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1、模电习题1章,常用半导体器件题解 章 第一章 常用半导体器件 自 自 测 题 一、判断下列说法是否正确，用和表示判断结果填入空内。 （1）在 N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为 P 型半导体。（ ） （2）因为 N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。（ ） （3）PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（ ） （4）处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。 （ ） （ 5） 结 型 场 效 应 管 外 加 的 栅 -源 电 压 应 使 栅 -源 间 的 耗 尽 层 承 受 反 向 电压，才能保证其 R GS 大的特点。（ ） （6）若耗尽型 N 沟道
2、MOS 管的 U GS 大于零，则其输入电阻会明显变小。（ ） 解 解：（1） （2） （3） （4） （5） （6） 二、选择正确答案填入空内。 （1）PN 结加正向电压时，空间电荷区将 。 A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽 （2）设二极管的端电压为 U，则二极管的电流方程是 。 A. I S e U B. TU UI eS C. ) 1 e (STU UI （3）稳压管的稳压区是其工作在 。 A. 正向导通 B.反向截止 C.反向击穿 （4）当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 。 A. 前者反偏、后者也反偏 B. 前者正偏、后者反偏 C. 前者正偏、后者也正偏 （5）
3、U GS 0V 时，能够工作在恒流区的场效应管有 。 A. 结型管 B. 增强型 MOS 管 C. 耗尽型 MOS 管 ： 解：（1）A （2）C （3）C （4）B （5）A C 三、写出图 T1.3 所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压 U D 0.7V。 图 T1.3 ： 解： U O1 1.3V，U O2 0，U O3 1.3V，U O4 2V，U O5 1.3V， U O6 2V。 四、已知稳压管的稳压值 U Z 6V，稳定电流的最小值 I Zmin 5mA。求图 T1.4所示电路中 U O1 和 U O2 各为多少伏。 图 T1.4 解：U O1 6V，U O2 5V。 五、某
4、晶体管的输出特性曲线如图 T1.5 所示，其集电极最大耗散功率 P CM 200mW，试画出它的过损耗区。 图 T1.5 解 图 T1. 5 解：根据 P CM 200mW 可得：U CE 40V 时 I C 5mA，U CE 30V 时 I C6.67mA，U CE 20V 时 I C 10mA，U CE 10V 时 I C 20mA，将各点连接成曲线，即为临界过损耗线，如解图 T1.5 所示。临界过损耗线的左边为过损耗区。 六、电路如图 T1.6 所示，V CC 15V， 100，U BE 0.7V。试问： （1）R b 50k时，u O ？ （2）若 T 临界饱和，则 R b ？ ： 解
5、 ：（1） R b 50k时，基极电流、集电极电流和管压降分别为 26bBE BBB=-=RU VIA V 2mA 6 . 2 C C CC CEB C= - = =R I V UI I b 所以输出电压 U O U CE 2V。 图 T1 .6 （2）设临界饱和时 U CES U BE 0.7V，所以 W -= =-=k 4 . 45A 6 . 28mA 86 . 2BBE BBbCBcCES CCCIU VRIIRU VImb 七测得某放大电路中三个 MOS 管的三个电极的电位如表 T1.7 所示，它们的开启电压也在表中。试分析各管的工作状态 (截止区、恒流区、可变电阻区），并填入表内。
6、表 表 T1.7 管 管 号 U GS （ th ） /V U S /V U G /V U D /V 态 工作状态 T 1 4 5 1 3 T 2 4 3 3 10 T 3 4 6 0 5 ： 解：因为三只管子均有开启电压，所以它们均为增强型 MOS 管。根据表中所示各极电位可判断出它们各自的工作状态，如解表 T1.7 所示。 表 解表 T1.7 管 管 号 U GS （ th ） /V U S /V U G /V U D /V 态 工作状态 T 1 4 5 1 3 恒流区 T 2 4 3 3 10 截止区 T 3 4 6 0 5 可变电阻区 习 习 题 1.1 选择合适答案填入空内。 （1）
7、在本征半导体中加入 元素可形成 N 型半导体，加入 元素可形成 P 型半导体。 A. 五价 B. 四价 C. 三价 （2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流将 。 A. 增大 B. 不变 C. 减小 （3）工作在放大区的某三极管，如果当 I B 从 12A 增大到 22A 时，I C 从 1mA 变为 2mA，那么它的 约为 。 A. 83 B. 91 C. 100 （4）当场效应管的漏极直流电流 I D 从 2mA 变为 4mA 时，它的低频跨导 g m 将 。 A.增大 B.不变 C.减小 ： 解：（1）A ，C （2）A （3）C （4）A 1.2 能否将 1.5V 的干电池以正向接法接
8、到二极管两端？为什么？ 解：不能。因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.5V 时，管子会因电流过大而烧坏。 1.3 电路如图 P1.3 所示，已知 u i 10sin t(v)，试画出 u i 与 u O 的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。 图 P1.3 解 图 P1.3 解：u i 和 u o 的波形如解图 P1.3 所示。 1.4 电路如图 P1.4 所示，已知 u i 5sin t (V)，二极管导通电压 U D 0.7V。试画出 u i 与 u O 的波形，并标出幅值。 图 P1.4 解 图 P1.4 解：波形如解图 P1.4 所示。 1.5 电路如图 P1.5
9、（a）所示，其输入电压 u I1 和 u I2 的波形如图（b）所示，二极管导通电压 U D 0.7V。试画出输出电压 u O 的波形，并标出幅值。 图 P1.5 ： 解：u O 的波形如解图 P1.5 所示。 解 图 P1. 5 1.6 电路如图 P1.6 所示，二极管导通电压 U D 0.7V，常温下 U T 26mV，电容 C 对交流信号可视为短路；u i 为正弦波，有效值为 10mV。 试问二极管中流过的交 流电流有效值为多少？ 解：二极管的直流电流 I D （VU D ）/R2.6mA 其动态电阻 r D U T /I D 10 故动态电流有效值 I d U i /r D 1mA 图
10、 P1.6 1.7 现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为 6V 和 8V，正向导通电压为 0.7V。试问： （1）若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？ （2）若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？ 解 解： ：（1）两只稳压管串联时可得 1.4V、6.7V、8.7V 和 14V 等四种稳压值。 （2）两只稳压管并联时可得 0.7V 和 6V 等两种稳压值。 1.8 已知稳压管的稳定电压 U Z 6V，稳定电流的最小值 I Zmin 5mA，最大功耗 P ZM 150mW。试求图 P1.8 所示电路中电阻 R 的取值范围。 解：稳压管的最大稳定电流 I ZM P ZM /
11、U Z 25mA 电阻 R 的电流为 I ZM I Zmin ，所以其取值范围为 W =-= k 8 . 1 36 . 0ZZ IIU UR 图 P1.8 1.9 已知图 P1.9 所示电路中稳压管的稳定电压 U Z 6V，最小稳定电流I Zmin 5mA，最大稳定电流 I Zmax 25mA。 （1）分别计算 U I 为 10V、15V、35V 三种情况下输出电压 U O 的值； （2）若 U I 35V 时负载开路，则会出现什么现象?为什么？ ： 解：（1）当 U I 10V 时，若 U O U Z 6V，则稳压管的电流为 4mA，小于其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。故 V 33 . 3
12、ILLO += UR RRU 当 U I 15V 时，稳压管中的电流大于最 图 P1.9 小稳定电流 I Zmin ，所以 U O U Z 6V 同理，当 U I 35V 时，U O U Z 6V。 （2） = - = R U U I ) (Z I D Z29mAI ZM 25mA，稳压管将因功耗过大而损坏。 1.10 在图 P1.10 所示电路中，发光二极管导通电压 U D1.5V，正向电流在 515mA 时才能正常工作。试问： （1）开关 S 在什么位置时发光二极管才能发光？ （2）R 的取值范围是多少？ ： 解：（1）S 闭合。 （2）R 的范围为 。 W = - =W - =7 0 0 ) (2 3 3 ) (D m i n D m a xD m a x D m i nI U V RI U V R 图 P1.10 1.11 电路如图 P1.11（a）、（b）所示，稳压管的稳定电压 U Z 3V，R 的取值合适，u I 的波形如图（c）所示。试分别画出 u O1 和 u O2 的波形。 图 P1.11 ： 解：波形如解图 P1.11 所示 解 图 P1.11 1.12 在温度 20时某晶体管的 I CBO 2A，试问温度是 60时 I CBO？ 解：60时 I CBO 5C 20 CBO ） （ TI 32A。
