浙江大学模电答案

第2章 习题解答

2-1 电话线路上的直流电压约为50V ，用于电话机通话时的直流电源。话机内部电路对电压有极性的要求。话机电路中有一个导向电路，如题2-1图所示。外线与话机引线相接时不必考虑电压极性。试说明其工作原理。

答：当外线与话机引线相接时，如果话机引线的上端接正、下端接负，则电源正端经过D 1，话机内的其他电路、D 4到电源负端，形成电流回路，此时二极管D 1、D 4正向导通，D 2、D 3截止。如果话机引线的下端接正、上端接负，则电源正端经过D 2、话机内的其他电路、D 3到电源负端，形成电流回路。由此或见，无论话机引线的上端接正还是下端接正，对于话机内的其他电路来说都符合对电压极性的要求，这就是导向电路所起的作用。

2-2 已知硅和锗PN 结的反向饱和电流分别为10-14A 和10-8A 。若外加电压为0.25V 、0.45V 、0.65V 时，试求室温下各电流I ，并指出电压增加0.2V 时，电流增加的倍数。

解：根据式（1-2-4） ()1/-=T

v v S e I I ，室温时mV V T 26≈

对于硅PN 结：A I S 1410-=，则

电压增加0.2V 时电流增加的倍数为

倍219126/20026/2.0≈=mV

mv mV

V e

e

对于锗PN 结，A I S

810-=，则 电压增加0.2V 时电流同样增加2191倍。

2-3 在室温时锗二极管和硅二极管的反向饱和电流分别为1μA 和0.5pA ，若两个二极管均通过1mA 正向电流，试求它们的管压降分别为多少。 解：根据二极管的伏安特性 ()1/-≈T

V V S e I I

当V ＞＞V T 时 T

V V S e I I /≈ 则S

T

I I V V e =

/

S

I I T V v ln

=∴

若锗二极管的A I S μ1=， mA I 1=，则

V

mV V 18.010ln 026.0ln

263

10

106

3==⋅=--

若硅二极管的PA I S 5.0=，mA I 1=，则

(

)V mV V 557.010

2ln 026.0ln

269

10

5.010

12

3

≈⨯=⋅=--⨯

2-4 两个硅二极管在室温时反向饱和电流分别为2×10-12A 和2×10-15A ，若定义二极管电流I=0.1mA 时所需施加的电压为导通电压，试求各V D （on ）。若I 增加到10倍，试问V D （on ）增加多少伏。 解：根据二极管的伏安特性 ()1/-≈T

V V S e I I

当I ＞＞I S 时 T

V V S e I I /≈ 则S

T

I I

V V e =

/

S

I I T V v ln

=∴

当硅二极管的12102-⨯=S I 时，mA I 1.0=，则

()V

mV mv V on D 461.0461ln

2612

410

210

=≈=--⨯

当硅二极管的15102-⨯=S I 时，mA I 1.0=，则

()V

mV mv V on D 641.0641ln

2615

410

210

=≈=--⨯

若I 增加到10倍，则

()mV

mV V on D 6010ln 26≈=∆

2-5 已知I S （27℃）=10-9A ，试求温度为－10℃、47℃和60℃时的I S 值。 解：由于温度每升高10℃，I S 约增加一倍，即()10

/'2O

T

T S S I I -⋅=

已知T o =27℃时A I S 910-=，则

10-=T 当℃，

()A I S 11

7

.39

10

/27109

'10

7.72

10

2

10------⨯≈⨯=⨯=

47=T 当℃，()A I S 9

2

9

10

/27479

'

104210210----⨯=⨯=⨯=

60

=T 当℃，

()A I S 9

3

.39

10

/27609

'10

85.92

10

2

10

----⨯≈⨯=⨯=

2-6 题2-6图所示电路中为三个完全相同的二极管，I S =10-14A 。要求在输出电压V 0=2V 时，求电流值I 。如果从输出端流向负载的电流为1mA ，输出电压的变化为多少？

解：（1）根据()T

T

V V S V V S e I e I I //1≈-=

其中A I S 1410-= V V V V O 6667.03

231

=== mA

A e

A I mv

V 37.110

37.110

3

26/14

3

2

=⨯=⋅=∴--

（2）如果流向负载的电流为1mA ，则流过二极管的电流为

T

T

V V S V V S e

I I e

I I mA mA I I //'

'

1

37.01===-=

则()T

V V V I I e /'

'

-=

mV

mV V V V mA

mA I I T 34ln

26ln

37.037.1'≈==-'

所以输出电压的变化为：()V

mV

V

V V V O 1.010233'

≈=-=∆=∆

2-7 在题2-7图所示电路中，设二极管为理想的，试判断图中各二极管是否导通，并求V AO 值。

解：根据题意，电路中的二极管都是理想的。

（a ）二极管D 不通

V V V AO 122== （b ）D 导通

V

V V AO 151==