电工学(电子技术)第六版 秦曾煌 课后答案(DOC)
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256
例14.1图
解： 图（a）电路中的二极管所加正偏压为2V，大于 =0.7V，二极管处于导通状态，则输出电压 = — =2V—0.7V=1.3V。
图（b）电路中的二极管所加反偏压为-5V,小于 ，二极管处于截止状态，电路中电流为零，电阻R上的压降为零,则输出电压 =-5V。
图（c）电路中的二极管 所加反偏压为（-3V），二极管 截止。二极管 所加正偏压为9V，大于 ，二极管 处于导通状态。二极管 接在B点和“地”之间，则 导通后将B点电位箝位在（-0.7V），则 = =-0.7V。
第14章
晶体管起放大作用的外部条件，发射结必须正向偏置，集电结反向偏置。
晶体管放大作用的实质是利用晶体管工作在放大区的电流分配关系实现能量转换。
2．晶体管的电流分配关系
晶体管ห้องสมุดไป่ตู้作在放大区时，其各极电流关系如下：
3．晶体管的特性曲线和三个工作区域
（1）晶体管的输入特性曲线：
晶体管的输入特性曲线反映了当UCE等于某个电压时， 和 之间的关系。晶体管的输入特性也存在一个死区电压。当发射结处于的正向偏压大于死区电压时，晶体管才会出现 ，且 随 线性变化。
解：在 正半周，当 大于3．7V时，二极管 处于正偏压而导通，输出电压箝位在 =3．7V，此时的二极管D2截止。
当 小于3．7V时，二极管 和 均处于反偏压而截止，输出电压 = 。
在 的负半周，当 小于（-3．7V），二极管 处于正偏压而导通，输出电压 =-3．7V，二极管 截止。
257
当 大于(-3．7V)时,二极管 和 均处于反偏压而截止,输出电压 = 。
试指出每只晶体管的B、C、E极。
解： 管： 为B级， 为C极， 为E极。
管： 为E极， 为B极， 为C极。
管： 为C极， 为E极， 为B极。
14.4练习与思考
练习与思考14.1.1电子导电和空穴导电有什么区别，空穴电流是不是自由电子递补空穴所形成的？
259
答：电子导电是指在外电场的作用下，自由电子定向运动形成的电子电流。空穴导电是指在外电场作用下，被原子核束缚的价电子递补空穴形成空穴电流。由此可见，空穴电流不是自由电子递补空穴所形成的。
例14.5图
解： 管： 为C级， 为B极， 为E极。
管： 为B极， 为E极， 为C极。
管： 为E极， 为B极， 为C极。
例14．6在例14．6图中，晶体管 、 、 的三个电极上的电流分别为：
例14.6图
=0.01mA =2mA =—2.01mA
=2mA =—0.02mA =—1.98mA
=—3mA =3.03mA =—0.03mA
例14.2图
例14．3电路如例14．3（a）图所示，设稳压管的稳定电压 =10V，试画出
0V 30V范围内的传输特性曲线 =f( )。
解：当 <10V时， 反向截止，所以 =- ；当 10V时， 反向击穿，所以 = —10—10= —20V。所以传输特性曲线 =f( )如图（b）所示。
例14.3
例14．4晶体管工作在放大区时，要求发射结上加正向电压，集电结上加反向电压。试就NPN型和PNP型两种情况计论。
练习与思考14.1.3N型半导体中的自由电子多于空穴，而P型半导体的空穴多于自由电子，是否N型半导体带负电，而P型半导体带正电？
答：整个晶体呈电中性不带电，所以不能说N型半导体带负电和P型半导体带正电。
练习与思考14.3.1二极管的伏安特性曲线上有一个死区电压。什么是死区电压？硅管和锗管的死区电压典型值约为多少？
晶体管发射结正偏压小于开启电压，或者反偏压，集电结反偏压，晶体管处于截止工作状态，对应输出特性曲线的截止区。此时， =0， = 。
晶体管发射结和集电结都处于正向偏置，即 很小时，晶体管工作在饱和区。此时， 虽然很大，但 。即晶体管处于失控状态，集电极电流 不受输入基极电流 的控制。
14．3典型例题
例14．1二极管电路如例14．1图所示，试判断二极管是导通还是截止，并确定各电路的输出电压值。设二极管导通电压 =0.7V。
答：当二极管正向偏压很小时，正向电流几乎为零，当正向偏压超过一定数值后，电流随电压增长很快。这个一定数值的正向电压称为死区电压。硅管死区电压约为0.5V，锗管的死区电压约为0.1V。
练习与思考14.3.2为什么二极管的反向饱和电流与外加反向电压基本无关，而当环境温度升高时，又明显增大？
答：当二极管加反向电压时，通过PN结的只有少数载流子的漂移运动所形成的漂移电流。在常温下，由于少数载流子数目极少，在不太大的反向电压下已全部通过PN结，因而，即使反向电压再升高，反向饱和电流仍保持很小的数值不变。当环境温度升高时，少数载流子迅速增多，电流也明显增大。
（2）晶体管的输出特性曲线：
晶体管的输出特性曲线反映当 为某个值时， 随 变化的关系曲线。在不同的 下，输出特性曲线是一组曲线。 =0以下区域为截止区，当 比较小的区域为饱和区。输出特性曲线近于水平部分为放大区。
（3）晶体管的三个区域：
晶体管的发射结正偏，集电结反偏，晶体管工作在放大区。此时， = ， 与 成线性正比关系，对应于曲线簇平行等距的部分。
和 的电位哪个高？ 是正还是负？
和 的电位哪个高？ 是正还是负？
和 的电位哪个高？ 是正还是负？
解：先就NPN管来分析。
> , 为正。
> ， 为正。
> ， 为正。
258
PNP管的各项结论同NPN管的各项结论相反。
例14．5用直流电压表测量某电路三只晶体管的三个电极对地的电压分别如例
14．5图所示。试指出每只晶体管的C、B、E极。
练习与思考14.1.2杂质半导体中的多数载流子和少数载流子是怎样产生的？为什么杂质半导体中少数载流的子的浓度比本征载流子的浓度小？
答：杂质半导体中的多数载流子是由掺杂产生的，少数载流子是由本征激发产生的。本征激发产生电子空穴对，其中有一种载流子和多数载流子相同，归于多数载流子，所以少数载流子的浓度比本征载流子的浓度小。
如果分别断开图（d）电路中的二极管 和 ， 处于正偏压为15V， 处于正偏压为25V，都大于 。但是，二极管 所加正偏压远大于 所加正偏压， 优先导通并将A点电位箝位在 =-10V+0.7V=-9.3V,实际上，二极管 处于反偏压，处于截止状态。则输出电压 = =-9.3V。
例14．2电路如例14．2图所示，已知 = （V），二极管导通电压 =0．7V，试画出 与 的波形，并标出幅值。
例14.1图
解： 图（a）电路中的二极管所加正偏压为2V，大于 =0.7V，二极管处于导通状态，则输出电压 = — =2V—0.7V=1.3V。
图（b）电路中的二极管所加反偏压为-5V,小于 ，二极管处于截止状态，电路中电流为零，电阻R上的压降为零,则输出电压 =-5V。
图（c）电路中的二极管 所加反偏压为（-3V），二极管 截止。二极管 所加正偏压为9V，大于 ，二极管 处于导通状态。二极管 接在B点和“地”之间，则 导通后将B点电位箝位在（-0.7V），则 = =-0.7V。
第14章
晶体管起放大作用的外部条件，发射结必须正向偏置，集电结反向偏置。
晶体管放大作用的实质是利用晶体管工作在放大区的电流分配关系实现能量转换。
2．晶体管的电流分配关系
晶体管ห้องสมุดไป่ตู้作在放大区时，其各极电流关系如下：
3．晶体管的特性曲线和三个工作区域
（1）晶体管的输入特性曲线：
晶体管的输入特性曲线反映了当UCE等于某个电压时， 和 之间的关系。晶体管的输入特性也存在一个死区电压。当发射结处于的正向偏压大于死区电压时，晶体管才会出现 ，且 随 线性变化。
解：在 正半周，当 大于3．7V时，二极管 处于正偏压而导通，输出电压箝位在 =3．7V，此时的二极管D2截止。
当 小于3．7V时，二极管 和 均处于反偏压而截止，输出电压 = 。
在 的负半周，当 小于（-3．7V），二极管 处于正偏压而导通，输出电压 =-3．7V，二极管 截止。
257
当 大于(-3．7V)时,二极管 和 均处于反偏压而截止,输出电压 = 。
试指出每只晶体管的B、C、E极。
解： 管： 为B级， 为C极， 为E极。
管： 为E极， 为B极， 为C极。
管： 为C极， 为E极， 为B极。
14.4练习与思考
练习与思考14.1.1电子导电和空穴导电有什么区别，空穴电流是不是自由电子递补空穴所形成的？
259
答：电子导电是指在外电场的作用下，自由电子定向运动形成的电子电流。空穴导电是指在外电场作用下，被原子核束缚的价电子递补空穴形成空穴电流。由此可见，空穴电流不是自由电子递补空穴所形成的。
例14.5图
解： 管： 为C级， 为B极， 为E极。
管： 为B极， 为E极， 为C极。
管： 为E极， 为B极， 为C极。
例14．6在例14．6图中，晶体管 、 、 的三个电极上的电流分别为：
例14.6图
=0.01mA =2mA =—2.01mA
=2mA =—0.02mA =—1.98mA
=—3mA =3.03mA =—0.03mA
例14.2图
例14．3电路如例14．3（a）图所示，设稳压管的稳定电压 =10V，试画出
0V 30V范围内的传输特性曲线 =f( )。
解：当 <10V时， 反向截止，所以 =- ；当 10V时， 反向击穿，所以 = —10—10= —20V。所以传输特性曲线 =f( )如图（b）所示。
例14.3
例14．4晶体管工作在放大区时，要求发射结上加正向电压，集电结上加反向电压。试就NPN型和PNP型两种情况计论。
练习与思考14.1.3N型半导体中的自由电子多于空穴，而P型半导体的空穴多于自由电子，是否N型半导体带负电，而P型半导体带正电？
答：整个晶体呈电中性不带电，所以不能说N型半导体带负电和P型半导体带正电。
练习与思考14.3.1二极管的伏安特性曲线上有一个死区电压。什么是死区电压？硅管和锗管的死区电压典型值约为多少？
晶体管发射结正偏压小于开启电压，或者反偏压，集电结反偏压，晶体管处于截止工作状态，对应输出特性曲线的截止区。此时， =0， = 。
晶体管发射结和集电结都处于正向偏置，即 很小时，晶体管工作在饱和区。此时， 虽然很大，但 。即晶体管处于失控状态，集电极电流 不受输入基极电流 的控制。
14．3典型例题
例14．1二极管电路如例14．1图所示，试判断二极管是导通还是截止，并确定各电路的输出电压值。设二极管导通电压 =0.7V。
答：当二极管正向偏压很小时，正向电流几乎为零，当正向偏压超过一定数值后，电流随电压增长很快。这个一定数值的正向电压称为死区电压。硅管死区电压约为0.5V，锗管的死区电压约为0.1V。
练习与思考14.3.2为什么二极管的反向饱和电流与外加反向电压基本无关，而当环境温度升高时，又明显增大？
答：当二极管加反向电压时，通过PN结的只有少数载流子的漂移运动所形成的漂移电流。在常温下，由于少数载流子数目极少，在不太大的反向电压下已全部通过PN结，因而，即使反向电压再升高，反向饱和电流仍保持很小的数值不变。当环境温度升高时，少数载流子迅速增多，电流也明显增大。
（2）晶体管的输出特性曲线：
晶体管的输出特性曲线反映当 为某个值时， 随 变化的关系曲线。在不同的 下，输出特性曲线是一组曲线。 =0以下区域为截止区，当 比较小的区域为饱和区。输出特性曲线近于水平部分为放大区。
（3）晶体管的三个区域：
晶体管的发射结正偏，集电结反偏，晶体管工作在放大区。此时， = ， 与 成线性正比关系，对应于曲线簇平行等距的部分。
和 的电位哪个高？ 是正还是负？
和 的电位哪个高？ 是正还是负？
和 的电位哪个高？ 是正还是负？
解：先就NPN管来分析。
> , 为正。
> ， 为正。
> ， 为正。
258
PNP管的各项结论同NPN管的各项结论相反。
例14．5用直流电压表测量某电路三只晶体管的三个电极对地的电压分别如例
14．5图所示。试指出每只晶体管的C、B、E极。
练习与思考14.1.2杂质半导体中的多数载流子和少数载流子是怎样产生的？为什么杂质半导体中少数载流的子的浓度比本征载流子的浓度小？
答：杂质半导体中的多数载流子是由掺杂产生的，少数载流子是由本征激发产生的。本征激发产生电子空穴对，其中有一种载流子和多数载流子相同，归于多数载流子，所以少数载流子的浓度比本征载流子的浓度小。
如果分别断开图（d）电路中的二极管 和 ， 处于正偏压为15V， 处于正偏压为25V，都大于 。但是，二极管 所加正偏压远大于 所加正偏压， 优先导通并将A点电位箝位在 =-10V+0.7V=-9.3V,实际上，二极管 处于反偏压，处于截止状态。则输出电压 = =-9.3V。
例14．2电路如例14．2图所示，已知 = （V），二极管导通电压 =0．7V，试画出 与 的波形，并标出幅值。