第6章 半导体二极管及其应用电路习题答案

6.1选择正确答案填入空内。 （1）在本征半导体中加入 A 元素可形成N 型半导体，加入 C 元素可形成P 型半导体。 A. 五价 B. 四价 C. 三价 （2）PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。 A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽

（3）设二极管的端电压为v D ，则二极管的电流方程是 c 。

A. D v

I e S B. T

D V v I e

S C. )1e (S －T D V v I

（4）当温度升高时，二极管的反向饱和电流将 a 。 A. 增大 B. 不变 C. 减小 （5）稳压管的稳压区是其工作在 c 。

A. 正向导通

B.反向截止

C.反向击穿

（6）稳压二极管稳压时，其工作在(c )，发光二极管发光时，其工作在( a )。 A ．正向导通区 B ．反向截止区 C ．反向击穿区 6.2将正确答案填入空内。 （1）图P 6.2（a ）所示电路中二极管为理想器件，则D 1工作在 状态，D 2工作在 状态，V A 为 V 。

解：截止，导通，-2.7 V 。

（2）在图P6.2(b)所示电路中稳压管2CW5的参数为：稳定电压V z = 12 V ，最大稳定电流I Zmax = 20 mA 。图中电压表中流过的电流忽略不计。当开关S 闭合时，电压表V 和电流表A 1、A 2的读数分别为 、 、 ；当开关S 断开时，其读数分别为 、 、 。

解：12 V ，12 mA ，6 mA ，12 V ，12 mA ，0 mA 。

6.3 电路如图P 6.3所示，已知v i ＝56sin ωt (v)，试画出v i 与v O 的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。

6.4 电路如图P6.4所示，已知v i ＝5sin ωt (V)，二极管导通电压V D ＝0.7V 。试画出电路的传输特性及v i 与v O 的波形，并标出幅值。

图

P6.3 图P6.4

_

o

+ 图P6.2 (a) 图

P6.2 (b)

D 1

V i

6.5 电路如图P6.5（a ）所示，其输入电压v i1和v i2的波形如图（b ）所示，二极管导通电压V D ＝0.7V 。试画出输出电压v O

解：u O 的波形如解图P1.2所示。

解图P1.2

6.6电路如图P6.6所示，（1）利用硅二极管恒压降模型求电路的I D 和 V o 的值；（2）在室温（300K ）的情况下，利用二极管的小信号模型求v o 的变化范围。

图P6.6

_

v o R ＝1k Ω D 1

D 2 V CC

（10±1V ）

图P6.5

v R

D 1 +V CC （5V ）

D 2 v t t

v i2/V

(a) (b) v o 0.3 0.3 v i1/V

解（1）求二极管的电流和电压

mA A V

R v V I D CC D 6.8106.8101)7.0210(233

=⨯=Ω

⨯⨯-=-=

- V V V V D O 4.17.022=⨯==

（2）求v o 的变化范围

图题2.4.1的小信号模型等效电路如图解2.4.l 所示，温度 T ＝300 K 。 Ω≈==

02.36.826mA

mV

I V r D T d 当r d1=r d2=r d 时，则

mV V r R r V v d d CC

O 6)

02.321000(02.32122±=Ω⨯+Ω

⨯⨯±=+∆=∆

O v 的变化范围为)(~)(O O O O v V v V ∆-∆+，即1.406V ～1.394V 。

6.7（有错） 电路如图P 6.7所示，设二极管是理想的。（a ）画出它的传输特性；（b ）若

输入电压v I =v i =20 sin ωt V ，试根据传输特性绘出一周期的输出电压 v o 的波形。

解 （a ）画传输特性

0＜v I ＜12 V 时，D 1，D 2均截止，v o ＝v I ； v I ≥12 V 时，D 1导通，D 2截止

V v V k k v k k v I I O 43

2

12)126(6)126(12+=⨯Ω+Ω+⨯Ω+Ω=

－10V ＜v I ＜0时，D 1，D 2均截止，v o ＝v I ；

v I ≤－10 V 时，D 2导通，D 1 截止

3

10

32)10()126(6)126(12-=-⨯Ω+Ω+⨯Ω+Ω=

I I O v V k k v k k v

传输特性如图解 2．4 13中 a 所示。

（b ）当v o ＝v I =20 sin ωt V 时，v o 波形如图解2．4．13b 所示。

6.8二极管电路如图6.8所示，试判断各图中的二极管是导通还是截止，并求出AB 两端电压V AB ，设二极管是理想的。

图P6.7

_ o +

解:

图a ：将D 断开，以O 点为电位参考点，D 的阳极电位为－6 V ，阴极电位为－12 V ，故 D

处于正向偏置而导通，V AO =–6 V 。 图b ：对D 1有阳极电位为 0V ，阴极电位为－12 V ，故D 1导通，此后使D 2的阴极电位为 0V ，

而其阳极为－15 V ，故D 2反偏截止，V AO =0 V 。

图c ：对D 1有阳极电位为12 V ，阴极电位为0 V ，对D 2有阳极电位为12 V ，阴极电位为 －6V ．故D 2更易导通，此后使V A ＝－6V ；D 1反偏而截止，故V AO ＝－6V 。

6.9 二极管电路如图P 6.9所示，设输入电压v i （t ）波形如图 b 所示，在 0＜t ＜5ms 的时间间隔内，试绘出v o （t ）的波形，设二极管是理想的。

解 v I （t ）＜6V 时，D 截止，v o （t ）＝6V ；v I （t ）≥6V 时，D 导通

V t v V V t v t v I I O 3)(2

1

6200)200200(6)()(+=+⨯Ω+-=

v o （t ）的波形如图P6.9(c)所示

6.10写出图P 6.10所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D ＝0.7V 。

图P6.9

o

v i 10

(a) (b) (c) v o 6

8

图

P6.8

(a) (b) (c)