《电工跟电子技术基础》第4节半导体器件习题解答资料精
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uo 与 ui 的波形对比如右图所示：
4.3 试比较硅稳压管与普通二极管在结构和运用上有何异 同？
答：硅稳压管与普通二极管在结构是一样的，都有一个 PN 结，引出两个电极，但由于做 PN 结的工艺不同，二者在运用中就不相同，硅稳压管可以工作 在反向击穿区而普通二极管就不能工作在反向击穿区，如果外加反向电压小于稳压值时，稳压 管可作二极管使用。
4.4 二极管电路如题 4.4 图所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出 A、O 两 点间的电压 UO。图中二极管均为硅管，正向压降取 0.7V。
题 4.4 图
解：解题思路：假设二极管断开，取 O 点为参考点，判断二极管的阳极点和阴极点电位 高低，如果阳极电位高于阴极电位 0.7V 以上，则二极管导通，否则截止。
（1）由于 UA＝UB＝0，DA 和 DB 均处于截止状态，所以 UY＝0；
（2）由
UA＝E，UB＝0
可知，DA
导通，DB
截止，所以
UY＝
9kΩ 1kΩ +
⋅E 9kΩ
＝
9 10
E；
（3）由于
UA＝UB＝E，DA
和
DB
同时导通，因此
UY＝
2
2 ×
× 9kΩ ⋅ E 9kΩ +1kΩ
＝
18 19
E。
4.2 在题 4.2 图所示电路中，设 VD 为理想二极管，已知输入电压 uI 的波形。试画出输 出电压 uO 的波形图。
为 0，因此均不能导通；当 UA＝E，UB＝0 时，DA 的阳极电位为 E，阴极电位为 0（接地）， 根据二极管的导通条件，DA 此时承受正压而导通，一旦 DA 导通，则 UY＞0，从而使 DB 承受 反压（UB＝0）而截止；当 UA＝UB＝E 时，即 DA 和 DB 的阳极电位为大小相同的高电位，所 以两管同时导通，两个 1kΩ的电阻为并联关系。本题解答如下：
题 4.1 图
题 4.2 图
解：此题的考查点为二极管的伏安特性以及电路的基本知识。 首先从（b）图可以看出，当二极管 D 导通时，电阻为零，所以 uo＝ui；当 D 截止时，电
第 4 章 半导体器件习题解答
阻为无穷大，相当于断路，因此 uo＝5V，即是说，只要判断出 D 导通与否，就可以判断出输出电压的波形。要判断 D 是否导通， 可以以接地为参考点（电位零点），判断出 D 两端电位的高低， 从而得知是否导通。
第 4 章 半导体器件习题解答
习
题
4.1 计算题 4.1 图所示电路的电位 UY。 （1）UA=UB=0 时。 （2）UA=E，UB=0 时。 （3）UA=UB=E 时。 解：此题所考查的是电位的概念以及二极管应用的有关知识。假设图中二极管为理想二极
管，可以看出 A、B 两点电位的相对高低影响了 DA 和 DB 两个二极管的导通与关断。 当 A、B 两点的电位同时为 0 时，DA 和 DB 两个二极管的阳极和阴极（UY）两端电位同时
题 4.9 图
解：电阻 R1 中的电流 I1 =
E −UZ R1
= 20 −10 = 11.1 900
(mA) ；
电阻 R2 中的电流 I2
= UZ R2
= 9.09
(mA) ；
稳压二极管中的电流 I Z = I1 − I2 = 2.01mA < I ZM = 8mA ，没有超过最大值；
（a）假设 VD 断开，因其阳极点电位（6V）高于阴极点电位（0V），可知 VD 处于导通 状态，UO=6-0.7=5.3V；
（b）VD1 导通，VD2 截止，UO 被钳位在 0.7V； （c）VD 导通，UO=12-0.7=11.3V； （d）VD1，VD2 均截止，UO=-6V 4.5 在题 4.5 图所示的电路中， ui = 10sin ωt V，E=5V，试分别画出输出电压 uO 的波形。 二极管的正向压降可忽略不计。
uo/V 5 0
-10
uo/VБайду номын сангаас
10
5
ωt
0
ωt
（a）（b）
（c）（d）
4.6 在题 4.5 图所示的电路中， ui = 10sin ωt V，E=2V，试分别画出输出电压 uO 的波形。 二极管的正向压降仍可忽略不计。
解：参考题 4.5 4.7 特性完全相同的稳压管 2CW15，UZ=8.2V，接成如题 4.7 图所示的电路，各电路输 出电压 UO 是多少？电流 I 是多少？（硅稳压管的正向压降取 0.7V）。
题 4.5 图
第 4 章 半导体器件习题解答
题 4.7 图
解：由已知，稳压管 UZ=8.2V，正向压降 0.7V，如果两个稳压管串联，UO 为二者电压之 和，如果并联，因为二极管的钳位作用，UO 为电压值较低的稳压管的电压，由此可得：
（a） UO=8.2+0.7=8.9V，I=（18-8.9）/1500≈6.07mA （b） UO=8.2+8.2=16.4V，I=（18-16.4）/500=3.2mA （c） UO=0.7V，I=（18-0.7）/2000=8.65mA (d) UO=8.2V，I=（18-8.2）/1000=9.8mA 4.8 有两个稳压管 VDZ1 和 VDZ2，其稳定电压分别为 5.5V 和 8.5V，正向压降都是 0.5V。 如果要得到 0.5V、3V、6V、9V 和 14V 几种稳定电压，这两个稳压管及限流电阻应如何连接？ 请画出各个电路图。 解：参考题 4.7。 4.9 在题 4.9 图所示电路中，E=20V，R1=900Ω，R2=1100Ω。稳压管的稳定电压 UZ=10V， 最大稳定电流 IZM=8A。试求稳压管中通过的电流 IZ 是否超过 IZM？如果超过，应如何解决？
第 4 章 半导体器件习题解答
解：解题方法：1.判断二极管导通与截止条件。假设二极管断开，根据二极管两端电位高 低判断二极管何时导通，何时截止。
2.分别分析二极管导通与截止的情况下输出电压值。 具体分析过程： （a） 当 ui<5V 时，二极管截止，uo=ui，当 ui>5V 时，二极管导通，uo=5V； （b） 当 ui<5V 时，二极管导通，uo=ui，当 ui>5V 时，二极管截止，uo=5V； （c） 当 ui<5V 时，二极管导通，uo=5V，当 ui>5V 时，二极管截止，uo=ui； （d） 当 ui<5V 时，二极管截止，uo=5V，当 ui>5V 时，二极管导通，uo=ui。 输出电压 uo 波形如下图：
4.3 试比较硅稳压管与普通二极管在结构和运用上有何异 同？
答：硅稳压管与普通二极管在结构是一样的，都有一个 PN 结，引出两个电极，但由于做 PN 结的工艺不同，二者在运用中就不相同，硅稳压管可以工作 在反向击穿区而普通二极管就不能工作在反向击穿区，如果外加反向电压小于稳压值时，稳压 管可作二极管使用。
4.4 二极管电路如题 4.4 图所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出 A、O 两 点间的电压 UO。图中二极管均为硅管，正向压降取 0.7V。
题 4.4 图
解：解题思路：假设二极管断开，取 O 点为参考点，判断二极管的阳极点和阴极点电位 高低，如果阳极电位高于阴极电位 0.7V 以上，则二极管导通，否则截止。
（1）由于 UA＝UB＝0，DA 和 DB 均处于截止状态，所以 UY＝0；
（2）由
UA＝E，UB＝0
可知，DA
导通，DB
截止，所以
UY＝
9kΩ 1kΩ +
⋅E 9kΩ
＝
9 10
E；
（3）由于
UA＝UB＝E，DA
和
DB
同时导通，因此
UY＝
2
2 ×
× 9kΩ ⋅ E 9kΩ +1kΩ
＝
18 19
E。
4.2 在题 4.2 图所示电路中，设 VD 为理想二极管，已知输入电压 uI 的波形。试画出输 出电压 uO 的波形图。
为 0，因此均不能导通；当 UA＝E，UB＝0 时，DA 的阳极电位为 E，阴极电位为 0（接地）， 根据二极管的导通条件，DA 此时承受正压而导通，一旦 DA 导通，则 UY＞0，从而使 DB 承受 反压（UB＝0）而截止；当 UA＝UB＝E 时，即 DA 和 DB 的阳极电位为大小相同的高电位，所 以两管同时导通，两个 1kΩ的电阻为并联关系。本题解答如下：
题 4.1 图
题 4.2 图
解：此题的考查点为二极管的伏安特性以及电路的基本知识。 首先从（b）图可以看出，当二极管 D 导通时，电阻为零，所以 uo＝ui；当 D 截止时，电
第 4 章 半导体器件习题解答
阻为无穷大，相当于断路，因此 uo＝5V，即是说，只要判断出 D 导通与否，就可以判断出输出电压的波形。要判断 D 是否导通， 可以以接地为参考点（电位零点），判断出 D 两端电位的高低， 从而得知是否导通。
第 4 章 半导体器件习题解答
习
题
4.1 计算题 4.1 图所示电路的电位 UY。 （1）UA=UB=0 时。 （2）UA=E，UB=0 时。 （3）UA=UB=E 时。 解：此题所考查的是电位的概念以及二极管应用的有关知识。假设图中二极管为理想二极
管，可以看出 A、B 两点电位的相对高低影响了 DA 和 DB 两个二极管的导通与关断。 当 A、B 两点的电位同时为 0 时，DA 和 DB 两个二极管的阳极和阴极（UY）两端电位同时
题 4.9 图
解：电阻 R1 中的电流 I1 =
E −UZ R1
= 20 −10 = 11.1 900
(mA) ；
电阻 R2 中的电流 I2
= UZ R2
= 9.09
(mA) ；
稳压二极管中的电流 I Z = I1 − I2 = 2.01mA < I ZM = 8mA ，没有超过最大值；
（a）假设 VD 断开，因其阳极点电位（6V）高于阴极点电位（0V），可知 VD 处于导通 状态，UO=6-0.7=5.3V；
（b）VD1 导通，VD2 截止，UO 被钳位在 0.7V； （c）VD 导通，UO=12-0.7=11.3V； （d）VD1，VD2 均截止，UO=-6V 4.5 在题 4.5 图所示的电路中， ui = 10sin ωt V，E=5V，试分别画出输出电压 uO 的波形。 二极管的正向压降可忽略不计。
uo/V 5 0
-10
uo/VБайду номын сангаас
10
5
ωt
0
ωt
（a）（b）
（c）（d）
4.6 在题 4.5 图所示的电路中， ui = 10sin ωt V，E=2V，试分别画出输出电压 uO 的波形。 二极管的正向压降仍可忽略不计。
解：参考题 4.5 4.7 特性完全相同的稳压管 2CW15，UZ=8.2V，接成如题 4.7 图所示的电路，各电路输 出电压 UO 是多少？电流 I 是多少？（硅稳压管的正向压降取 0.7V）。
题 4.5 图
第 4 章 半导体器件习题解答
题 4.7 图
解：由已知，稳压管 UZ=8.2V，正向压降 0.7V，如果两个稳压管串联，UO 为二者电压之 和，如果并联，因为二极管的钳位作用，UO 为电压值较低的稳压管的电压，由此可得：
（a） UO=8.2+0.7=8.9V，I=（18-8.9）/1500≈6.07mA （b） UO=8.2+8.2=16.4V，I=（18-16.4）/500=3.2mA （c） UO=0.7V，I=（18-0.7）/2000=8.65mA (d) UO=8.2V，I=（18-8.2）/1000=9.8mA 4.8 有两个稳压管 VDZ1 和 VDZ2，其稳定电压分别为 5.5V 和 8.5V，正向压降都是 0.5V。 如果要得到 0.5V、3V、6V、9V 和 14V 几种稳定电压，这两个稳压管及限流电阻应如何连接？ 请画出各个电路图。 解：参考题 4.7。 4.9 在题 4.9 图所示电路中，E=20V，R1=900Ω，R2=1100Ω。稳压管的稳定电压 UZ=10V， 最大稳定电流 IZM=8A。试求稳压管中通过的电流 IZ 是否超过 IZM？如果超过，应如何解决？
第 4 章 半导体器件习题解答
解：解题方法：1.判断二极管导通与截止条件。假设二极管断开，根据二极管两端电位高 低判断二极管何时导通，何时截止。
2.分别分析二极管导通与截止的情况下输出电压值。 具体分析过程： （a） 当 ui<5V 时，二极管截止，uo=ui，当 ui>5V 时，二极管导通，uo=5V； （b） 当 ui<5V 时，二极管导通，uo=ui，当 ui>5V 时，二极管截止，uo=5V； （c） 当 ui<5V 时，二极管导通，uo=5V，当 ui>5V 时，二极管截止，uo=ui； （d） 当 ui<5V 时，二极管截止，uo=5V，当 ui>5V 时，二极管导通，uo=ui。 输出电压 uo 波形如下图：