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1、第一早半导体材料及二极管第#页习题类型1.半导体材料的导电特性;1.2 1.9简单二极管电路的分析、计算;1.10、 1. 11二极管限幅电路的分析、计算;1.12 1.16稳压二极管电路的分析、计算;1.17、 1. 18稳压管稳压电路的设计。1.1某N型Si材料的施主密度 厂/cm3。在T=300K和T=550K时Si的本征浓度2分别为-:- c/cm3和1015/cm3。计算在这两种温度下的自由电子浓度和空穴浓度，并说明材料导电特性的变化。解：（1） T=300K,冃疋成立 Im3rf2.25xlfl/cm3。(2) T=550K,应联立I，求解J和。将1 卩代入上二方程可得：讥 川“：
2、由上式解出1 /cm3、-/cm30结论：在T=300K时，九 宀，材料呈现杂质导电特性在T=550K时，J ，材料已呈现本征导电特性1.2当T= 300K时，Ge和Si二极管的反向饱和电流 二分别为1口 A和0.5pA如果将此两个二极管串联连接，有1mA的正向电流流过，试问它们的结电压各为多少？解：,两管已充分导通，故伏安关系近似为I，由此弓，取昨右mV( T=300K=0 IS3灿血匹“知叱V。题图1.21.3 在T=300K时，利用PN结伏安方程作以下估算：(1) 若反向饱和电流-4A，求正向电压为0.1V, 0.2V和0.3V时的电 流。(2) 当反向电流达到反向饱和电流的90%寸，反
3、向电压为多少？(3) 若正、反向电压均为 0.05V，求正向电流与反向电流比值的绝对值。解：(1)V=0.1V 时，VA;V=0.2V 时，厂心 -:mAV=0.3V时，八皿一A;第2页(2)按题意-厂：|由上式解出mm=-2v打界山Mi 5 34(3)厂严叫厂丽严關1.4二极管的伏安特性可用-2 10 计-1)A来表示，设 1 。 如果用一个的干电池正向接在该二极管的两端， 试计算将有多大电流 通过？电流值是否与实际情况相符？解：计算值-1:，实际上，电流一旦超过允许的最大整流电流，管子就因过热而烧毁。1.5题图1.5中所有二极管的反向饱和电流均为：，求输出电压时相应的输入电压 1。题图1.
4、5解：1.6二极管电路如题图1.6所示，判断各图中的二极管是导通还是截止，并求出 A、0两端电压1一。设二极管的导通压降为 0.7V。(a)(b)(c)(d)题图1.6解：(a)首先将二极管D断幵，求二极管两端将承受的电压Vd= 6-(-12)=6VV d(on)= 0.7V，二极管 D导通Vao= 6-0.7= 6.7V(b) 断幵二极管D,二极管两端将承受的电压Vd=- 15-(-12)= 3V ,但要求上， Vo状态4: D、D2均导通。由状态2、3可知，师亠沁叫时d、口均导 通，故此时。7。由上述分析可画出 乜与；关系曲线如图1.13.1所示。题图1.13.11.14题图1.14所示的
5、二极管箝位电路中，设二极管是理想二极管，t=0时，电容两端电压为0,已知其输入信号 L S。(1) 试画出输出电压门的波形。(2) 试总结：要使底部电压箝位于Vmin和顶部电压箝位于 Vnax的原则以及 对输入电压的要求。题图1.14解：(1)设定电压的参考极性如图1.14.1所示题图1.13第#页1.14.10 _a在 -1期间，ViVO,贝y，二极管D正偏导通，Vo=0,电容C被快速充电至L 匚。tT_从 幵始，二二极管D一直反偏截止，电容c无放电回路，二基本保持不变，贝yTt 当时，Vo=0t T当时，i 二r = -T当时，当i T时，叫二乙画出Vo的波形如题图1.14.2所示。题图1
6、.14.2可见，Vo的波形是Vi的波形向上平移Vm，Vo的负向最大值被箝位在 0V。如果把二极管D反接，则Vo的正向最大值被箝位在 0V。(2)构成电路如题图1.14.3所示。题图1.14.3底部箝位于的电路，皿可正可负。顶部箝位于的电路， “可正可负。1.15题图1.15所示电路中，低频正弦电压“1 1 V, Si稳压管=V。试画出稳压管两端的电压 p的波形。题图1.15解：二 V时，九击穿，：-V。比 V时，乜导通，：1 Vo2时，截止， = o波形如题图1.15.1.题图1.15.11.16题图1.16所示电路中，已知几 20V，和一为稳压二极管, 其稳定工作电压分别为 7V和6V，且具
7、有理想的特性，求输出电压 -o题图1.16解：一 未接入电路时，贝y匚。7，故久稳压，故J稳压由于匕1 人二，贝厂:亠较先稳压第#页故此时稳压，则-一七 7-6 N1.17设硅稳压管二和二的稳定电压分别为 5V和10V,求题图1.17中 各电路的输出电压c-o已知稳压管的正向压降为0.7Vo(b)(c)(d)题图1.17解: (a)= 5+10=15V(b)% %(财 +%心.7+0.7(c) = ! = SV(d)% -名的=1.18稳压二极管电路如题图1.18所示，已知稳压管的稳定电压、, 动态电阻1 !-，输入电压的标称值【为10V,但有二的波动。(1)当-时，试求标称电压下流过稳压管的
8、电流上和输出电压匚。在输入电压波动时，输出电压的变化量有多大？当二 丁匚时，】=? = ?题图 1.18二一-耳二 7V VZ=6V解：(1)由于 厂匚，故丄二稳压= 7- = 6V 7, =_ -= 0.01A此时.题图1.18.1增量等效电路由增量等效电路可知,D% = 3.3V 1 = 6V(2)由于，故W不能稳压此时小川1. 19稳压二极管电路如题图1.19所示，已知稳压管的丄二.二3-1-L-。(1)若匚-，试求允许的变化范围； 若匚22V，试求允许的变化范围。题图1.19解: (1)代入上述数值可得：r 耳一冬冬 r茲n I应w由-可得代入上述数值可得： 皿v L -S00Q1.2
9、0由稳压管2DW12构成的稳压电路如题图 1.20，已知2DW12D勺参数为：亠一二匕一 ，卜亠一宀。输入直流电压变化范围为 蚣=111河，负载电阻尺1也。试正确选取限流电阻R的值，并要求尺幵 路时不会烧管。题图1.20解：已知则限流电阻尺的取值范围代入上述数值可得27301.21设计一稳压管稳压电路，要求其中的直流输入电压由汽车上铅酸电池供电，电压在之间波动。负载为一移动式9V半导体收音机，当它的音量最大时，需供给的功率为0.5W。稳压管的主要参数为：稳定电压匚 V,稳定电流的范围为，试选择合适的限流电阻 R。 解：设计的稳压管稳压电路如题图1.21所示。题图 1.21当音量最大时，负载丄上电流的最大
