详细版第1章课后习题参考答案.doc

第一章半导体器件基础

1．试求图所示电路的输出电压Uo，忽略二极管的正向压降和正向电阻。

解：

（a）图分析：

1）若D1导通，忽略D1的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则U O=1V，U D2=1-4=-3V。即D1导通，D2截止。

2）若D2导通，忽略D2的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则U O=4V，在这种情况下，D1两端电压为U D1=4-1=3V，远超过二极管的导通电压，D1将因电流过大而烧毁，所以正常情况下，不因出现这种情况。

综上分析，正确的答案是U O= 1V。

（b）图分析：

1.由于输出端开路，所以D1、D2均受反向电压而截止，等效电路如图所示，所以U O=U I=10V。

2．图所示电路中，E

解：由于E

u o

E u i

3．选择正确的答案填空

在图所示电路中，电阻R为6Ω，二极管视为理想元件。当普通指针式万用表置于R×1Ω挡时，用黑表笔(通常带正电)接A点，红表笔(通常带负电)接B点，则万用表的指示值为( a )。a.l8Ω，b.9Ω，c.3Ω，d.2Ω,e.0Ω

解：由于A端接电源的正极，B端接电源的负极，所以两只二极管都截止，相当于断开，等效电路如图，正确答案是18Ω。

4．在图所示电路中，uI =10sinωt V，E = 5V，二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压uo的波形。

解： （a ）图

当u I ＜E 时，D 截止，u O =E=5V ； 当u I ≥E 时，D 导通，u O =u I u O 波形如图所示。

u ωt

5V 10V uo

ωt

5V 10V 0

（b ）图

当u I ＜-E=-5V 时,D 1导通D 2截止，uo=E=5V ； 当-E ＜u I ＜E 时，D 1导通D 2截止，uo=E=5V ； 当u I ≥E=5V 时，uo=u I

所以输出电压u o 的波形与（a ）图波形相同。

5．在图所示电路中，试求下列几种情况下输出端F 的电位UF 及各元件(R 、DA 、DB)中通过的电流：( 1 )UA=UB=0V ；( 2 )UA= +3V ，UB = 0 V 。( 3 ) UA= UB = +3V 。二极管的正向压降可忽略不计。

解：（1）U A =U B =0V 时，D A 、D B 都导通，在忽略二极管正向管压降的情况下，有：

U F =0V

mA k

R U I F R 08.39.312

12==-=

mA I I I R DB DA 54.12

1

==

= (2) U A =3V U B =0V 时，D A 截止，D B 导通，在忽略二极管正向管压降的情况下，有： U F =0V

mA k

R U I F R 08.39.312

12==-=

mA I DA 0= mA I I R DB 08.3==

(3) U A =U B =3V 时，D A 、D B 都导通，在忽略二极管正向管压降的情况下，有：

U F =3V

mA R U I F R 31.29

.33

1212=-=-=

mA I I I R DB DA 16.12

1

==

= 6．有两个稳压管Dz1和DZ2，其稳定电压分别为5.5V 和8.5V ，正向压降都是0.5V 。如果要得到0.5V 、3V 、6V 、9V 和14V 几种稳定电压，这两个稳压管(及限流电阻)应该如何联接?画出各个电路。 解：

u o =0.5V

u I

+

–

+

–

=3V

u o =9V

D Z2

D Z1

R

+

+

–

–

u I

u o =14V

D Z2

D Z1

R

+

+

–

–

7．在图所示，E=10V ，u=30sin ωt V 。试用波形图表示二极管上电压uD 。

解：分析

1.当u ＜–E= –10V 时，D 截止，u D = u +E ；

2.当u ＞–E 时，D 导通， u D =0V 由此可画出u D 波形如图所示。

30

–––00u (V)

u D (V)

t

t

8．在图所示，E=20V ，R1=900Ω，R2=1100Ω。稳压管DZ 的稳定电压UZ =10V ，最大稳定电流IZmax=8mA 。试求稳压管中通过的电流IZ 。它是否超过IZmax? 如果超过，怎么办?

已知：E=20V ，R 1=900Ω，R 2=1100Ω，U Z =10V ，I Zmax =8mA 。求：I Z

解：设流过R 1的电流为I R1，流过R 2的电流为I R2，则在D Z 起稳压作用时有： mA R U E I Z R 1.1190010

2011=-=-=

mA R U I Z R 1.91100

1022===

mA I I I R R Z 21.91.1121=-=-=

由于I Z ＜I Zmax ，稳压管可以正常工作。如果I Z ＞I Zmax ，则稳压管不能正常工作，这时应适当增大R 1或减小R 2，使I Z ＜I Zmax 。

9．判断下列说法是否正确，并在相应的括号内画 √ 或 ×。 1）P 型半导体可通过纯净半导体中掺入五价磷元素获得。( × ) 2）在N 型半导体中，掺入高浓度的三价杂质可以改型为P 型半导体。(√) 3）P 型半导体带正电，N 型半导体带负电。( × )

4）PN 结内的扩散电流是载流子在电场作用下形成的。( × ) 5）漂移电流是少数载流子在内电场作用下形成的。(√ )

6)由于PN 结交界面两边存在电位差，所以，当把PN 结两端短路时就有电流通过。( × )

7)PN 结方程可以描述PN 结的正向特性和反向特性，也可以描述PN 结的反向击穿特性。( × )

10．图中的二极管D 为理想二极管，试通过计算判断D 是否导通。

解：解法一：将D 断开，求得 V U U U k k A 8)20(4

11)10(64414-=-⨯++-⨯+=

+=