模拟电子线路习题习题答案(DOC)

第一章1.1 在一本征硅中，掺入施主杂质，其浓度D N =⨯21410cm 3-。

（1）求室温300K 时自由电子和空穴的热平衡浓度值，并说明半导体为P 型或N 型。

（2 若再掺入受主杂质，其浓度A N =⨯31410cm 3-，重复（1）。

（3）若D N =A N =1510cm 3-,，重复（1）。

（4）若D N =1610cm 3-，A N =1410cm 3-，重复（1）。

解：（1）已知本征硅室温时热平衡载流子浓度值i n =⨯5.11010 cm3-，施主杂质D N =⨯21410cm 3->> i n =⨯5.11010 cm 3-，所以可得多子自由浓度为0n ≈D N =⨯21410cm 3-少子空穴浓度0p =02n n i =⨯125.1610cm 3-该半导体为N 型。

（2）因为D A N N -=14101⨯cm 3->>i n ，所以多子空穴浓度 0p ≈14101⨯cm 3-少子电子浓度0n =02p n i =⨯25.2610cm 3-该半导体为P 型。

（3）因为A N =D N ,所以0p = 0n = i n =⨯5.11010cm 3-该半导体为本征半导体。

（4）因为A D N N -=10-161014=99⨯1014（cm 3-）>>i n ，所以，多子自由电子浓度 0n =⨯991410 cm 3-空穴浓度0p =02n n i =142101099)105.1(⨯⨯=2.27⨯104（cm 3-）该导体为N 型。

1.3 二极管电路如图1.3所示。

已知直流电源电压为6V ，二极管直流管压降为0.7V 。

（1） 试求流过二极管的直流电流。

（2）二极管的直流电阻D R 和交流电阻D r 各为多少？解：（1）流过二极管的直流电流也就是图1.3的回路电流，即 D I =A 1007.06-=53mA (2) D R =AV310537.0-⨯=13.2Ω D r =D T I U =AV3310531026--⨯⨯=0.49Ω1.4二极管电路如题图1.4所示。

（1）设二极管为理想二极管，试问流过负载L R 的电流为多少？（2）设二极管可看作是恒压降模型，并设二极管的导通电压7.0)(=on D U V ，试问流过负载L R 的电流是多少？（3）设二极管可看作是折线模型，并设二极管的门限电压7.0)(=on D U V ，()Ω=20on D r ，试问流过负载的电流是多少？（4）将电源电压反接时，流过负载电阻的电流是多少？（5）增加电源电压E ，其他参数不变时，二极管的交流电阻怎样变化？解：（1）100==LR EI mA题图1.4ER L 100ΩD图1.3（2）94=-=L )on (D R U E I mA（3）378.R R U E I DL )on (D =+-=mA（4） 0I ≈-=或S I I（5）E 增加，直流电流D I 增加，交流电阻DTI U 下降。

1.6 在图1.6所示各电路中，设二极管均为理想二极管。

试判断各二极管是否导通，并求U o 的值。

题图1.6解：(1)在图(a)中，V 2导通，V 1截止，U 0＝5V 。

(2)在图(b)中，V 1导通，V 2截止，U 0＝0V 。

(3)在图(c)中，V 1、V 2均导通，此时有V R R R R R E U 984.12)051.0//1(426)//(432140=++⨯=++⋅=1.7 二极管限幅电路如图1.7(a)、(b)所示。

将二极管等效为恒压降模型，且U D(on)=0.7V 。

若u i ＝5sin ωt(V)，试画出u 0的波形。

题图1.7解：(1)在图(a)中：当u i ＞一2.7V 时，V 管截止，u 0＝一2V ；当u i ≤一2.7V 时，V 管导通，u 0＝u i 。

当u i ＝5sin ωt(V)时，对应的u 0波形如图答图1.7(a)所示。

(2)在图(b)中：当u i ＞1.3V 时，V 管截止，u 0＝u i ；当u i ≤1.3V 时，V 管导通，u 0＝2V 。

其相应波形如答图1.7 (b)所示。

答图1.71.9 在题图1.9 (a)所示电路中，二极管等效为恒压降模型。

已知输入电压u1、u2的波形如题图1.9(b)所示，试画出u0的波形。

题图1.9解：该电路为高电平选择电路，即u1、u2中至少有一个为3V，则u0＝3一0.7＝2.3V。

u1、u2均为0时，u o＝一0.7V。

其波形答图1.9(c)所示。

答图1.91.10 在题图1.10所示电路中，设稳压管的U z ＝5V ，正向导通压降为0.7V 。

若u i ＝10 sin ωt(V)，试画出u 0的波形。

题图1.10解：当u i ≥5V 时，V z 击穿，u 0＝5V 。

当u i ≤一0.7V 时，V z 正向导通，u 0＝一0.7V 。

当一0.7V ＜u i ＜5V 时，V z 截止，u 0＝u i 。

由此画出的u 0波形如答图1.10所示。

答图1.101.11 稳压管电路如题图1.11所示。

（1）设%)101(20±=i U V ，稳压管Z D 的稳定电压Z U =10V ，允许最大稳定电流m ax Z I =30mA ，min Z I =5mA, min L R =800Ω,m ax L R =∞。

试选择限流电阻R 的值。

（2）稳压管的参数如（1）中所示，R=100Ω，L R =250Ω，试求i U 允许的变化范围。

（3）稳压管的参数如（1）中所示，当Z U =10V 时，其工作电流Z I =20mA ，Z r =12Ω，如i U =20V 不变，试求L R 从无穷大到1k Ω时，输出电压变化的值0U ∆为多少？解：（1）因为max min max min (2210)40030i Z Z L U U VR I I mA--===Ω+式中，因m ax L R ∞→，所以min L I =0，221.02020max =⨯+=i U V min max min max (1810)457(512.5)i Z Z L U U VR I I mA--===Ω++式中 5.1280010max ==L I mA,)1.02020(min ⨯-=i U V=18V 选择R 应满足：400Ω<R<457Ω(2) 当Ω=250L R 时，4025010==L I mA 。

当Z I 达到最大时 ，17101.0)4030()(max max =+⨯+=++=Z L Z i U R I I U （V ） 当Z I 为min Z I 时，5.14101.0)405()(min min =+⨯+=++=Z L Z i U R I I U （V ） 即i V 的变化范围是14.5~17V 。

（3）当∞=L R 时，o U =10V 。

当Ω=k R L 1时，o U =10V 8814.9100012100010=+⨯=+⨯L Z L R r R （V ）6.118108814.9-=-=∆o U （mV ）或6.1181210001210=+⨯=+=∆Z L Z Zo r R r U U 9(mV)第二章2.1已知晶体管工作在线性放大区，并测得个电极对地电位如题图2.1所示。

试画出各晶体管的电路符号，确定每管的b、e、c极，并说明是锗管还是硅管。

解：8V0V0.7V 硅NPN-8V0V-0.7V 硅PNP1V4V3.7V 锗PNP9V4.3V 锗NPN4V题图（a）：题图（b）：题图（c）：题图（d）：8V0V(a)-8V0V(b)1V3.7V(c)4.3V9V(d)题图2.12.3已测得晶体管电极管各电极对地电位如题图2.3所示，试判别各晶体管的工作状态（放大、饱和、截止或损坏）。

解：题图（a ）3AX 为PNP 锗管，30.U BE -=V （正偏），74.U CE -=V （反偏），放大状态题图（b ）：e 结反偏，c 结反偏，截止状态 题图（c ）：e 结正偏，c 结正偏，饱和状态 题图（d ）：e 结开路，晶体管损坏2.4PN N +型晶体管基区的少数载流子的浓度分布曲线如题图2.4所示，其中n b 0表示平衡时自由电子的浓度。

（1）说明每种浓度分布曲线所对应的发射结和集电结的偏置状态。

（2）说明每种浓度分布曲线所对应的晶体管的工作状态。

-0.3V0V(a)12V0V(d)3DG8 6.3V7V(c)8V3V(b) 3BX1 题图2.3解：（1）对于PN N +晶体管，当发射结（集电结）正偏时，由于从发射区（集电区）向基区注入了非平衡少子电子，所以)(01x x x ==处P 区边界上少子电子的浓度大于平衡的电子浓度0b n ，当发射结（集电结）反偏时，在阻挡层两侧边界上的少子浓度趋向于零。

据此，可以判别：（1）图 (a)：发射结反偏，集电结反偏。

图 (b)：发射结正偏，集电结反偏。

图 (c)：发射结正偏，集电结正偏。

图 (d)：发射结反偏，集电结正偏。

（2）图 (a)：截止。

图 (b)：放大。

图 (c)：饱和。

图（d ）：反向放大。

2.6某晶体管的共射输出特性曲线如题图2.6所示 （1） 求I BQ =0.3mA 时，Q 1、Q 2点的β值。

（2） 确定该管的U (BR)CEO 和P CM 。

题图2.6解：（1）Q 1点：。

点：0,502≈≈ββQ （2）。

mW P V U CM CEO BR 330,40)(≈≈+N)(x n pb n 1x xO（d ）PN+N)(x n pb n 1x xO（c ）PN题图2.42.7硅晶体管电路如题图2.7所示。

设晶体管的7.0)(=on BE U V ，100=β。

判别电路的工作状态。

解：()。

因而管子处于截止状态中，由于在题图V U U ,U a CC C BE 120==<题图（b ）：)V (..U mA .I I AR )(R .I CEQ BQ CQ EB BQ 5735215522517015=⨯-====++-=βμβ处于放大状态题图（c ）：μ71=BQ I A ，1.7=CQ I mA36121715.)(.U CEQ -=+-=(V)不可能，表明晶体管处于饱和状态。

9V1VD 0.3V （a ）TR B470k Ω R C 2k ΩR E 1k Ω（b ）T R B100k Ω R C 2k ΩR E 1k Ω（c ）15V15V题图2.72.8题图 2.8(a)、(b)所示分别为固定偏置和分压式电流负反馈偏置放大电路。

两个电路中的晶体管相同，U BE(on)=0.6V 。

在20o C 时晶体管的β=50，55o C 时，β=70。