模电习题解答哈工大

10V
15V
1V
8V
3.5V
3V
2V
2V
解：
0V (a) UGS(th)=2V
0V 1V
(b) UGS(th)=-2V
(c) UGS(off)=-4V
图 4-11 题 4-11 晶体管各电极对地电压
0V (d) UGS(off)=-4V
（a）恒流区，N 沟道增强型；（b）夹断区；（c）可变电阻区；（d）恒流区。
图 4-8 题 4-8 晶体管电极电流图
【4-9】 用万用表直流电压挡测得电路中晶体管各极对地电压如题图 4-9 所示，试判断晶 体管分别处于哪种工作状态(饱和、截止、放大)？
18V
12V
12.3V
6 V +5.6V
5.3V
3V 9.3V
8.5V 图 4-9 题 4-9 晶体管对地电压
解： 晶体管从左到右，工作状态依次为放大、饱和、截止、放大。
1.4mS
（b）N 沟道耗尽型 MOSFET，夹断电压UGS(off) 4V ， IDSS 4mA 。
在工作点（UGS＝－2V， ID＝1mA）处，见图 4-10(b)。
gm＝
2 IDSSID U GS(off)
=1 mS
【4-11】用万用表直流电压挡测得电路中场效应管各极对地电压如题图 4-11 所示，试判 断各场效应管分别处于哪种工作状态(可变电阻区、恒流区、截止区)？
解：
(1) 先确定基极：万用表调至电阻欧姆×100或×1k挡，随意指定一个管脚为基极，把 任一个表笔固定与之连接，用另一表笔先后测出剩下两个电极的电阻，若两次测得电阻都很 大（或很小）。把表笔调换一下再测一次，若测得电阻都很小（或很大），则假定的管脚是 基极。若基极接红表笔时两次测得的电阻都很大，为NPN型，反之为PNP型。
载流子的流动；因而它又称作
器件。
9．场效应管属于
控制型器件，而双极型晶体管是
控制
型器件。
10．当温度升高时，双极性晶体管的β将
，反向饱和电流 ICEO 将
，
正向结压降 UBE 将
。
11．用万用表判断电路中某个晶体管的工作状态时，测出
最为方便。
12．晶体管工作有三个 区域，在放大区 时，应保证
和
；
在饱和区，应保证
(2) 判断集电极：在确定了基极和晶体管的类型之后，可用电流放大倍数β的大小来确 定集电极和发射极。现以NPN型晶体管为例说明判断的方法。
先把万用表的黑笔与假定的集电极接在一起，并用一只手的中指和大拇指捏住，红表笔
与假定的发射极接在一起，再用捏集电极的手的食指接触基极。这相当通过人手皮肤的电阻 给基极加电流。记下表针偏转的角度，然后两只管脚对调再测一次 。这两次测量中，表针偏 转角度大的一次所假设的晶体管电极是对的。因为集电区掺杂浓度低，现在集电极变成发射 极，当然 要降低，表针偏转角度小。
（3） VDA 、 VDB 均导通 5V
IR 9.5k 0.526mA
I DA
I DB
IR 2
0.263mA
UY IR R 4.74V
【4-4】设硅稳压管 VDz1 和 VDz2 的稳定电压分别为 5V 和 10V，正向压降均为 0.7V。求 题图 4-4 中各电路的输出电压 UO。
1k
u2
O
π
2π
3π
10V 4π ω t
uO
O
ωt
解图 4-12
UO(AV)
1 π
π
10sintd(t) 6.37V
0
【4-13】分析题图 4-13 所示电路的工作情况，图中 I 为电流源，I=2mA。设 20℃时二极 管的正向电压降 UD=660mV，求在 50℃时二极管的正向电压降。该电路有何用途？电路中 为什么要使用电流源？
特征，而制造的特殊二极管。它工作
在
。 描述 稳 压管 的主 要参 数 有四 个， 它们 分 别
是
、
、
、和
。
6．某稳压管具有正的电压温度系数，那么当温度升高时，稳压管的稳压值将
。
7．双极型晶体管可以分成
和
两种类型，它们工作时有
和
两种载流子参与导电。
8．场效应管从结构上分成
和
两种类型，它的导电过程仅仅
取决于
第 4 章 半导体二极管和晶体管 习题解答
【4-1】 填空：
1．本征半导体是
，其载流子是
和
。两
种载流子的浓度
。
2．在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于
，而少数载流子
的浓度则与
有很大关系。
3．漂移电流是
在
作用下形成的。
4．二极管的最主要特征是
，与此有关的两个主要参数是
和
。
5．稳压管是利用了二极管的
UB
1k
IDB
VD B
R
UY IR
9k
解：
解图 4-3 题 4-3 电路图
（1） VDA 导通， VDB 截止
IDB 0,
I DA
IR
10V (1 9)k
1mA
UY IR R 9V
（2） VDA 导通， VDB 截止
I
0, IDA
IR
6V 10k
0.6mA
UY IR R 5.4V
【4-8】在某放大电路中，晶体管三个电极的电流如题图 4-8 所示，试确定晶体管各电极
的名称；说明它是 NPN 型，还是 PNP 型；计算晶体 管的共射电流放大系数。
1 I1 1.2mA
解：
①－c，②－b，③－e ；PNP 型 ；
2
1.2mA 40 0.03mA
I3 1.23mA
图
3
I2 0.03mA
解： 连接方法如解图 4-5 所示。
1k
VDZ1
UI
VDZ2
R UO
解图 4-5
【4-6】 有两个晶体管分别接在电路中，已知它们均工作在放大区，测得各管脚的对地电
压分别如下表所示。试判别管子的三个电极，并说明是硅管还是锗管?是 NPN 型还是 PNP
型?
晶体管Ⅰ
晶体管Ⅱ
管脚号
1
2
3
管脚
1
2
3
电压/V
【4-12】试分析题图 4-12 所示电路的工作情况，图中二极管为理想，u2=10sin100tV。 要求画出 uO 的波形图，求输出电压的平均值 UO(AV)。
VD4
VD1 iO
u 1
u2
VD3
VD2 uO
RL
图 4-12 题 4-12 电路图
解：
当 u2>0 时，VD1、VD3 导通，VD2、VD4 截止，uO 为正；当 u2<0 时， VD2、VD4 导通， VD1、VD3 截止，uO 仍为正。实现桥式整流，波形如解图 4-12 所示。
u o /V
5
5
O
t
O
t
(a)
(b)
解图 4-2
【4-3】 在题图 4-3 中，试求下列几种情况下输出端对地的电压 UY 及各元件中通过的电 流。（1）UA=10 V， UB=0 V；（ 2）UA=6 V，U B=5 V；（3 ）UA=UB=5 V。设 二极管为 理想二极 管。
UA
IDA 1k VDA
I
R
U
UD
图 4-13 题 4-13 电路图
解：
该电路利用二 极管正向压 降具有负 温度系数的 特性，可 用于温度的 测量，其 温度系数 -2mV/℃。20℃时二极管的正向电压降 UD=660mV，50℃时二极管的正向电压降
UD=660-2(50-20)=600 mV 因为二极管的正向电压降 UD 是温度和正向电流的函数，所以应使用电流源以稳定电流， 使二极管的正向电压降 UD 仅仅是温度一个变量的函数。
+6V
0.1V 0.2V
【4-10】两个场效应管的转移特性曲线分别如题图 4-10(a)和(b)所示，分别确定这两个场 效应管的类型，并求其主要参数（开启电压或夹断电压，低频跨导）。测试时电流 iD 的参考 方向为从漏极 D 到源极 S。
6 4 2
iD / mA
0
uGS / V
1
iD / mA 6
U DS 10V
（PZmax），动态电阻（rZ）。
6. 增大。 7. NPN，PNP，自由电子，空穴。 8. 结型，绝缘栅型，多子，单极型。 9. 电压，电流。 10. 变大，变大，变小。 11. 各管脚对地电压。 12. 发射结正偏，集电结反偏；发射结正偏，集电结正偏；发射结反偏，集电结反偏。 13. 左移，上移，增大。
1k
VDZ1
25V
UO
VDZ2
25V
VDZ1
VDZ2
UO
( a) 1k
(b) 1k
25V
VDZ1 VDZ2 UO
25V
VDZ1 VDZ2 UO
( c)
(d)
图 4-4 题 4-4 电路图
解： 图(a)15V; 图(b)1.4V; 图(c)5V; 图(d)0.7V。
【4-5】有两个稳压管 VDZ1 和 VDZ2，其稳定电压值分别为 5.5V 和 8.5V，正向压降都是 0.5V。如果要得到 3V 的稳定电压，应如何连接？
4
3.4
9
电压/V
-6
-2.3 -2
解： 晶体管Ⅰ为 NPN 型硅管，1、2、3 管脚依次是 b、e、c； 晶体管Ⅱ为 PNP 型锗管，1、2、3 管脚依次是 c、b、e。
【4-7】 如何用指针式万用表判断出一个晶体管是 NPN 型还是 PNP 型？如何判断出管子 的三个管脚？锗管、硅管又如何通过实验区别出来？