模拟电路部分习题答案

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第二章晶体二极管及应用电路

2-1．填空

（1）N型半导体是在本征半导体中掺入五价元素；P型半导体是在本征半导体中掺入三价元素。

（2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流会增大。

（3）PN结的结电容包括势垒电容和扩散电容。

（4）晶体管的三个工作区分别是放大区、截止区和饱和区。在放大电路中，晶体管通常工作在放大区区。

（5）结型场效应管工作在恒流区时，其栅-源间所加电压应该反偏。（正偏、反偏）2-2．判断下列说法正确与否。

（1）本征半导体温度升高后，两种载流子浓度仍然相等。（）

（2）P型半导体带正电，N型半导体带负电。（）

（3）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R GS大的特点。（）

（4）只要在稳压管两端加反向电压就能起稳压作用。（）

（5）晶体管工作在饱和状态时发射极没有电流流过。（）

（6）在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。（）（7）PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（）

（8）若耗尽型N沟道MOS场效应管的U GS大于零，则其输入电阻会明显减小。（）

答案：（1）对；温度升高后，载流子浓度会增加，但是对于本征半导体来讲，电子和空穴的数量始终是相等的。

（2）错；对于P型半导体或N型半导体在没有形成PN结时，处于电中性的状态。

（3）对；结型场效应管在栅源之间没有绝缘层，所以外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R GS大的特点。

（4）错；稳压管要进入稳压工作状态两端加反向电压必须达到稳压值。

（5）错；晶体管工作在饱和状态和放大状态时发射极有电流流过，只有在截止状态时没有电流流过。

（6）对； N型半导体中掺入足够量的三价元素，不但可复合原先掺入的五价元素，而且可使空穴成为多数载流子，从而形成P型半导体。

（7）对；PN结在无光照、无外加电压时，处于动态平衡状态，扩散电流和漂移电流相等。

（8）错。绝缘栅场效应管因为栅源间和栅漏之间有SiO2绝缘层而使栅源间电阻非常大。因此耗尽型N沟道MOS场效应管的U GS大于零，有绝缘层故而不影响输入电阻。

2-3．怎样用万用表判断二极管的正、负极性及好坏？

答：可以利用万用表的电阻挡测量二极管两端电阻，正向时电阻很小，反向时电阻很大。

2-4．二极管电路如题2-4图所示，试判断图中的二极管是导通还是截止？输出电压为多少？

本题可以通过二极管端电压的极性判断其工作状态。一般方法是断开二极管，并以它的两个极作为端口，利用戴维南定理求解端口电压，若该电压是二极管正偏，则导通，若反偏则截止。

（a）图将二极管断开，从二极管的两个极为端口向外看，如题2-1解（a）图所示，则A-B间电压为12-6=6V，二极管处于正偏，导通。

（b）图将二极管断开，从二极管的两个极为端口向外看，如题2-1解（b）图所示，则A-B间电压为3-2=1V，二极管处于正偏，导通。

（c）当有两只二极管时，应用以上方法分别判断每只管子的状态。如题2-1解（c）图所示首先断开上面二极管D1，则下面二极管D2截止，所以D1两端电压为正偏导通；然后再断开下面二极管D2，如题2-1解（d）图则D1两端电压为正偏导通，则D2两端电压为负截止，综上所述，D1导通、D2截止。

（d）根据前面分析方法，可知D1、D3截止，D2、D4导通。

2-5．电路如题2-11图所示，稳压管的稳定电压U Z=8V，设输入信号为峰值15V三角波，试画出输出u o的波形。

解：如图所示。三角波正半周时，当电压幅值小于稳压管的稳压值时，稳压管截止，当等于大于稳压值时，稳压管反向击穿，输出电压为稳压管稳压值；三角波负半周时，稳压管正向导通，假设正向电阻为0，则输出电压为零。

2-6．如题2-12图所示，电路中两只稳压管完全相同，U Z=8V，

t

u

i

ω

sin

15

=，试画出

输出u o的波形。

解：如图所示。三角波正半周时，当电压幅值小于稳压管的稳压值时，下面一只稳压管截止，当等于大于稳压值时，稳压管反向击穿，输出电压为稳压管稳压值；三角波负半周时，上面一只稳压管截止，当等于大于稳压值时，稳压管反向击穿，输出电压为稳压管稳压值。

2-7、2-8、2-9略

2-10．电路及二极管伏安特性如图所示，常温下U T≈26mV，电容C对交流信号可视为短路，u i为正弦波，有效值为10mV，问

（1）二极管在输入电压为零时的电流和电压各为多少？

（2）二极管中流过的交流电流有效值为多少？

解：在分析这类电路时，应首先分析静态电流和电压，即静态工作点Q，然后求出在Q点下的动态电阻，再分析动态信号的作用。

（1）利用图解法可以方便地求出二极管的Q 点。在动态信号为零时，二极管导通，电阻R 中电流与二极管电流相等。因此，二极管的端电压可写为

R i V u D D -=，在二极管的伏安特性坐标系中作直线，与伏安特性曲线的交点就是Q

点，如图所示。读出Q 点的坐标值，即为二极管的直流电流和电压，约为

mA I V U D D 6.2,7.0≈≈

（2）根据二极管动态电阻的定义，Q 点小信号情况下的动态电阻为

Ω=Ω⎪⎭⎫

⎝⎛=≈

106.226D T D I U r

根据已知条件，二极管上的交流电压有效值为10mV ，故流过的交流电流有效值为

mA mA r U I d i d 11010=⎪⎭⎫

⎝⎛==

第三章 晶体三极管及其应用电路

3-1 试画出用PNP 、NPN 型三极管组成的单管共射放大电路的原理图，标出电源电压的极性，静态工作电流I B 、I C 的实际方向及静态电压U BE 、U CE 的实际极性。

解：用PNP 型三极管组成的单管共射放大电路的原理图如题3-4图(a)所示。

其中静态工作电流I B 、I C 的实际方向如图中箭头所示，静态电压U BE <-0.7V 、U CE <-0.3V 。

用NPN 型三极管组成的单管共射放大电路的原理图如题3-4图(b)所示。

其中静态工作电流I B 、I C 的实际方向如图中箭头所示，静态电压U BE >0.7V 、U CE >0.3V 。

R B

R C

R L

C i

C O

-V EE

I B

I C

+

题3-4图

（a ）

+

R B

R C

R L

C i

C O

V CC I B

I C

+

（b ）

+

PNP

NPN

3-2电路如图3-5所示。说明这些电路能否对交流电压信号进行线性放大，为什么？