思考题与习题答案

(4)由于温度每升高10C，PN结的反向饱和电流约增大1倍，因此温度为35C时，反向 饱和电流为
(5)二极管在Q点处的直流电阻为 交流电阻为
式中Ud为二极管两端的直流电压，UdUon，Id为二极管上流过的直流电流，Ut为温度的
电压当量，常温下UT26mV，可见rdRD。
1- 2理想二极管组成的电路如题1- 2图所示。试判断图中二极管是导通还是截止，并确定 各电路的输出电压。
(5)试比较二极管在Q点处直流电阻和交流电阻的大小。
解：
(1)半导体的导电能力会随着温度、光照的变化或掺入杂质浓度的多少而发生显着改变， 即半导体具有热敏特性、光敏特性和掺杂特性。
(2)杂质半导体中的多数载流子是由杂质原子提供的，例如 供一个自由电子，P型半导体中一个杂质原子提供一个空穴， 浓度；少数载流子则是由热激发产生的。
小于U°n时，管子截止。若管子导通，再进一步判断其究竟工作在放大区还是饱和区，此时有两 种方法可供选择：一是根据uCE和uBE的大小进行判断。当UCE>Ube（Uc>Ub）时，管子
工作在放大区；当UcEVUBE（UcVUb）时，管子工作在饱和区。二是根据IB和IBS的大小
进行判断。若IBVIbs，管子工作在放大区；若IB>Ibs，管子工作在饱和区。这里采用第二 种方法进行判断。
DZ1正向导通，DZ2反向截止，故uO0.7V。
150，Iceo200H；另一个管子的50，
ICEO10^A，其它参数相同。试问当用作放大时，应选择哪个管子更为合适？
解
应选第二只。因为虽然第二只的较小，但它的ICEO比第一只小得多，而ICEO对温度非常
敏感，会随着温度的增加而迅速增加，从而对放大电路的性能产生较大影响。
解
理想二极管导通时的正向压降为零， 截止时的反向电流为零。 本题应首先判断二极管的工 作状态，再进一步求解输出电压。二极管工作状态的一般判断方法是：断开二极管，求解其端口
电压；若该电压使二极管正偏， 则导通； 若反偏， 则截止。 当电路中有两只或两只以上二极管时， 可分别应用该方法判断每只二极管的工作状态。 需要注意的是， 当多只二极管的阳极相连 (共阳 极接法)时，阴极电位最低的管子将优先导通；同理，当多只二极管的阴极相连(共阴极接法) 时，阳极电位最高的管子将优先导通。
型管，三个电极电位的关系是Uc>Ub>Ue,PNP型管则是Ue>Ub>Uc。可见，两种管型均为
基极电位居中；确定基极后，若有一个电极和基极之间的电位差值约为0.7V或0.2V，则该极为
发射极，且前者为硅管，后者为错管；剩下的电极为集电极，若该集电极的电位最高，说明为NPN型管；电位最低，为PNP型管。
图（a）电路中，三极管导通，根据KVL可求得实际的基极电流为
而临界饱和基极电流为
IbIbs，说明三极管处于临界饱和（临界放大）状态，集电极电流为
(a)
NPN型，硅管，左起
e、b、c；
(b)
PNP型，硅管，左起
c、b、e；
(c)
PNP型，错管，左起
c、e、bo
1-8试判断题1-8图电路中的三极管能否工作在放大区，并求岀三极管的集电极电流值。
设Ube0.7V，UcE（sat）0.3V，50。
解
NPN型工作区域的判断方法： 首先判断管子是否导通，当Ube大于Uon时，管子导通；当Ube
（d）Di、D2为共阳极接法，阴极电位低的管子将优先导通，故D2导通，Di截止。输岀电
压
1-3二极管组成的电路及其相应输入电压波形如题1-3图所示。已知D1>D2的导通电压
为0.3V，试分别画岀它们的输岀电压波形，并用Multisim软件进行仿真验证。
解Multisim软件仿真验证略。
（a）本题电路中有动态电压输入，注意此时二极管的工作状态取决于电路中直流电源与交 流信号的幅值关系。波形图如下：
1- 6已知三极管的两个电极上的电流如题1- 6图中所标注。试标注另一电极上电流的大小 和方向， 并在圆圈中画岀三极管的电路符号。 若管子均工作于放大状态， 试分别求岀它们的电流 放大系数 。
由于两个电极上的电流数值相差很大，显然其中的小电流为基极电流，大电流为集电极电 流或发射极电流。
流岀，可判定为集电极电流。
思考题与习题
1- 1回答以下问题：
(1)半导体材料具有哪些主要特性？
(2)分析杂质半导体中多数载流子和少数载流子的来源；
(3)P型半导体中空穴的数量远多于自由电子，N型半导体中自由电子的数量远多于空穴，
为什么它们对外却都呈电中性？
(4)已知温度为15C时，PN结的反向饱和电流Is10A。当温度为35C时，该PN结 的反向饱和电流Is大约为多大？
(3)尽管P型半导体中空穴浓度远大于自由电子浓度，但
P型半导体中，掺杂的杂质原子因获得一个价电子而变成带负电的杂质离子(但不能移动)，价 电子离开后的空位变成了空穴，两者的电量相互抵消，杂质半导体从总体上来说仍是电中性的。 同理，N型半导体中虽然自由电子浓度远大于空穴浓度，但N型半导体也是电中性的。
电路符号和电流标注如下图所示:
图（a）的电流放大系数 图（b）的电流放大系数 图（c）的电流放大系数
1- 7测得放大状态下三极管各个电极的对地静态电位如题
类型（NPN型、PNP型、硅管、错管），并注明电极e、b、c的位置
根据题意，图中的三极管均处于放大状态。由于此时发射结正偏、集电结反偏，故对于NPN
（b）Di、D2为共阴极接法，阳极电位高的管子将优先导通，因此只有当两个输入电压均为
0V时，输岀才为一0.3V，其他情况下的输岀均为2.7V。波形图如下:
DZ1、DZ2均工作在反向击穿状态，故uO5V 10V 15V。DZ1、DZ2均为正向导通，故uO0.7V 0.7V 1.4V。
DZ1首先被反向击穿，将输岀电压钳位在uOFra Baidu bibliotekV，于是DZ2
(a)断开二极管D，阳极电位为12V，阴极电位为6V，故导通。输岀电压UO12V。
(b)断开二极管D1、D2,D1、D2为共阴极接法，其阴极电位均为6V，而D1的阳极电位 为9V，D2的阳极电位为5V,故D1优先导通，将D2的阴极电位钳制在7.5V，D2因反向偏置而 截止。输岀电压UO7.5V。
(c)D1、D2为共阴极接法，同理可得D1导通，D2截止。输岀电压U。6V。