电工电子技术基础-第8章

t
[8.04] 电路如图 T8.04 所示，已知 ui=5sin t V，二极管导通压降 UD=0.7V，试画出 ui 和 uo 的波形，并标出幅值。
＋12V DA A DB B
图 T8.04 8.04 题的图 图 T8.05 8.05 题的图
R Y
[解] ui 和 uo 的波形如图 JT 8.04。
I R I Z I O 10 20 30mA
于是，限流电阻为
R
于是，R 上消耗功率为
Ui UZ 96 100 IR 30 10 3
PR （U i U Z )2 / R (9 6)2 / 100 0.09 W
故可选阻值为 100Ω、功率为 0.25W 的电阻作为限流电阻。 [8.12] 测得放大电路中三只晶体管三个电极的直流电位如图 T8.12 所示。 试分别判断它 们的管型（NPN、PNP）、对应的电极及所用材料（硅或锗）。
（3）当 VA=VB=＋3V 时，两只二极管同时导通，则
VY +3V
I A IB 1 1 12 3 IR 1.15m A 2 2 3.9 K
[8.06] 在图 T8.06 所示电路中，试求下列几种情况下，输出端 Y 的电位 VY 及 DA、DB、 R 中通过的电流，设二极管正向压降忽略不计。 （1）VA=＋10V，VB=0V； （2）VA=＋6V，VB=＋5.8V； （3）VA=VB=＋5V。
3
图 T8.10 8.10 题的图
[解] 图（a）中，DZ1、DZ2 都处在稳压工作状态，UO= UZ1+ UZ2=8+6=14V。 图（b）中，因为 UZ1＞UZ2，两个稳压管并联起到稳压作用的是稳定电压值小的稳压管， 故，UO= UZ2=6V。 图 （c） 中， DZ1、 DZ2 反接串联， DZ1 稳压工作， DZ2 正向导通， UO= UZ1+ UD=8+0.7=8.7V。 图（d）中，DZ1、DZ2 反接并联，UO= UD=0.7 V。 [8.11] 设计一稳压管稳压电路，要求输出电压 UO=6V，输出电流 IO=20mA，若输入直 流电压 Ui=9V，试选用稳压管型号和合适的限流电阻值，并检验它们的功率。 [解] 由要求可知：UO=UZ=6V，故选用 2DW7A 稳压管，IZ=10mA 由 KCL 定律可得：
IR
二极管中电流
E 12 3.08m A R 3.9 K
1
IA IB
1 I R 1.54mA，VY 0 V 2
（2）VA=＋3V，VB=0V 时，B 点电位较低，DB 首先导通，使 VY =0V，DA 反向截止，将 VA 隔离。
IR IB
12 3.08mA，I A 0 3.9 K
IA
6 5.59 0.41m A ； 1
6 5.8 VY 1 1 5.59 V 1 11 9 5.8 5.59 IB 0.21m A ； 1
IR
5.59 0.62m A 9
（3）VA=VB=＋5V 时，两管同时导通，故
5 5 VY 1 1 4.74 V ； 1 11 9
表 JT8.12
T1：NPN 型硅管 12V C极 3.75V B极 3V E极
T2：PNP 型硅管 12V E极 11.7V B极 0V C极 12V
T3：PNP 型硅管 15V E极 14.7V B极 C极
[8.13] 测量某硅管各电极对地的电压值如下，试判断管子工作区域。 （1）VC=6V VB=0.7 V VE=0V； （2）VC=6V VB=2V VE=1.3 V； （3）VC=6V VB=6V VE=5.4 V； （4）VC=6V VB=4V VE=3.6 V； （5）VC=3.6 V VB=4V VE=3.4 V。 [ 解] （1）VBE =VB－VE =0.7 V，VCE = 6V，工作在放大区。 （2）VBE =VB－VE =0.7 V，VCE = 4.7 V，工作在放大区。 （3）VBE =VB－VE = 6－5.4 =0.6 V，VB = VC=6V，VCE= VBE＜VCES，工作在饱和区。 （4）VBE =VB－VE =4－3.6=0.4 V＜（0.6～0.7 V），工作在截止区。 （5）VBE =VB－VE =4－3.4=0.6 V，VCE =3.6－3.4=0.2 V＜VCES，工作在饱和区。 [8.14] 电路如图 T8.14 所示，VCC=15V，β=100，UBE=0.7 V。试问： （1）RB=50KΩ时，UO=？ （2）若 T 临界饱和，则 RB≈？
图 T8.12 8.12 题的图
[解] 晶体管工作在放大状态时，电位满足下列关系： NPN 管：UC＞UB＞UE PNP 管：UC＜UB＜UE 硅管导通时发射结压降大约为 0.7 V，锗管导通时发射结压降大约为 0.3 V。
4
由图可知：T1 有两个极的电位相差 0.75V，而另一个极电位最高，因此可判断 T1 为 NPN 型 硅管。T2 和 T3 均有两个极电位相差 0.3 V，而另一个极电位最低，因此可判断 T2 和 T3 均为 PNP 型锗管，对应的电极见表 JT8.12
I D 2 m A/ V 0.67 m A/ V U GS 3
[8.17] N 沟道结型场效应管的 UGS 值为什么取负值？ [解] 场效应管是利用栅源间的电场效应控制漏极电流的工作而得名的。N 沟道结型场 效应管，源极 S 接 N 区，栅极 G 接两个 P+区，只有 UGS 为负，PN 结才能反偏，在这种情 况下，改变 U GS →改变反偏电压的大小→改变耗尽层厚度→改变导电沟道宽度→改变漏极 电流大小，达到△UGS 控制△ID 的目的。若 N 沟道结型场效应管的 UGS 值为正，不仅不能起 到电压控制电流的目的，而且极容易烧坏管子。 [8.18] 说明场效应管的开启电压 UGS（th）和夹断电压 UGS（off）的含义？N 沟道、P 沟道、 耗尽型和增强型 MOS 管，何者具有 UGS（th）？何者具有 UGS（off）？它们的极性如何？ [解] 开启电压 UGS（th）是增强型管的主要参数。它的定义是：当 UDS 一定时，电流 I D≈ 10 A 时所需要的 UGS。 夹断电压 UGS（off）是耗尽型和结型场效应管的主要参数。它的定义是：当 UDS 一定时， 使 ID 减小到零所需要的 UGS，一般为减小到 10 A 所需要的 UGS。 增强型 MOS 管具有开启电压 UGS（th）：增强型 NMOS 管 UGS（th）＞0，增强型 PMOS 管 UGS（th）＜0。 耗尽型 MOS 管具有夹断电压 UGS（off）：耗尽型 NMOS 管 UGS（off）＜0，耗尽型 PMOS 管 UGS（off）＞0。
图 T8.02
8.02 题的图
[8.03] 在图 T8.03 所示的各电路图中，E=5V，ui=10sin t V，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。
图 T8.03 8.03 题的图
[解] 输出电压 uo 的波形如图 JT8.03 所示： uo E 0 ui
(a) (b) 图 JT8.03 (c) (d)
I A I B 0.263m A ； I R
4.74 0.526m A 9
[8.07] 判断如图 T8.07 所示电路中各二极管是否导通，并求 A、B 两端的电压大小。设 二极管正向压降为 0.7V。
（a ） 图 T8.07 8.07 题的图
(b)
2
1 6 V 0.3V ＜0.7V,将二极管接通后,由于其 19 1 两端电压小于开启电压,故二极管截止, VAB 0.3V 。 1 (b) 当二极管断开时， VAB 6 V 0.3V ，将二极管接通后，由于 19 1 VAB 3V 3.3V ＞0.7V，故二极管导通， VAB 0.7 V 3V 2.3V 。 [8.08] 电路如 T8.08 所示，稳压管 DZ 的稳定电压 UZ=8V，正向管压降为 0.5V，限流电 阻 R=3KΩ，设 ui 15sin t V ,试画出 uo 的波形。
[解]（a）当二极管断开时，VAB
图 T8.08 8.08 题的图
[解] 根据稳压管的特性，经分析可知电路的电压传输特性为 当 ui ＞UZ 时，稳压管 DZ 击穿， uo =UZ ； 当 UZ≥ ui ≥0 时，稳压管 DZ 截止， uo = ui ； 当 ui ＜0 时，稳压管 DZ 导通， uo =0.5V ； 所以，当 ui 15sin tV 时，输出电压 uo 的波形如图 JT8.08 所示。
图 T8.06 8.06 题的图
[解]（1）VA=＋10V，VB=0V 时，DA 导通，VY=9V，DB 反向截止。
I A I R 1m A
（2）VA=＋6V，VB=＋5.8V 时，DA 首先导通，使 V 为+0.4V，因正向电阻为 0，故 DB 也导通，于是
IB 0
Y

9 6 5.4 V ，DB 两端电压 1 9
表 T8.01
5
管号 T1 T2 T3
UGS（th）/V 4 －4 －4
US/V －5 3 6
UG/V 1 3 0
UD/V 3 10 5
工作状态
[解] T1：恒流区； T2：夹断区； T3：可变电阻区 [8.16] 有一场效应晶体管， 在漏源电压保持不变的情况下， 栅源电压 UGS 变化了 3V 时， 相应的漏极电流变化 2mA，试问该管的跨导是多少？ [ 解] g m
I BS
I CS 2.86 103 28.6 A 。 100 V U BE RB BB 45.4 K 。 IB
[8.15] 测得某放大电路中三个 MOS 管的三个电极的电位如表 T8.01 所示，它们的开启 电压也在表中，试分析各管的工作状态（截止区、恒流区、可变电阻区），并填入下表内。
第 8 章 半导体器件
[8.01] 在图 T8.01 所示电路中，已知 ui=10sin t V，试画出 ui 和 uo 的波形。设二极管 正向导通电压可忽略不计。
图 T8.01 8.01 题的图
[解] 输入输出波形如图 JT8.01。

2
t

2
t
图 JT8.021
[8.02] 图 T8.02(a)是输人电压 uI 的波形。试画出对应于 uI 的输出电压 uo，电阻 R 上 电压 uR 的波形。二极管的正向压降可忽略不计。
图 JT8.08
[8.09] 已知稳压管的稳压值 UZ=6V，稳定电流的最小值 IZmin=2mA，求图 T8.09 所示电 路中 UO1 和 UO2 各为多少伏。
（a ） 图 T8.09 8.09 题的图
(b)
[解]（a）稳压管击穿，故 UO1=UZ=6V。 (b) 由于假如 UO2=6V，则 IZ＜2mA，稳压管不能击穿，只能按照电阻分压得 UO2=5V。 [8.10] 图 T8.10 所示电路中，稳压管 DZ1 的稳定电压 UZ1=8V，DZ2 的稳定电压 UZ2=6V， 正向压降 UD 均为 0.7V，试求各图中输出电压 UO。

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图 JT 8.04
[8.05] 在图 T8.05 所示电路中，已知 R=3.9KΩ，试求下列几种情况下输出端 Y 的电位 VY 及 DA，DB，R 中通过的电流：（1）VA=VB=0V；（2）VA=＋3V，VB=0V；（3）VA=VB= ＋3V。二极管的正向压降可忽略不计。 [解]（1）当 VA=VB=0V 时，二极管 DA 和 DB 均导通，电阻中电流
图 T8.14 8.14 题的图
[ 解 ] （ 1）
IB
VBB U BE 2 0.7 0.026m A， RB 50
I C I B 100 0.026 2.6m A， U O U CE VCC IC RC 15 5 2.6 2 V 。 （2）临界饱和时 U BC 0V，即 UBE = UCES = 0.7V。 V U CES 15 0.7 I CS CC 2.86m A， RC 5