第一章半导体器件习题答案

习题

1.1基本要求

1.正确理解以下基本概念：二极管的单向导电性，三极管的电流控制作用，场效应管的电压控制作用。

2.熟练掌握二极管、三极管、场效应管的外特性（V －A 特性曲线及方程）。

3.熟练掌握二极管、三极管、场效应管的模型。

4.熟悉二极管、三极管、场效应管的主要参数。

1-1 在图1-37所示的两个电路中，已知V sin 30i t u ω=，二极管的正向压降可忽略不计，试画出输出电压u o 的波形。

图1-37 题1-1图

解：根据题意知：当二极管加正偏电压时，可近似视为短路；加反偏电压时，可近似开路。即用二极管的理想模型分析问题，所以有： (a) 输出电压u o 的表达式：

u o = u i =30sin ωt (V) u i ≥0

u o =0 u i < 0

电压传输曲线见图T1－2（a ），u o 、 u i 的波形见图T1－2（b ）。 (b) 输出电压u o 的表达式：

u o =0 u i ≥0

u o = u i =30sin ωt (V) u i < 0

电压传输曲线见图T1－2（c ），u o 、 u i 的波形见图T1－2（d ）。

(a) (c)

(b) (d)

1-2 在图1-38所示电路中，V sin 30,V 10t e E ω==，试用波形图表示二极管上电压u D 。

图1-38 题1-2图

解 假设拿掉二极管 则二极管所在处的开路电压为V D V t 10sin 30+=ω

接入二极管后当开路电压大于零时二极管导通，二极管相当与短路线，二极管两端电压为0，开路电压小于零时，二极管相当与开路，二极管两端电压为开路电压

1-3 计算图1-39所示电路中流过二极管的电流I D ，设二极管导通时的正向压降U D =0.7V 。

V

5

图1.39 题1-3图

解：先拿掉二极管假设电路开路如下图所示

V 1105

2

5=⨯-

=U 所以加上二极管后二极管处于导通状态，原电路等效为：

mA I D 45.01037

.51027.43

3=⨯-⨯=

--

1-4 用试分析图1-40电路，电位器可以调节的输出端对地的电压范围, 设二极管导通时的正向压降U D =0.7V 。

12V

12+

图1-40 题1-4图

解：据分析可知图中a 、b 两二极管都处于导通的状态，所以电位器的调压范围为-0.7V ~0.7V 。

1-5 在图1-41所示电路中，试求下列几种情况下输出端电位U Y 及各元件中通过的电流(设二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。

(1) U A =0V ，U B =0V ； (2) U A =0V ，U B =10V ；

(3) U A =10V ，U B =0V (4) U A =10V ，U B =10V 。

图1-41 题1-5图

解：（1）U A =0V ，U B =0V 两个二极管都拿掉电路处在开路状态，两处的开路电压都为0V ，由此两个二极管接入后都处于截至状态，所以U Y =0V 。各元件中的电流也为零。

(2) U A =0V ，U B =10V ，两个二极管都拿掉电路处在开路状态，VD A 处的开路电压U A =0V ，VD B 处的开路电压U B =10V ，所以VD B 首先具备导通条件，VD B 导通，VD A 截止。

mA I I VDB R 1101010

3

=⨯=

=-

V U Y 991=⨯=

(3) U A =10V ，U B =0V ，两个二极管都拿掉电路处在开路状态，VD A 处的开路电压U A =10V ，VD B 处的开路电压U B =0V ，VD A 导通，VD B 截止。

mA I I VDA R 1101010

3

=⨯=

=-

V U Y 991=⨯=

(4) U A =10V ，U B =10V ，两个二极管都拿掉电路处在开路状态，VD A 处的开路电压U A =10V ，VD B 处的开路电压U B =10V ，VD A 导通，VD B 导通。等效电路如下图：

则V U Y 47.999

5.010

=⨯+=

1-6 如图1-42所示电路中，VS 1和VS 2为稳压二极管，其稳定工作电压分别为7V 和6V ，且具有理想的特性。试求输出电压U o ；若将VS 1反接，输出电压U o 又等于多少？

图1-42 题1-6图

解：如图所示两个稳压管都处于反接状态起稳压作用所以V U 1670=-= ；当VS 1所接的方向改变时，VS 1正向导通，相当于短路线，输出电压V U 00=。

1-7 设硅稳压管VS 1和VS 2的稳定电压分别为5V 和10V ，求图1-43中各电路的输出电压U o ，已知稳压管的正向压降为0.7V 。

图1-43 题1-7图

解：a ）两个管子都处在稳压状态V U 151050=+= b) 两个管子都正向导通V U 4.17.07.00=+= c ）V U 50= d ）V U 7.00=

1-8 设某晶体管3个极的电位分别 为V E = -13V ，V B = -12.3V ，V C = -6.5V ， 试判断此晶体管的类型。 解：本题依照以下思路分析： 1) 基极一定居于中间电位。

2) 按照U BE = 0.2～0.3V 或U BE =0.6～0.7V 可找出发射极E ，并可确定出锗管或硅管。 3) 余下第三脚必为集电极。

4) 若U CE ＞0为NPN 型管，U CE ＜0为PNP 型管。 说以这是NPN 型的硅管。

1-9 有A 、B 、C 3只晶体管，测得各管的有关参数与电流如题表1-2所示，试填写表中空白的栏目。

解：I E C B 共发射极直流电流放大系数β

常数

B

C

B CBO

C CE =≈-=

U I I I I I β (1-6)

共基极直流电流放大系数α

常数

E

C

E CBO C CB =≈-=

U I I I I I α

集电极-基极间反向饱和电流I CBO 集电极-发射极间的反向饱和电流I CEO