电路基础与集成电子技术-第4章习题解答

第4章半导体二极管和晶体管

习题解答

【4-1】填空：

1．本征半导体是，其载流子是和。两种载流子的浓度。

2．在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于，而少数载流子的浓度则与有很大关系。

3．漂移电流是在作用下形成的。

4．二极管的最主要特征是，与此有关的两个主要参数是

和。

5．稳压管是利用了二极管的特征，而制造的特殊二极管。它工作在。描述稳压管的主要参数有四个，它们分别是、、、和。

6．某稳压管具有正的电压温度系数，那么当温度升高时，稳压管的稳压值将。

7．双极型晶体管可以分成和两种类型，它们工作时有

和两种载流子参与导电。

8．场效应管从结构上分成和两种类型，它的导电过程仅仅取决于载流子的流动；因而它又称作器件。

9．场效应管属于控制型器件，而双极型晶体管是控制型器件。

10．当温度升高时，双极性晶体管的β将，反向饱和电流I CEO将，正向结压降U BE将。

11．用万用表判断电路中某个晶体管的工作状态时，测出最为方便。

12．晶体管工作有三个区域，在放大区时，应保证和；在饱和区，应保证和；在截止区，应保证和。

13．当温度升高时，晶体管的共射输入特性曲线将，输出特性曲线将，而且输出特性曲线之间的间隔将。

解：

1.化学成分纯净的半导体，自由电子，空穴，相等。

2.杂质浓度，温度。

3.少数载流子，(内)电场。

4.单向导电性，正向导通压降U F和反向饱和电流I S。

5.反向击穿特性曲线陡直，反向击穿区，稳定电压（U Z），稳定电流（I Zmin），最大管耗（P Zmax），动态电阻（r Z）。

6.增大。

7.NPN，PNP，自由电子，空穴。

8.结型，绝缘栅型，多子，单极型。

9.电压，电流。

10.变大，变大，变小。

11.各管脚对地电压。

12.发射结正偏，集电结反偏；发射结正偏，集电结正偏；发射结反偏，集电结反偏。

13.左移，上移，增大。

【4-2】在题图4-2的各电路图中，U =5V ，u i =10t ωsin V ，二极管VD 视为理想二极管，试分别画出输出电压u o 的波形。

u i u o

R

VD U

u i

u o

R VD

U

(a) (b)

图4-2 题4-2电路图

解：

波形如解图4-2（a ）（b ）

u i

/V

u i /V

u o u o t

ωt

ωt

ωt

O

(a)

(b)

解图4-2

【4-3】 在题图4-3中，试求下列几种情况下输出端对地的电压U Y 及各元件中通过的电流。（1）U A =10V ，U B =0V ；（2）U A =6V ，U B =5V ；（3）U A =U B =5V 。设二极管为理想二极管。

U

Y

VD U A U B

解图4-3 题4-3电路图

解：

（1）A VD 导通，B VD 截止

D B D A R 10V

0,

1m A

(19)k

I I I ====+Ω Y R 9V U I R =⋅=

（2）A VD 导通，B VD 截止 D B D A R

6V

0,0.6mA 10k I I

I ====Ω

Y R 5.4V U I R =⋅= （3）A VD 、B VD 均导通

R 5V

0.526mA 9.5k I =

≈Ω

R

D A D B

0.263m A 2

I I I ==≈ Y R 4.74V U I R =⋅=

【4-4】设硅稳压管VD z1和VD z2的稳定电压分别为5V 和10V ，正向压降均为0.7V 。求题图4-4中各电路的输出电压U O 。

VD Z1VD Z225V

U O

1k Ω

( )

b 25V

U O

1k Ω( )

c ( )

d ( )a 25V

U O

1k Ω

25V

U O

1k Ω

VD Z1VD Z2VD Z1VD Z2

VD Z1VD Z2

图4-4 题4-4电路图

解：

图(a)15V; 图(b)1.4V; 图(c)5V; 图(d)0.7V 。

【4-5】有两个稳压管VD Z1和VD Z2，其稳定电压值分别为5.5V 和8.5V ，正向压降都是0.5V 。如果要得到3V 的稳定电压，应如何连接？

解：

连接方法如解图4-5所示。

VD Z1

VD Z2

U O

1k Ω

U I

R

解图4-5

【4-6】 有两个晶体管分别接在电路中，已知它们均工作在放大区，测得各管脚的对地电压分别如下表所示。试判别管子的三个电极，并说明是硅管还是锗管?是NPN 型还是PNP 型?

解：

晶体管Ⅰ为NPN 型硅管，1、2、3管脚依次是b 、e 、c ； 晶体管Ⅱ为PNP 型锗管，1、2、3管脚依次是c 、b 、e 。

【4-7】 如何用指针式万用表判断出一个晶体管是NPN 型还是PNP 型？如何判断出管子的三个管脚？锗管、硅管又如何通过实验区别出来？ 解：

(1) 先确定基极：万用表调至电阻欧姆×100或×1k 挡，随意指定一个管脚为基极，把任一个表笔固定与之连接，用另一表笔先后测出剩下两个电极的电阻，若两次测得电阻都很大（或很小）。把表笔调换一下再测一次，若测得电阻都很小（或很大），则假定的管脚是基极。若基极接红表笔时两次测得的电阻都很大，为NPN 型，反之为PNP 型。

(2) 判断集电极：在确定了基极和晶体管的类型之后，可用电流放大倍数β的大小来确定集电极和发射极。现以NPN 型晶体管为例说明判断的方法。

先把万用表的黑笔与假定的集电极接在一起，并用一只手的中指和大拇指捏住，红表笔与假定的发射极接在一起，再用捏集电极的手的食指接触基极。这相当通过人手皮肤的电阻给基极加电流。记下表针偏转的角度，然后两只管脚对调再测一次。这两次测量中，表针偏转角度大的一次所假设的晶体管电极是对的。因为集电区掺杂浓度低，现在集电极变成发射极，当然β 要降低，表针偏转角度小。

【4-8】在某放大电路中，晶体管三个电极的电流如题图4-8所示，试确定晶体管各电极的名称；说明它是NPN 型，还是PNP 型；计算晶体

管的共射电流放大系数β。

解：

①－c ，②－b ，③－e ；PNP 型 ；

1.2mA

400.03mA

β=

=

图

图4-8 题4-8晶体管电极电流图

【4-9】 用万用表直流电压挡测得电路中晶体管各极对地电压如题图4-9所示，试判断晶体管分别处于哪种工作状态(饱和、截止、放大)？

1

3I =