模拟电子技术基础(陈兴宇)
第 1 章 常用半导体器件
1.1 选择合适答案填入空内。
(l)在本征半导体中加入( A )元素可形成 N 型半导体,加入( C )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) 。
A.增大
B.不变
C.减小
(3)工作在放大区的某三极管,如果当 IB 从 12 uA 增大到 22 uA 时,IC 从 lmA 变为 2mA ,那么它
的β约为( C ) 。
A.83
B.91
C.100
(4)当场效应管的漏极直流电流 ID 从 2mA 变为 4mA 时,它的低频跨导 gm 将( A ) 。
A.增大;
B.不变;
1.2 电路如图 P1.2 所示,已知
C.减小
t
10sin
iu
(V),试画出 iu 与 ou 的波形。设二极管导通电
压可忽略不计。
图 P1.2
解图 P1.2
解: iu 与 ou 的波形如解图 Pl.2 所示。
1.3 电路如图 P1.3 所示,已知
ui
sin5
t
(V),二极管导通电压 UD=0.7V。试画出 iu 与 ou 的
波形图,并标出幅值。
1.4 电路如图 P1.4 所示, 二极管导通电压 UD=0.7V,常温下
mV
,电容 C 对交流信号可
图 P1.3
解图 P1.3
26
U T
视为短路; iu 为正弦波,有效值为 10mV。试问二极管中流过的交流电流的有效值为多少?
解:二极管的直流电流
I
D
(
V U
D
) /
R
2.6
mA
其动态电阻:
/
r U I
D
T
10
D
图 P1.4
故动态电流的有效值:
/
I U r
d
D
i
1
mA
1.5 现有两只稳压管,稳压值分别是 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:(1)串联相接可得 4 种:1.4V;14V;6.7V;8.7V。
(2)并联相接可得 2 种:0.7V;6V。
1.6 已知图 Pl.6 所示电路中稳压管的稳定电压
ZU
6
V
,最小稳定电流
ZI
min
5
mA
,最大稳定电流 max
ZI
25
mA
。
(1)分别计算 IU 为 10V 、15V 、35V 三种情况下输出电压 OU 的值;
(2)若
IU
35
V
时负载开路,则会出现什么现象? 为什么?
解:(1)只有当加在稳压管两端的
电压大于其稳压值时,输出电压才为 6V。
∴
U I
10
V
时,
U
O
U I
15
V
时,
U
O
R
L
RR
L
U
I
3.3
V
;
R
L
R R
L
U
I
5
V
;
U I
35
V
时,
U
O
(2)当负载开路时,
I
Z
R
L
R R
U
I
U
R
L
Z
U
I
11.7
V U
,∴
U
O
U
Z
Z
6
V
。
29
mA
I
max
Z
25
mA
,故稳压管将被烧毁。
1.7 在图 Pl.7 所示电路中,发光二极管导通电压
UD =1.5V ,正向电流在 5~15mA 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?
2
解:(1)S 闭合。
(2) R 的范围为:
R
min
(
V U
) /
I
D
D
max
233
R
max
(
V U
) /
I
D
D
min
700
图 P1.7
1.8 现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图 P1.8 所示。分别求另一电极的电流,标出
其方向,并在圆圈中画出管子,且分别求出它们的电流放大系数β。
(a)
(b)
(a)
(b)
图 Pl.8
解图 Pl.8
解:答案如解图 Pl.8 所示。
a mA
放大倍数分别为
1
/10
A
100
和
b
5
mA
/100
A
50
1.9 测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图 P1.9 所示。在圆圈中画出管子,并说明它们是
硅管还是锗管。
图 P1.9
解:如解图 1.9。
3
解图 1.9
1.10 电路如图 P1.10 所示,晶体管导通时
BEU
0.7
V
,β=50。试分析 BBV 为 0V、1V、3V
三种情况下 T 的工作状态及输出电压 Ou 的值。
解: (1)当
BBV 时,T 截止,
0
Ou
12
V
。
(2)当
BBV
1
V 时,因为
V
BB
BQ
U
R
b
BEQ
60
A
I
BQ
3
mA
CQ
I
I
u
O
V
CC
I R
CQ c
9
V
图 P1.10
所以 T 处于放大状态。
(3)当
BBV
V 时,因为
3
I
BQ
V
BB
U
R
b
BEQ
460
A
,
I
CQ
I
BQ
23
mA
I
CS
V
CC
U
R
c
CES
11.3
mA
, 所以 T 处于饱和状态。
1.11 电路如图 Pl.11 所示,晶体管的β=50 ,
BEU
0.2
V
,饱和管压降
CESU
0.1
V
;稳压
管 的 稳 定 电 压
ZU
5
V
, 正 向 导 通 电 压
DU
0.5
V
。 试 问 : 当
Iu
0
V
时 Ou ? ; 当
Iu
V 时 Ou ?
5
解:当
Iu
0
V
时,晶体管截止,稳压管击穿,
u
O
U
Z
。
5
V
4
当
Iu
V 时,晶体管饱和,
5
Ou
0.1
V
。
因为:
I
B
u U
I
R
b
BE
480
A
,
I
C
I
B
24
mA
,
U
V
CC
I R
C
c
0
EC
图 P1.11
1.12 分别判断图 Pl.12 所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
图 P1.12
解:(a)可能;(b)可能;(c)不能;(d)不能,T 的发射结会因电流过大而损坏。(e)可能。
1.13 已知放大电路中一只 N 沟道场效应管三个极① 、② 、③ 的电位分别为 4V 、8V 、12V ,
管子工作在恒流区。试判断它可能是哪种管子(结型管、MOS 管、增强型、耗尽型),并说明① 、
② 、③ 与 G 、S 、D 的对应关系。
解:管子可能是增强型管、耗尽型管和结型管,三个极① 、② 、③ 与 G 、S 、D 的对应关
系如解图 Pl.13 所示。
5
1.14 已知场效应管的输出特性曲线如图 Pl.14 所示,画出它在恒流区的转移特性曲线。
解图 Pl.13
图 Pl.14
(a)
(b)
解图 Pl.14
解:在场效应管的恒流区作横坐标的垂线(如解图 Pl.14 (a)所示),读出其与各条曲线交点的纵坐
标值及 GSu 值,建立
i
D
(
f u
GS
)
坐标系,描点,连线,即可得到转移特性曲线,如解图 Pl.14 (b)
所示。
1.15 电路如图 P1.15 所示,T 的输出特性如图 Pl.14 所示,分析当 Iu =4V、8V 、12V 三种情况
下场效应管分别工作在什么区域。
解:根据图 P1.14 所示 T 的输出特性可知,其开启电压为 5V ,根据图 Pl.15 所示电路可知
u 。
I
u
GS
当 Iu =4V 时, GSu 小于开启电压,故 T 截止。
当 Iu =8V 时,设 T 工作在恒流区,根据输出
特性可知
Di
0.6
mA
,管压降
u
DS
V
DD
i R
D d
10
V
,
6
因此,
u
GD
u
GS
u
DS
,小于开启电压,
2
V
说明假设成立,即 T 工作在恒流区。
12
V
当 Iu =12V 时,由于
DDV
图 Pl.15
,必然使 T 工作在可变电阻区。
l.16 分别判断图 Pl.16 所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。
(a)
(b)
(c)
图 P1.16
(d)
解:(a)可能,(b)不能,(c)不能,(d)可能。
补充 1.电路如补图 P1(a)、(b)所示,稳压管的稳定电压
ZU
3
V
, R 的取值合适, Iu 的波形
如图(c)所示。试分别画出 1Ou 和 2Ou 的波形。
(a)
(b)
补图 P1
(c)
解:波形如下图所示
7
补充 2.在温度 20oC 时某晶体管的
CBOI
,
A
2
试问温度是 60oC 时的
CBOI
?
解:
I
CBO
60
I
4
20 2
CBO
2 2
4
32
A
。
补充 3.有两只晶体管,一只的β=200 ,
CEOI
A
200
;另一只的β=100 ,
CEOI
10
A
,
其它参数大致相同。你认为应选用哪只管子?为什么?
解:选用β=100 ,
CEOI
10
A
的管子,因其β适中, CEOI 较小,因而温度稳定性较另一只管
子好。
补充 4.电路如补图 P4 所示,试问β大于多少时晶体管饱和?
解:取 CES
U
U
BE
,若管子饱和,
V
CC
则
V
CC
BE
U
R
b
U
R
c
BE
R
, 即 b
R
c
所以,
R
b
R
c
100
时,管子饱和。
补图 P4
8