壓小于死區(qū)電壓（硅管約為0.5V,錯管約為0.2V）時(shí)二

極管截止，電流幾乎為零。正向電壓大于死區(qū)電壓后二極管導(dǎo)通，電流較大。導(dǎo)通后

的二極管端電壓變化很小，基本上是一個常量，硅管約為0.7V,錯管約為0.3V。

（2）反向特性。反向電壓在一定范圍內(nèi)時(shí)二極管截止，電流幾乎為零。反向電壓

增大到反向擊穿電壓UBR時(shí)，反向電流突然增大，二極管擊穿，失去單向?qū)щ娦浴?/p>

2.二極管的主要參數(shù)

（1）最大整流電流/OM。指二極管長期使用時(shí)允許通過的最大正向平均電流。

（2）反向工作峰值電壓UDRM。指二極管使用時(shí)允許加的最大反向電壓。

（3）反向峰值電流/RM。指二極管加上反向峰值電壓時(shí)的反向電流值。

（4）最高工作頻率加。指二極管所能承受的外施電壓的最高頻率。

二極管在電路中主要用于整流、限幅、鉗位等。整流是將輸入的交流電壓變換為

單方向脈動的直流電壓，限幅是將輸出電壓限制在某一數(shù)值以內(nèi)，鉗位是將輸出電壓

限制在某一特定的數(shù)值上。

3.特殊二極管

（1）穩(wěn)壓管。穩(wěn)壓管的反向擊穿特性曲線比普通二極管陡，正常工作時(shí)處于反

向擊穿區(qū)，且在外加反向電壓撤除后又能恢復(fù)正常。穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)時(shí)，電

流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小，所以能起穩(wěn)定電壓的作

用。如果穩(wěn)壓管的反向電流超過允許值，將會因過熱而損壞，所以與穩(wěn)壓管配合的電

阻要適當(dāng)，才能起穩(wěn)壓作用。穩(wěn)壓管除用于穩(wěn)壓外，還可用于限幅、欠壓或過壓保

護(hù)、報(bào)警等。

（2）光電二極管。光電二極管用于將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵?，正常工作時(shí)處

于反向工作狀態(tài)，沒有光照射時(shí)反向電流很小，有光照射時(shí)就形成較大的光電流。

(3)發(fā)光二極管。發(fā)光二極管用于將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘栞敵?，正常工作時(shí)處

于正向?qū)顟B(tài)，當(dāng)有正向電流通過時(shí)，電子就與空穴直接復(fù)合而發(fā)出光來。

4.二極管應(yīng)用電路的分析方法

(1)判斷二極管是導(dǎo)通還是截止。判斷方法是：假設(shè)將二極管開路，計(jì)算接二

極管陽極處的電位UA和接二極管陰極處的電位UK。當(dāng)將二極管視為理想元件(即

忽略二極管正向壓降和反向漏電流)時(shí)，若UA》UK，則接上二極管必然導(dǎo)通，其兩

端電壓為零。否則接上二極管必然截止，其反向電流為零。當(dāng)計(jì)及二極管的正向壓降

UD時(shí)，若UA-UK》UD，則接上二極管必然導(dǎo)通，其兩端電壓通常硅管取0.7V,倍

管取0.2V。否則接上二極管必然截止，其反向電流為零。

(2)由二極管的工作狀態(tài)畫出等效電路，由于在等效電路中不含二極管，故可

根據(jù)電路分析方法(如支路電流法、疊加定理、戴維南定理等)分析計(jì)算。

例如，在如圖1.1(a)所示電路中，設(shè)二極管VD的正向電阻為零，反向電阻為

無窮大，試求A點(diǎn)電位UA。

將二極管斷開，得電路如圖1.1(b)所示，此時(shí)A、K兩點(diǎn)的電位分別為:

=60x60=40(V)

30+60

60-2°X20-20=20(V)

20+20

因?yàn)閁AO>UKO，所以如圖1.1(a)所示電路中的二極管是導(dǎo)通的，可以用短路

線代替，如圖1.1(c)所示，運(yùn)用節(jié)點(diǎn)電壓法即可求出A點(diǎn)電位為:

60-2060

一十------+一

U202030=40(V)

A1111

—十—+

20203060

-20V-20V-20V

(a)(b)(C)

圖1.1二極管電路計(jì)算示例

4

1.2.3雙極型三極管

1.結(jié)構(gòu)與工作原理

雙極型三極管簡稱晶體管或三極管，有NPN型和PNP型兩種類型。晶體管有發(fā)

射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)3個區(qū)，從這3個區(qū)分別引出發(fā)射極E、基極B和集電極C,基

區(qū)和發(fā)射區(qū)之間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，基區(qū)與集電區(qū)之間的PN結(jié)稱為集電結(jié)。

晶體管具有電流放大作用的內(nèi)部條件是：

(1)發(fā)射區(qū)的摻雜濃度大，以保證有足夠的載流子可供發(fā)射。

(2)集電區(qū)的面積大，以便收集從發(fā)射區(qū)發(fā)射來的載流子。

(3)基區(qū)很薄，且摻雜濃度低，以減小基極電流，即增強(qiáng)基極電流的控制作用。

晶體管實(shí)現(xiàn)電流放大作用的外部條件是：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。對

NPN型晶體管，電源的接法應(yīng)使3個電極的電位關(guān)系為UC>UB>UE。對PNP型晶

體管，則應(yīng)使UC<UB<UE。

工作于放大狀態(tài)的晶體管，基極電流/B遠(yuǎn)小于集電極/c和發(fā)射極電流左，只要

發(fā)射結(jié)電壓UBE有微小變化，造成基極電流/B有微小變化，就能引起集電極/c和發(fā)

射極電流/E大的變化，這就是晶體管的電流放大作用。

2.特性曲線

晶體管的輸入特性曲線/B=/(UBE)|L=常熟與二極管的正向特性曲線相似，也有

同樣的死區(qū)電壓和管壓降范圍，如圖1.2(a)所示。

晶體管的輸出特性曲線/C=〃UCE)|/B=常熟是一簇曲線，如圖L2(b)所示。根據(jù)

晶體管工作狀態(tài)的不同，輸出特性曲線分為放大區(qū)、截止區(qū)和飽和區(qū)3個工作區(qū)。晶

體管在不同工作狀態(tài)下的特點(diǎn)如表1.1所示。

’的飽和區(qū)

4匕；80"

3￡放\------------60uA

2A大區(qū)\—40uA

L___________12^=0

036^UCE(V)

截止區(qū)

(b)輸出特性曲線

圖1.2晶體管的特性曲線

3.主要參數(shù)

(1)電流放大系數(shù)「和

直流(靜態(tài))電流放大系數(shù)：下=上~

，B

交流(動態(tài))電流放大系數(shù)：夕=△￡

小功率晶體管/?“7=50~2()(),大功率管的￡值一般較小。選用晶體管時(shí)應(yīng)注

意，。太小的管子放大能力差，而￡太大則管子的熱穩(wěn)定性較差，一般以￡=100左

右為宜。

(2)反向飽和電流/cBO和穿透電流/cEO。二者的關(guān)系為/cEO=(1+尸),CBO，它

們隨溫度升高而增大，影響電路工作的穩(wěn)定性。

(3)集電極最大允許電流/CM。集電極電流超過/CM時(shí)￡值將明顯下降。

(4)反向擊穿電壓U,BR,CEO?；鶚O開路時(shí)集電極與發(fā)射極之間的最大允許電壓。

(6)集電極最大允許耗散功率PcM。fcM=，C°CE。/CM、U<BR>CEO和「CM稱為

晶體管的極限參數(shù)，由它們共同確定晶體管的安全工作區(qū)。

表1.1晶體管在不同工作狀態(tài)下的特點(diǎn)

工作狀態(tài)截止放大飽和

發(fā)射結(jié)反偏發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏

偏置情況

集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏集電結(jié)正偏

UBE=0-7V

UBEWO

"BE=0-7V，c=，cs

特點(diǎn)4=。

，C二/B2%s=蓍"

(NPN硅管)/c=o

UCC>UCE>UBE

“CE=Ucc

UcE=°.3V<UBE

4.晶體管工作狀態(tài)、類型和管腳的判別方法

(1)晶體管的工作狀態(tài)可根據(jù)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的偏置情況判斷。對NPN型晶體

管，若UBEWO,則發(fā)射結(jié)反偏，晶體管工作在截止?fàn)顟B(tài)。若UBE>。，則發(fā)射結(jié)正

偏，這時(shí)可再根據(jù)集電結(jié)的偏置情況判斷晶體管是工作在放大狀態(tài)還是飽和狀態(tài)，集

電結(jié)反偏為放大狀態(tài)，集電結(jié)正偏為飽和狀態(tài)；也可根據(jù)/B與/BS的關(guān)系判斷，

/</為放大狀態(tài)，/B2/BS=L■為飽和狀態(tài)。

D0DO,

(2)晶體管的類型(NPN型還是PNP型，硅管還是錯管)和管腳可根據(jù)各極

電位來判斷。NPN型集電極電位最高，發(fā)射極電位最低，即UC>UB>UE，

UBE>。；PNP型集電極電位最低，發(fā)射極電位最高，即UC<UB<UE，UBE<。。硅

管基極電位與發(fā)射極電位大約相差0.6或0.7V；錯管基極電位與發(fā)射極電位大約相

差0.2或0.3V。

此外，還可根據(jù)各極電流來判斷晶體管的管腳以及是NPN型還是PNP型。根據(jù)

晶體管各極電流關(guān)系/E=/B+/C和/C=QB可知，發(fā)射極電流最大，基極電流最小，

6

并且發(fā)射極電流從晶體管流出的為NPN型，流入晶體管的為PNP型。

例如，在如圖1.3所示的電路中，已知&=lkQ,/?B=l°kQ,Ucc=5V,晶體

管的￡=50,C/BE=0.7V,UESMOJV。試分別計(jì)算q=—IV,q=iv以及y=3V

時(shí)的/B、/c和U。，并指出晶體管所處的工作狀態(tài)。

當(dāng)q=-iv時(shí)UBE<0，晶體管發(fā)射結(jié)反偏，工作在截止?fàn)顟B(tài)，故有:

，B=。

U°=UCE=UCC=5(V)

當(dāng)q=iv時(shí)UBE>°，晶體管發(fā)射結(jié)正偏，因而導(dǎo)通，故有：

/S--BE=12122=0.03(mA)

RB10

/c=J3IR=50X0.03=1.5(mA)

UO=UCE=UCC-ICRC=5-1.5X1=3.5(V)

UBC="BE-/E=°”3.5=-2.8<0

計(jì)算結(jié)果表明，晶體管的發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，處于放大狀態(tài)。

或由：

,81CCCES15-0.33”,人、

/==—x—U.-..U.-=—x------=0.094(mA)

BB及501

得/B</BS，所以晶體管處于放大狀態(tài)。

當(dāng)q=3V時(shí)UBE>。，晶體管發(fā)射結(jié)正偏，因而導(dǎo)通，故有：

^-^=3-02=023(mA)

RB10

Ic=/3Ia=50x0.23=11.5(mA)

Uo=UCP=0a.-ICRC=5-11.5xl=-6.5(V)

UBC=UBE-UCE=0.7-(-6.5)=7.2>0

計(jì)算結(jié)果表明，晶體管的發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)也正偏，處于飽和狀態(tài)。因?yàn)閁CE絕

不可能為負(fù)值，所以從計(jì)算結(jié)果U0=UCE<0也說明晶體管已不處于放大狀態(tài)，故應(yīng)處

于飽和狀態(tài)。當(dāng)然，也可由/B>/BS知晶體管處于放大狀態(tài)。此時(shí)應(yīng)為：

U。="CE="CES=°-3(V)

在飽和狀態(tài)下，集電極電流/C和基極電流/B之間己不存在/c=〃B的關(guān)系，這時(shí)

的集電極電流/C為：

,Ucc-UCE5-0.3”/“、

Ic=--------=---------=4.7(mA)

Rc1

1.2.4場效應(yīng)晶體管

絕緣柵型場效應(yīng)管共有4種類型，它們的特性比較如表1.2所示。

表1.2絕緣柵型場效應(yīng)管的特性比較

溝結(jié)

電源極性

道構(gòu)符號及電流

轉(zhuǎn)移特性漏極特性

類類方向

型型UDSUGS

,D/2V

D

。呼VT,%s=0V

耗

A，DSS

盡+±

型

SJA4s

0'AUDS

N

1D/D8V

D

j，UGS=6V

增

4V

強(qiáng)++Gf[

型

S

°IUG壺)C-V_________-___-___

AUDS

/D-2V

D

i，%s=0V

耗國

二°[2V

盡-+

型

S

GSv---

^GS(ofl)A°DS

P

【DP-8V

D

|,UGS=-6V

增戶

強(qiáng)--Gf

型

S

點(diǎn)hR%5

0------------------------>"DS

8

晶體管與場效應(yīng)管的區(qū)別如表1.3所示。

表1.3晶體管與場效應(yīng)管比較

比較項(xiàng)目晶體管場效應(yīng)管

兩種不同極性的載流子(電子只有一種極性的載流子(電子

載流子與空穴)同時(shí)參與導(dǎo)電，故又或空穴)參與導(dǎo)電，故又稱為

稱為雙極型晶體管單極型晶體管

控制方式電流控制電壓控制

類型NPN型和PNP型兩種N溝道和P溝道兩種

放大參數(shù)夕=20~200gm=1~5mA/V

24714。很大

輸入電阻=10-10Q較小^s=10~10

輸出電阻rCe很大rds很大

熱穩(wěn)定性差好，

制造工藝較復(fù)雜簡單，成本低，便于集成

對應(yīng)電極基極-柵極，發(fā)射極-源極，集電極-漏極

1.3習(xí)題解答

1.1在如圖1.4所示的各個電路中，己知直流電壓5=3V,電阻R=lkQ,二

極管的正向壓降為0.7V,求U。。

圖1.4習(xí)題1.1的圖

分析U。的值與二極管的工作狀態(tài)有關(guān)，所以必須先判斷二極管是導(dǎo)通還是截

止。若二極管兩端電壓為正向偏置則導(dǎo)通，可將其等效為一個0.7V的恒壓源；若二

極管兩端電壓為反向偏置則截止，則可將其視為開路。

解對圖1.4(a)所示電路，由于Q=3V,二極管VD承受正向電壓，處于導(dǎo)

通狀態(tài)，故：

=4=0.7(V)

對圖1.4(b)所示電路，由于q=3V,二極管VD承受反向電壓截止，故：

Ua=—^-t/：=lx3=1.5(V)

R+R2

對圖1.4(c)所示電路，由于q=3V,二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通，故：

Uo=5-(7D=5-0.7=4.3(V)

1.2在如圖1.5所示的各個電路中，己知輸入電壓、=10sin函V,二極管的正向

壓降可忽略不計(jì)，試分別畫出各電路的輸入電壓出和輸出電壓〃。的波形。

分析在川和5V電源作用下，分析出在哪個時(shí)間段內(nèi)二極管正向?qū)ǎ膫€時(shí)

間段內(nèi)二極管反向截止。在忽略正向壓降的情況下，正向?qū)〞r(shí)可視為短路，截止時(shí)

可視為開路，由此可畫出各電路的輸入、輸出電壓的波形。

圖1.5習(xí)題1.2的圖

解對圖1.5(a)所示電路，輸出電壓“。為：

M

o="i一"R=UD+5

訪》5V時(shí)二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通，UD=O，MO=5V；?i<5V時(shí)二極管VD

承受反向電壓截止，電阻R中無電流，〃R=0,Uo-Ui?輸入電壓詼和輸出電壓"o的

波形如圖1.6(a)所示。

圖1.6習(xí)題1.2解答用圖

對圖1.5(b)所示電路，輸出電壓"。為：

%=%-UD="R+5

兩、5V時(shí)二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通，UD=0，?i；“i<5V時(shí)二極管VD承

10

受反向電壓截止，電阻R中無電流，"R=0,"o=5V。輸入電壓出和輸出電壓“°的波

形如圖1.6(b)所示。

對圖1.5(c)所示電路，輸出電壓”。為：

M

o="i_“R—5—t/D

"i》5V時(shí)二極管VD承受反向電壓截止，電阻R中無電流，MR=0,UO=Ui；

"i<5V時(shí)二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通，UD=0，W0=5V。輸入電壓切和輸出電壓uo

的波形如圖1.6(c)所示。

1.3在如圖1.7所示的電路中，試求下列幾種情況下輸出端尸的電位UF及各元

件(R、VDA、VDB)中的電流，圖中的二極管為理想元件。

(1)t/A=%=0VO

(2)〃=3，UR=0V?

(3)UA=/=3V。

+%c（+6V）

"AU3kQ

A°-----K|---------'------------°F

VDB

B。---笈-----

圖1.7習(xí)題1.3的圖

分析在一個電路中有多個二極管的情況下，一些二極管的電壓可能會受到另一

些二極管電壓的影響，所以，在判斷各個二極管的工作狀態(tài)時(shí)，應(yīng)全面考慮各種可能

出現(xiàn)的因素。一般方法是先找出正向電壓最高和(或)反向電壓最低的二極管，正向

電壓最高者必然導(dǎo)通，反向電壓最低者必然截止，然后再根據(jù)這些二極管的工作狀態(tài)

來確定其他二極管承受的是正向電壓還是反向電壓。

解(1)因?yàn)閁A=UB=0V而Ucc=6V,所以兩個二極管VDA、VDB承受同樣

大的正向電壓，都處于導(dǎo)通狀態(tài)，均可視為短路，輸出端尸的電位UF為：

%=/=%=0(V)

電阻中的電流為：

=￡CCS￡F=6-0=2/A)

RR3

兩個二極管VDA、VDB中的電流為：

，DA='DB=54=3乂2=1(mA)

(2)因?yàn)閁A=3,UB=0V而t/cc=6V,所以二極管VDB承受的正向電壓最

高，處于導(dǎo)通狀態(tài)，可視為短路，輸出端產(chǎn)的電位UF為：

/=網(wǎng)=0(V)

電阻中的電流為:

UccUf=6-0=

(mA)

~~R一3一

VDB導(dǎo)通后，VDA上加的是反向電壓，VDA因而截止，所以兩個二極管VDA、

VDB中的電流為：

/DA=0(mA)

，DB=/R=2(mA)

(3)因?yàn)?A=UB=3V而Ucc=6V,所以兩個二極管VDA、VDB承受同樣大的

正向電壓，都處于導(dǎo)通狀態(tài)，均可視為短路，輸出端下的電位UF為：

4=〃=4=3(V)

電阻中的電流為：

,U-U6-3,,人

I=—c^c---p-=---=1(mA)

aR3

兩個二極管VDA、VDB中的電流為：

，DA=，DB=5/R=/x1=(mA)

1.4在如圖1.8所示的電路中，試求下列幾種情況下輸出端尸的電位UF及各元

件(R、VDA、VDB)中的電流，圖中的二極管為理想元件。

(1)〃=4=0丫。

(2)UA=3V,UB=0O

(3)UA=UB=3V。

VDB

B0——1>----'--------°F

圖1.8習(xí)題1.4的圖

分析本題與上題一樣，先判斷出兩個二極管VDA、VDB的工作狀態(tài)，從而確

定出輸出端尸的電位，再根據(jù)輸出端尸的電位計(jì)算各元件中的電流。

解(1)因?yàn)閁A=UB=0V，所以兩個二極管VDA、VDB上的電壓均為0,都

處于截止?fàn)顟B(tài)，電阻R中無電流，故：

/DA=，DB=/R=°(mA)

輸出端廠的電位UF為：

UF=UR=IRR=0(V)

(2)因?yàn)閁A=3V,UB=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/的電位UF為：

12

UF=UA=3(V)

電阻中的電流為:

,°cc-UF6-3,人、

/口=—-----=----=1(mA)

R3

VDA導(dǎo)通后，VDB上加的是反向電壓，VDB因而截止，所以兩個二極管VDA、

VDB中的電流為：

，DB=0(mA)

，DA=/R=1(mA)

(3)因?yàn)閁A=UB=3V,所以兩個二極管VDA、VDB承受同樣大的正向電壓,

都處于導(dǎo)通狀態(tài)，均可視為短路，輸出端F的電位小為:

UF=UA="B=3(V)

電阻中的電流為：

兩個二極管VDA、VDB中的電流為：

X1=05

/DA=/DB=2/R=2-(mA)

1.5在如圖1.9所示的電路中，已知E=10V,e=30sindV試用波形圖表示

二極管上的電壓?Do

分析設(shè)二極管為理想元件，則二極管導(dǎo)通時(shí)〃D=0,二極管截止時(shí)因電阻R中

無電流，“D=e+E,因此，判斷出二極管VD在如和E作用下哪個時(shí)間段內(nèi)導(dǎo)通，

哪個時(shí)間段內(nèi)截止，即可根據(jù)“D的關(guān)系式畫出其波形。

解設(shè)二極管為理想元件，則當(dāng)e+E20,即e2-E=-10V時(shí)二極管導(dǎo)通，

HD=0：當(dāng)e+E<0,即e<-E=—IOV時(shí)二極管截止，=e+E=30sinm+10V。由此

可畫出“D的波形，如圖1.10所示。

“D(V)

40

20

E

0

圖L9習(xí)題1.5的圖圖1.10習(xí)題1.5解答用圖

1.6在如圖1.11所示的電路中，已知E=20V,R|=900Q,穩(wěn)壓

管VDz的穩(wěn)定電壓Uz=1。丫，最大穩(wěn)定電流/ZM=8mA。試求穩(wěn)壓管中通過的電流

/z，并判斷/z是否超過/ZM?如果超過，怎么辦？

分析穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)時(shí)，電流雖然在很大范圍內(nèi)變化，但穩(wěn)壓管兩端

的電壓變化很小，所以能起穩(wěn)壓的作用。但與穩(wěn)壓管配合的電阻要適當(dāng)，否則，要么

使穩(wěn)壓管的反向電流超過允許值而過熱損壞，要么使穩(wěn)壓管因?yàn)闆]有工作在穩(wěn)壓區(qū)而

不能穩(wěn)壓。

KVD；

圖1.11習(xí)題1.6的圖

解設(shè)穩(wěn)壓管VDz工作正常，則電阻心和心中的電流分別為:

=------?9.09(mA)

1100

穩(wěn)壓管中通過的電流/z為：

/z=/1-7,?11.1-9.09=2.02(mA)

可見，Z＜，ZM。

如果/z超過/ZM，則應(yīng)增大心,也可減小R2。但穴2一般是負(fù)載電阻，不能隨意

改變，若以不能變，則應(yīng)限制的最大值，或另選穩(wěn)壓管。

1.7有兩個穩(wěn)壓管VDzi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、3V、6V、9V和14V幾種穩(wěn)定電壓，這兩個穩(wěn)壓

管(還有限流電阻)應(yīng)該如何連接，畫出各個電路。

分析穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)時(shí)，管子兩端電壓等于其穩(wěn)定電壓；穩(wěn)壓管工作

在正向?qū)顟B(tài)時(shí)，管子兩端電壓等于其正向壓降。因此，可通過兩個穩(wěn)壓管的不同

組合來得到不同的穩(wěn)定電壓.

解應(yīng)按如圖11.12(a)?(e)所示各個電路連接，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。

-------O

VDzi本

(a)(b)

14

圖1.12習(xí)題1.6的圖

1.8在一放大電路中，測得某晶體管3個電極的對地電位分別為-6V、-3V、-3.2V,

試判斷該晶體管是NPN型還是PNP型？錯管還是硅管？并確定3個電極。

分析晶體管的類型(NPN型還是PNP型，硅管還是錯管)和管腳可根據(jù)各極

電位來判斷。NPN型集電極電位最高，發(fā)射極電位最低，即UC>UB>UE，

URE>0；PNP型集電極電位最低，發(fā)射極電位最高，即UC<UB<UE，"BE<0。硅

管基極電位與發(fā)射極電位大約相差0.6或0.7V；錯管基極電位與發(fā)射極電位大約相

差0.2或0.3V。

解設(shè)晶體管3個電極分別為1、2、3,即U1=-6V、%=-3V、U3=-3.2V?

因?yàn)?、3兩腳的電位差為0.2V,可判定這是一個錯管，且1腳為集電極。由于集電

極電位最低，可判定這是一個PNP型管。又由于2腳電位最高，應(yīng)為發(fā)射極，而3

腳為基極。因?yàn)榘l(fā)射極與基極之間的電壓UBE=U3-4=-3.2-(-3)=-0.2V,基極與

集電極之間的電壓UBC=U3-G=-3.2-(-6)=2.8V,可見發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，

晶體管工作在放大狀態(tài)?綜上所述，可知這是