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1、1 图 P1.2 第 1 章 半导体二极管及其电路分析 11 某二极管在室温（300K）下的反向饱和电流为 0.1pA，试分析二极管外加电压 在 0.5V0.7V 之间变化时，二极管电流的变化范围。 解：由于 ) 1(= T D U u SD eIi 由题意知 IS=0.1pA，室温下 UT26mV，故当 UD=0.5V 时，得 iD=0.110 12（ 1 26 500 e）A22.5A 当 UD=0.7V 时，得 mAAeiD 3 . 49)1(101 . 0 26 700 12 = = 因此 UD在 0.50.7V 之间变化时，iD在 22.5A49.3mA 之间变化。 1.2 二极管电
2、路如图 P1.2 所示，二极管的导通电压 UD(on) =0.7V，试分别求出 R 为 1k 、4k时，电路中电流 I1、I2、IO和输出电压 UO。 解： （1）R=1k 假设二极管断开，可求得输出电压 VVUO5 . 4 11 19 = + = 可见，电路中二极管的阳极电位高于阴极电位 1.5V，所 以，二极管处于导通状态，故 mAmAIII mAmAI mAmARUI VVU O LOO O 6 . 1)3 . 57 . 3( 3 . 5 1 )9(7 . 3 7 . 3) 1/7 . 3(/ 7 . 3)7 . 03( 21 2 =+=+= = = = = （2）R=4k 假设二极管断
3、开，可求得输出电压 VVUO8 . 1 14 19 = + = 可见，电路中二极管阳极电位低于阴极电位，二极管处于截止状态，所以 易考网 考研真题|课后答案 全部免费 2 mAII mAmARUI VUU I o LOO OO 8 . 1 8 . 1) 1/8 . 1(/ 8 . 1 0 2 1 = = = = 1.3 图 P1.3 所示各电路中， 设二极管具有理想特性， 试判断各二极管是导通还是截止， 并求出 AO 两端电压 UAO。 解：图（a）中，断开二极管 V1、V2时，可得 V1、V2正极电位均为 10V，而 V1、V2 的负极电位分别为 0V 和6V， 因此 V2的正偏电压大于
4、V1的， V2优先导通， 使 UAO=6V。 这样就迫使 V1反偏截止。 图（b）中，断开管 V1、V2时，V1、V2负极电位均为 10V，而正极电位分别为 0V、 6V，因此 V1、V2均反偏截止，UAO=10V 图（c）中，断开管 V1、V2，则 V1、V2负极电位为10V，正极电位分别为 0V、6V， 故 V1优先导通，使 UAO=0，迫使 V2反偏截止。 图（d）中，断开管 V1、V2，则 V1、V2负极电位为5V，正极电位分别为 0V、+5V， 设 V2优先导通，则 图 P1.3 易考网 考研真题|课后答案 全部免费 3 V)V(VVUA155 23 3 5= + = 这样 V1的
5、负极电位为1V，正极电位为 0V，V1也正偏导通。V1导通后使 UAO=UA=0，此 时 V2 仍正偏导通。 1.4 二极管电路如图 P1.4 所示，二极管导通电压 UD(on)=0.7V, UI=6V 试求电路中电流 I1、I2、IO和输出电压 UO。 解：由图可见，图中三个二极管均加正向电压而 导通，所以 UO=3UD(on)=30.7V=2.1V IO=UO/RL=2.1V/1k=2.1mA 故 I1=（62.1）V/560=7mA I2= I1IO=7mA2.1mA=4.9mA 15 图 P1.4 所示电路中，当 UI=1V 时， 试分析 UO的变化范围。 解：当 UI在 6V 上有1
6、V 的波动时，可视 为与 6V 恒压源串接了一个变化范围为1V 的 信号源，图 P1.4 的小信号等效电路如图解 P1.5 所示。图中UI=1V，二极管动态电阻为 D T d I U r = 由题 1.4 已求得 UI=6V 时，ID=4.9mA，故=31. 5 9 . 4 26 mA mV rd 由图解 P1.5 得 I dL dL O U rRR rR U + = 3/ 3/ 由于 3rd15.93V 时， V1导通，V2截止，uo=3V，当 u22.8V 时，V3截止，uo=3V；当 UIIZ ,故稳压管仍能工作在稳压状态。 116 图 P1.16 所示电路中，ui=10sint(V)，
7、稳压管参数为 UZ1=UZ2=5V，UD(on)=0.7V 试画 uO波形。 解：由图可知，当 uI5.7V 时，V1正偏导通，V2稳压工作，uO=0.7V+5V=5.7V； 当 UI0，故该 PNP 管发射结正 偏，集电结反偏，工作在放大状态。 （e）UBE=3.7V（5V）0，UBC=3.7V（3V）=0.7V， 故该 PNP 管发射结反偏，集电结正偏，工作在倒置状态。 2.2 放大电路中某三极管三个管脚电位分别为 3.5V、2.8V、5V，试判别此管的三个电 极，并说明它是 NPN 管还是 PNP 管，是硅管还是锗管？ 解：三极管工作在放大区时，UB值必介于 UC和 UE之间，故 3.5
8、V 对应的管脚为基极， UB=3.5V，放大电路中的发射结必定正偏导通，其压降对硅管为 0.7V，对锗管则为 0.2V。 由于 3.5V2.8=0.7V，故 2.8V 对应管脚为发射极， UE=2.8V， 且由 UBE=0.7V 可知是 NPN 硅管。 显然剩 下的 5V 所对应的管脚为集电极。 2.3 对图 P2.3 所示各三极管，试判别其三个电 极，并说明它是 NPN 管还是 PNP 管，估算其值。 图 P2.1 图 P2.3 易考网 考研真题|课后答案 全部免费 12 图解 P2.4 图 P2.4 解： （a）因为 iBUCE=0.3V， 三极管处于放大状态， 故假 设成立。 因此三极
9、管工作在放大状态， IB=0.1mA， IC=10 mA， 易考网 考研真题|课后答案 全部免费 13 UCE=6V。 （b）mA k V IB077. 0 56 )7 . 05( = = 设三极管工作在放大状态，则得 IC=IB=1000.077=7.7mA 则 UCE=5V7.7mA3k=5V23.1V0.3V，可见上述假设及其结论都是正确的 （e）设三极管放大工作，则由图可得 10V=（IB+100IB）5.1103+IB300103+0.7V 故 IB= 3001 . 5101 7 . 010 + mA0.0114mA=11.4A IC=IB=1.14mA UCE101.145.1V
10、=4.19V 由于 UCE0.3，故上述假设及其结论都是正确的。 2.5 图 P2.5 所示电路中三极管均为硅管，很大，试求各电路 IC、UCE、UO。 解： （a）由图可见，发射结正偏导通，故 UBE0.7V，可得 易考网 考研真题|课后答案 全部免费 14 IC 3 7 . 06 mA 1.77mA UO=UC=10V1.775.1V=0.97V UCE=UCUE=0.97V(0.7V)=1.67V （b）由图可得 UE=2V+0.7V=2.7V ICIE= 1 . 5 7 . 210 mA=1.43mA UO=UC=(31.436)V=1.71V UCE=UCUE=1.71V2.7V=
11、4.41V (c)由图可得 UE=0.7V ICIE= 3 . 4 7 . 05 mA=1mA UO=UC=(1517.5)V=7.5V UCE=UCUE=7.5V（0.7V）=8.2V 图 P2.5 易考网 考研真题|课后答案 全部免费 15 （d）由图可见，V1、V2电压降之和等于 UBE和 RE上的压降之和，故 UE=（10+0.7）V=9.3V ICIE= 300 7 . 0 A=2.33mA UO=UC=(02.333)V=7V UCE=UCUE=7V(9.3V)=2.3V （e）由于该电路由左右完全对称的两半边电路构成，故两半边电路中的对应电流、 电压是相同的。由图可得 ICIE
12、= 2 2mA =1mA UO=UC2=(104.31)V=5.7V UCE=UCUE=5.7V(0.7V)=6.4V 2.6 图 P2.6 （a） 所示电路中， 三极管的输出伏安特性曲线如图 P2.6 （b） 所示， 设 UBEQ=0， 当 RB分别为 300k、150k时，试用图解法求 IC、UCE。 解： （1）在输出回路中作直流负载线 令 iC=0，则 uCE=12V，得点 M（12V，0mA） ；令 uCE=0，则 iC=12V/3k=4mA，得点 N（0V，4mA） ，连接点 M、N 得直流负载线，如图解 P2.6 所示。 图 P2.6 图解 P2.6 易考网 考研真题|课后答案
13、 全部免费 16 （2）估算 IBQ，得出直流工作点 当 RB=300k，可得 IBQ1= = k V R V B CC 300 12 =40A 当 RB=150k，可得 IBQ2= = k V R V B CC 150 12 =80A 由图解.6 可见，IB=IBQ1=40A 和 IB=IBQ2=80A 所对应的输出特性曲线，与直流 负载线 MN 分别相交于 Q1点和 Q2点。 （3）求 IC、UCE 由图解 P2.6 中 Q1点分别向横轴和纵轴作垂线，即可得：UCEQ1=6V，ICQ1=2mA 同理，由 Q2点可得 UCEQ2=0.9V，ICQ2=3.7mA。 2.7 图 P2.7 所示三
14、极管放大电路中，电容对交流信 号的容抗近似为零， us=sint(mV)， 三极管参数为=80， UBE（ON）=0.7V，rbb=200，试分析： （1）计算静态工作 点参数 IBQ、ICQ、UCEQ； （2）画出交流通路和小信号等 效电路； （3）求 uBE、iB、iC、uCE。 解： （1）计算电路的静态工作点 IBQ= = k VV R UV B onBECC 470 7 . 012 )( =0.024mA=24A ICQ=IBQ=800.024mA=1.92mA UCEQ=VCCICQRC=12V1.92mA3.9k=4.51V （2）画出放大电路的交流通路和小信号等效电路如图解 P
15、2.7（a） 、 （b）所示 （3）动态分析，求交流量 ube、ib、ic、uc由于 IEQ1.92mA，故可求得 图解 P2.7 图 P2.7 易考网 考研真题|课后答案 全部免费 17 +=k mAI mV rr EQ bbbe 3 . 1 92. 1 26 )801 (200 )( 26 )1 ( 由解图 P2.7（b）可得 )(sin18. 2 3 . 1 sin83. 2 )(sin83. 2 )(sin10 3 . 33 . 1/470 3 . 1/470 / / AtA t r u i mVt mVt kkk kk u RrR rR u be be b s SbeB beB be = + = + = ic=ib=802.18sint(A) 0.17sint(mA) uce=icRc=3.90.17sint(v) 0.66sint
