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 =⨯214

10cm 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 =⨯314

10cm 3-，重复（1）。

（3）若D N =A N =15

10cm 3-,，重复（1）。

（4）若D N =16

10cm 3-，A N =14

10cm 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 cm

3

-，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 =0

2

n n i =⨯125.1610cm 3

-

该半导体为N 型。

（2）因为D A N N -=14

101⨯cm 3

->>i n ，所以多子空穴浓度 0p ≈14101⨯cm 3

-

少子电子浓度

0n =0

2

p 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 =0

2

n n i =14

2101099)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 =A

V

3

10537.0-⨯=13.2Ω D r =D T I U =A

V

3310531026--⨯⨯=0.49Ω

1.4二极管电路如题图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==

L

R E

I mA

题图1.4

E

R L 100

Ω

D

图1.3

（2）94=-=

L )

on (D R U E I mA

（3）378.R R U E I D

L )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

D

T

I 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(42

6)//(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1.7

1.9 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1.9

1.10 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1.10

1.11 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，