模电作业及答案

作业及答案第一章1、什么是P 型半导体、N 型半导体、PN 结？P 型半导体：在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼)，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成P 型半导体，亦可称为空穴型半导体。

主要靠空穴导电。

N 型半导体：在纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷)，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成N 型半导体，亦可称为电子型半导体。

主要靠自由电子导电PN 结：采用不同的掺杂工艺，将P 型半导体与N 型半导体制作在同一块硅片上，在它们的交界面就形成PN 结。

PN 结具有单向导电性。

2、简述PN 结的单向导电性。

在PN 结上外加一电压，如果P 型一边接正极，N 型一边接负极，电流便从P 型一边流向N 型一边，空穴和电子都向界面运动，使空间电荷区变窄，电流可以顺利通过，即PN 结外加正向电压时处于导通状态。

如果N 型一边接外加电压的正极，P 型一边接负极，则空穴和电子都向远离界面的方向运动，使空间电荷区变宽，电流不能流过，即PN 结外加反向电压时处于截止状态。

这就是PN 结的单向导电性。

3、简述PN 结的伏安特性。

如左图所示，当PN 结外加正向电压，电流i 随电压u按指数规律变化；当PN 结外加反向电压，首先没有电流流过，但当反向电压增大到一定程度时，反向电流将急剧增加，将PN 结反向击穿。

P. 67四、已知稳压管的稳压值6V Z U =，稳定电流的最小值min 5mA Z I =。

求图T1.4所示电路中1o U 和2o U 各为多少伏。

解：(a) 1316V 2=1086(500102)6L o DZ L o R K U U V V U V R R K U V-Ω∴⨯=⨯=>=+⨯+Ω∴=只有当加在稳压管两端的电压大于其稳压值时，稳压管输出电压才为：(b) 226V 5=105(55)5L o L o R K U U V V R R K U VΩ∴⨯=⨯=++Ω∴=只有当加在稳压管两端的电压大于其稳压值时，稳压管输出电压才为：P. 69－70: 1.3，1.61.3 电路如图P1.3所示，已知t u i ωsin 5=(V )，二极管导通电压U D =0.7V 。

试画出i u 与o u 的波形图，并标出幅值。

图P1.3 解图P1.31.6 已知图Pl.6 所示电路中稳压管的稳定电压6Z U V =，最小稳定电流min 5Z I mA =，最大稳定电流max 25Z I mA =。

(1)分别计算I U 为10V 、15V 、35V 三种情况下输出电压O U 的值；(2)若35I U V =时负载开路，则会出现什么现象？ 为什么？解： 图Pl.6 (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 。

∴V U I 10=时，V U R R R U I L LO 3.3=+=；V U I 15=时，5LO I LR U U V R R ==+；V U I 35=时，11.7LO I Z LR U U V U R R =≈>+，∴V U U Z O 6==。

(2)当负载开路时，mA I mA RU U I Z ZI Z 2529max =>=-=，故稳压管将因功耗过大而烧毁。

P. 70: 1.8, 1.9, 1.10。

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)图Pl.8解：由于晶体管的集电极电流与发射极电流近似相等，而图中两只管子的两个已知电流相差悬殊，故它们中的小者为基极电流，大者为集电极电流或发射极电流。

根据图(a)所示晶体管的基极电流(10uA)流入管子，所以它是NPN 型管；根据图(b)所示晶体管的基极电流(100uA)流出管子，所以它是PNP 型管。

其晶体管如下图所示：(a) (b)放大倍数分别为311001010a mAmAβ-==⨯355010010b mAmAβ-==⨯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：因为六只晶体管均在放大电路中，通常工作在放大状态，所以直流电位相近的两个极分别为发射极和基极，另一极为集电极；若集电极电位最高，则为NPN 型管，电位最低的为发射极，电位居中的是基极；若集电极电位最低，则为PNP 型管，电位最高的为发射极，电位居中的为基极。

如果b-e 间电压在0.1~0.3V 之间，则为锗(Ge)管；如果b-e 间电压在0.6~0.8V 之间，则为硅(Si)管。

如解图1.9。

解图1.91.10电路如图P1.10所示，晶体管导通时0.7BE U V =，β=50。

试分析BB V 为0V 、1V 、3V 三种情况下T 的工作状态及输出电压O u 的值。

解：(1)当0BB V =时，BE on U U <，T 截止，12O u V =。

(2)当1BB V V =时，因为60BB BEB bV U I A R μ-==图P1.103C B I I mA β==9O CC C c u V I R V =-=所以T 处于放大状态。

(3)当3BB V V =时，因为460BB BEB bV U I A R μ-== 23110.7C B o CC C c BE I I mAu V I R V U Vβ===-=-<=所以T 处于饱和状态。

第二章1、 画出晶体管单管放大电路的三种基本接法电路、直流输入回路、交流输入回路，写出其动态特性参数：Au 、Ri 、Ro 。

解：(1) 基本共射放大电路：VcCC(a)基本共射放大电路 (b)直流输入回路 (c)交流输入回路基本共射放大电路的动态特性参数：o ci b beii b be io cU R U R r U R R r I R R β+==+=电压放大倍数：输入电阻：输出电阻：Au==-(2) 基本共集放大电路：Vcc(a)(b)eCC(c)(a)基本共集放大电路 (b)直流输入回路 (c)交流输入回路基本共集放大电路的动态特性参数：(1)(1)(1)()||=1(1)o ei b be eii b be eib be e b be o e b be eU R U R r R U R R r R I R r R R r R R R r R βββββ++++==+++++=++++电压放大倍数：输入电阻：输出电阻：Au==(3) 基本共基放大电路：V (a)(c)(a)基本共基放大电路 (b)直流输入回路 (c)交流输入回路基本共基放大电路的动态特性参数：(1)1o ci be ei be i e i o cU R U r R U r R R I R R βββ++==++=电压放大倍数：输入电阻：输出电阻：Au==2、说明晶体管单管放大电路的三种接法的特点。

(1)共射电路既能放大电流又能放大电压，输入电阻居三种电路之中，输出电阻较大，频带较窄。

(2)共集电路只能放大电流不能放大电压，是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小的电路，并且具有电压跟随的特性。

(3)共基电路只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数、输出电阻和共射电路相当，是三种接法中高频特性最好的电路。

P.138：习题：2.1、2.22.1分别改正图P2.1所示各电路中的错误，使它们有可能放大正弦波信号。

要求保留电路原来的共射接法。

(a)(b)(c) (d)图P2.1解：(a)将-V CC改为+V CC。

(b)在+V CC与基极之间加R b。

(c)将V BB反接，且在输入端串联一个电阻或一个电容。

(d)在V BB支路加R b，电容极性左边为“+”，在-V CC与集电极之间加R c。

2.2画出图P2.2所示各电路的直流通路和交流通路。

设所有电容对交流信号均可视为短路。

(a)(b)(c) (d)图P2.2解：图P2.2所示各电路的直流通路如解图P2.2.1所示：CC(a)CC(b)(d)解图P2.2.1图P2.2所示各电路的交流通路如解图P2.2.2所示：(a) (b)(c) (d)解图P2.2.2第三章1、画出4种耦合放大电路图，描述其特点。

解：4种常见的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合、光电耦合。

(1) 直接耦合放大电路：CC特点：具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号，并且易于将全部电路集成在一片硅片上，构成集成放大电路。

但其静态工作点相互影响，会给电路的分析、设计和调试带来一定的困难。

(2) 阻容耦合放大电路：CC特点：电路的分析、设计和调试简单易行，并且只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号就可以几乎没有衰减地传递到后级的输入端。

但其低频特性差，不能放大变化缓慢的信号，而且不便于集成化。

(3) 变压器耦合共射放大电路：L特点：它的各级放大电路的静态工作点相互独立，便于分析、设计和调试，但其低频特性差，不能放大变化缓慢的信号，且笨重，更不能集成化，但是可以实现阻抗变换。

(4) 光电耦合放大电路：特点：抗干扰能力强，且具有较强的放大能力。

2、简述3种抑制温漂的措施，画出其电路图。

(1) 在电路中引入直流负反馈，其电路图如下：V(2) 采用温度补偿的方式，利用热敏元件来抵消放大管的变化，其电路图(利用二极管的反向如下所示：特性进行温度补偿)(3) 采用特性相同的管子，使它们的温漂相互抵消，构成“差分放大电路”，其电路图如下所示：BB第四章1、简述集成运放的种类。

按供电方式可分为双电源供电和单电源供电，其中双电源供电又可分为正、负电源对称型和不对称型供电；按集成度可分为单运放、双运放和四运放；按制造工艺可分为双极型、CMOS型和BiMOS型；按工作原理可分为电压放大型、电流放大型、跨导型和互阻型；按可控性可分为可变增益运放和选通控制运放；按性能指标可分为通用型和特殊型，其中特殊型包含高阻型、高速型、高精度型、低功耗型、高压型和大功率型等。

2、简述如何选择集成运放。

集成运放的选择要求：(1) 信号源的性质。

根据信号源是电压源还是电流源，内阻大小、输入信号的幅值及频率的变化范围等来选择运放的参数；(2) 负载的性质。

根据负载电阻的大小，确定所需运放的输出电压和输出电流的幅值；(3) 精度要求。

对信号的处理往往会提出精度要求，根据这些要求选择运放的参数；(4) 环境条件。

3、集成运放的正确使用有哪些？并画出保护措施的电路图。

(1)使用集成运放时必做的工作：①使用运放前必须查阅相关手册，辨认管脚，以便正确连线；②使用运放前往往要用简易测试法判断其好坏，必要时还可采用测试设备量测运放的主要参数；③对于内部无自动稳零措施的运放需外加调零电路，使之在零输入时输出为零；④消除自激振荡。