第1章--半导体二极管及其应用习题解答
第一章 半导体二极管及其应用典型例题
【例1-1】分析图所示电路得工作情况,图中I为电流源,I=2mA。
设20℃时二极管得正向电压降U D=660mV,求在50℃时二极管得正向电压降。
该电路有何用途？电路中为什么要使用电流源？【相关知识】二极管得伏安特性、温度特性,恒流源。
【解题思路】推导二极管得正向电压降,说明影响正压降得因素及该电路得用途。
【解题过程】该电路利用二极管得负温度系数,可以用于温度得测量。
其温度系数–2mV/℃。
20℃时二极管得正向电压降U D=660mV50℃时二极管得正向电压降U D=660 –(2´30)=600 mV因为二极管得正向电压降U D就是温度与正向电流得函数,所以应使用电流源以稳定电流,使二极管得正向电压降U D仅仅就是温度一个变量得函数。
【例1-2】电路如图(a)所示,已知,二极管导通电压。
试画出u I与u O得波形,并标出幅值。
图(a)【相关知识】二极管得伏安特性及其工作状态得判定。
【解题思路】首先根据电路中直流电源与交流信号得幅值关系判断二极管工作状态;当二极管得截止时,u O=u I;当二极管得导通时,。
【解题过程】由已知条件可知二极管得伏安特性如图所示,即开启电压U on与导通电压均为0、7V。
由于二极管D1得阴极电位为＋3V,而输入动态电压u I作用于D1得阳极,故只有当u I高于＋3、7V时D1才导通,且一旦D1导通,其阳极电位为3、7V,输出电压u O=＋3、7V。
由于D2得阳极电位为－3V,而u I作用于二极管D2得阴极,故只有当u I低于－3、7V时D2才导通,且一旦D2导通,其阴极电位即为－3、7V,输出电压u O=－3、7V。
当u I在－3、7V到＋3、7V之间时,两只管子均截止,故u O=u I。
u I与u O得波形如图(b)所示。
图(b)【例1-3】某二极管得反向饱与电流,如果将一只1、5V得干电池接在二极管两端,试计算流过二极管得电流有多大？【相关知识】二极管得伏安特性。
第1章__半导体二极管及其应用习题解答
第1章半导体二极管及其基本电路自测题判断下列说法是否正确，用“√”和“?”表示判断结果填入空内1. 半导体中的空穴是带正电的离子。
（?）2. 温度升高后，本征半导体内自由电子和空穴数目都增多，且增量相等。
（√）3. 因为P型半导体的多子是空穴，所以它带正电。
（?）4. 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。
（√）5. PN结的单向导电性只有在外加电压时才能体现出来。
（√）选择填空1. N型半导体中多数载流子是 A ；P型半导体中多数载流子是B。
A．自由电子 B．空穴2. N型半导体C；P型半导体C。
A．带正电 B．带负电 C．呈电中性3. 在掺杂半导体中，多子的浓度主要取决于B，而少子的浓度则受 A 的影响很大。
A．温度 B．掺杂浓度 C．掺杂工艺 D．晶体缺陷4. PN结中扩散电流方向是A；漂移电流方向是B。
A．从P区到N区 B．从N区到P区5. 当PN结未加外部电压时，扩散电流C飘移电流。
A．大于 B．小于 C．等于6. 当PN结外加正向电压时，扩散电流A漂移电流，耗尽层E；当PN结外加反向电压时，扩散电流B漂移电流，耗尽层D。
A．大于 B．小于 C．等于D．变宽 E．变窄 F．不变7. 二极管的正向电阻B，反向电阻A。
A．大 B．小8. 当温度升高时，二极管的正向电压B，反向电流A。
A．增大 B．减小 C．基本不变9. 稳压管的稳压区是其工作在C状态。
A．正向导通 B．反向截止 C．反向击穿有A、B、C三个二极管，测得它们的反向电流分别是2?A、0.5?A、5?A；在外加相同的正向电压时，电流分别为10mA、 30mA、15mA。
比较而言，哪个管子的性能最好【解】：二极管在外加相同的正向电压下电流越大，其正向电阻越小；反向电流越小，其单向导电性越好。
所以B管的性能最好。
题习题1试求图所示各电路的输出电压值U O，设二极管的性能理想。
5VVD+-3k ΩU OVD7V5V +-3k ΩU O5V1VVD +-3k ΩU O（a ） （b ） （c ）10V5VVD3k Ω+._O U 2k Ω6V9VVD VD +-123k ΩU OVD VD 5V7V+-123k ΩU O（d ） （e ） （f ）图【解】：二极管电路，通过比较二极管两个电极的电位高低判断二极管工作在导通还是截止状态。
模拟电子技能技术总结习题及答案
精心整理模拟电子技术第1章半导体二极管及其基本应用1．1填空题1．半导体中有空穴和自由电子两种载流子参与导电。
2．本征半导体中，若掺入微量的五价元素，则形成N型半导体，其多数载流子是电子；若掺入微量的三价元素，则形成P型半导体，其多数载流子是空穴。
3．PN结在正偏时导通反偏时截止，这种特性称为单向导电性。
456781．1A2．A3A4A5A1．12341．1值。
解：(a)二极管正向导通，所以输出电压U＝(6—0.7)V＝5.3V。
(b)令二极管断开，可得UP ＝6V、UN＝10V，UP<UN，所以二极管反向偏压而截止，U＝10V。
(c)令V1、V2均断开，UN1＝0V、UN2＝6V、UP＝10V，UP—UN1>Up—UN2，故V1优先导通后，V2截止，所以输出电压U＝0.7V。
2．电路如图T1．2所示，二极管具有理想特性，已知ui＝(sinωt)V，试对应画出ui 、u、iD的波形。
解：输入电压ui 为正半周时，二极管正偏导通，所以二极管两端压降为零，即u＝0，而流过二极管的电流iD ＝ui／R，为半波正弦波，其最大值IDm＝10V／1kΩ＝10mA；当ui为负半周时，二极管反偏截止，iD ＝0，u＝ui为半波正弦波。
因此可画出电压u电流iD的波形如图(b)所示。
3．稳压二极管电路如图T1．3所示，已知UZ ＝5V，IZ＝5mA，电压表中流过的电流忽略不计。
试求当开关s断开和闭合时，电压表和电流表、读数分别为多大?解：当开关S断开，R2支路不通，IA2＝0，此时R1与稳压二极管V相串联，因此由图可得可见稳定二极管处于稳压状态，所以电压表的读数为5V。
当开关S闭合，令稳压二极管开路，可求得R2两端压降为故稳压二极管不能被反向击穿而处于反向截止状态，因此，R1、R2构成串联电路，电流表A1、A2的读数相同，即而电压表的读数，即R2两端压降为3.6V。
第2章半导体三极管及其基本应用2．1填空题12种载流子参与导电。
半导体二极管及其应用习题解答
半导体二极管及其应用习题解答Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT第1章半导体二极管及其基本电路教学内容与要求本章介绍了半导体基础知识、半导体二极管及其基本应用和几种特殊二极管。
教学内容与教学要求如表所示。
要求正确理解杂质半导体中载流子的形成、载流子的浓度与温度的关系以及PN结的形成过程。
主要掌握半导体二极管在电路中的应用。
表第1章教学内容与要求内容提要1.2.1半导体的基础知识1．本征半导体高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。
常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。
本征半导体中有两种载流子：自由电子和空穴。
自由电子和空穴是成对出现的，称为电子空穴对，它们的浓度相等。
本征半导体的载流子浓度受温度的影响很大，随着温度的升高，载流子的浓度基本按指数规律增加。
但本征半导体中载流子的浓度很低，导电能力仍然很差，2．杂质半导体(1) N 型半导体 本征半导体中，掺入微量的五价元素构成N 型半导体，N 型半导体中的多子是自由电子，少子是空穴。
N 型半导体呈电中性。
(2) P 型半导体 本征半导体中，掺入微量的三价元素构成P 型半导体。
P 型半导体中的多子是空穴，少子是自由电子。
P 型半导体呈电中性。
在杂质半导体中，多子浓度主要取决于掺入杂质的浓度，掺入杂质越多，多子浓度就越大。
而少子由本征激发产生，其浓度主要取决于温度，温度越高，少子浓度越大。
1.2.2 PN 结及其特性1．PN 结的形成在一块本征半导体上，通过一定的工艺使其一边形成N 型半导体，另一边形成P 型半导体，在P 型区和N 型区的交界处就会形成一个极薄的空间电荷层，称为PN 结。
PN 结是构成其它半导体器件的基础。
2．PN 结的单向导电性PN 结具有单向导电性。
外加正向电压时，电阻很小，正向电流是多子的扩散电流，数值很大，PN 结导通；外加反向电压时，电阻很大，反向电流是少子的漂移电流，数值很小，PN 结几乎截止。
第1章__半导体二极管和应用习题解答
第1章半导体二极管及其基本电路自测题1.1 判断下列说法是否正确，用“√”和“⨯”表示判断结果填入空内1. 半导体中的空穴是带正电的离子。
（⨯）2. 温度升高后，本征半导体内自由电子和空穴数目都增多，且增量相等。
（√）3. 因为P型半导体的多子是空穴，所以它带正电。
（⨯）4. 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。
（√）5. PN结的单向导电性只有在外加电压时才能体现出来。
（√）1.2 选择填空1. N型半导体中多数载流子是 A ；P型半导体中多数载流子是B。
A．自由电子B．空穴2. N型半导体C；P型半导体C。
A．带正电B．带负电C．呈电中性3. 在掺杂半导体中，多子的浓度主要取决于B，而少子的浓度则受 A 的影响很大。
A．温度B．掺杂浓度C．掺杂工艺D．晶体缺陷4. PN结中扩散电流方向是A；漂移电流方向是B。
A．从P区到N区B．从N区到P区5. 当PN结未加外部电压时，扩散电流C飘移电流。
A．大于B．小于C．等于6. 当PN结外加正向电压时，扩散电流A漂移电流，耗尽层E；当PN 结外加反向电压时，扩散电流B漂移电流，耗尽层D。
A．大于B．小于C．等于D．变宽E．变窄F．不变7. 二极管的正向电阻B，反向电阻A。
A．大B．小8. 当温度升高时，二极管的正向电压B，反向电流A。
A．增大B．减小C．基本不变9. 稳压管的稳压区是其工作在C状态。
A．正向导通B．反向截止C．反向击穿1.3 有A、B、C三个二极管，测得它们的反向电流分别是2μA、0.5μA、5μA；在外加相同的正向电压时，电流分别为10mA、30mA、15mA。
比较而言，哪个管子的性能最好？【解1.3】：二极管在外加相同的正向电压下电流越大，其正向电阻越小；反向电流越小，其单向导电性越好。
所以B管的性能最好。
题习题11.1 试求图P1.1所示各电路的输出电压值U O，设二极管的性能理想。
5VVD+-3k ΩU OVD7V5V +-3k ΩU O5V1VVD +-3k ΩU O（a ） （b ） （c ）10V5VVD3k Ω+._O U 2k Ω6V9VVD VD +-123k ΩU OVD VD 5V7V+-123k ΩU O（d ） （e ） （f ）图P 1.4【解 1.1】：二极管电路，通过比较二极管两个电极的电位高低判断二极管工作在导通还是截止状态。
第1章课后习题参考答案
第一章半导体器件基础1．试求图所示电路的输出电压Uo，忽略二极管的正向压降和正向电阻。
解：（a）图分析：1）若D1导通，忽略D1的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则U O=1V，U D2=1-4=-3V。
即D1导通，D2截止。
2）若D2导通，忽略D2的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则U O=4V，在这种情况下，D1两端电压为U D1=4-1=3V，远超过二极管的导通电压，D1将因电流过大而烧毁，所以正常情况下，不因出现这种情况。
综上分析，正确的答案是U O= 1V。
（b）图分析：1.由于输出端开路，所以D1、D2均受反向电压而截止，等效电路如图所示，所以U O=U I=10V。
2．图所示电路中，E<uI。
二极管为理想元件，试确定电路的电压传输特性(uo-uI曲线)。
解：由于E<u I，所以D1截止、D2导通，因此有u O=u I –E。
其电压传输特性如图所示。
u oE u i3．选择正确的答案填空在图所示电路中，电阻R为6Ω，二极管视为理想元件。
当普通指针式万用表置于R×1Ω挡时，用黑表笔(通常带正电)接A点，红表笔(通常带负电)接B点，则万用表的指示值为( a )。
a.l8Ω，b.9Ω，c.3Ω，d.2Ω,e.0Ω解：由于A端接电源的正极，B端接电源的负极，所以两只二极管都截止，相当于断开，等效电路如图，正确答案是18Ω。
4．在图所示电路中，uI =10sinωt V，E = 5V，二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压uo的波形。
解： （a ）图当u I ＜E 时，D 截止，u O =E=5V ； 当u I ≥E 时，D 导通，u O =u I u O 波形如图所示。
（b ）图当u I ＜-E=-5V 时,D 1导通D 2截止，uo=E=5V ； 当-E ＜u I ＜E 时，D 1导通D 2截止，uo=E=5V ； 当u I ≥E=5V 时，uo=u I所以输出电压u o 的波形与（a ）图波形相同。
电子技术基础(第六版)习题册答案
习题册参考答案第一章半导体二极管§1-1 半导体的基本知识一、填空题1. 导体绝缘体半导体2. 半导体3. 硅锗4. 热敏光敏掺杂5. 正负负正6. 单向导电导通截止7. 高二、判断题1.×2.×3.√三、选择题1.C2.A3.C4.A§1-2 半导体二极管一、填空题1. 阳正阴负2.硅二极管锗二极管普通整流稳压开关光敏发光变容3.正极负极4.0.7 0.35.单向导电性导通小大截止大小6.大小7.0.5 0.28.最大整流电流最高反向工作电压9.烧毁击穿10.硅稳压锗普通硅整流锗开关11.击穿开路12.小好13.电光光电发光二极管二、判断题1.×2.×3.×4.√5.×6.×7.×8.×9.× 10.√ 11.× 12.× 13.× 14.× 15.× 16.√三、选择题1.C2.C 3．B 4.B 5.B 6.D 7.B 8.C 9.A 10.A11.C 12.C 13.B 14.D 15.A 16.A 17.A 18.A四、综合题1. 答：硅管死区电压为0.5V左右而锗管为0.2V左右；硅管的正向管压降为0.7V左右而锗管为0.3V左右；硅管的反向饱和电流较小而锗管较大。
2. 答：图b）中的灯不亮。
3. 答：a）图中，二极管导通，U AO=-6V；b）图，二极管截止，U AO=-12V；c）图V1导通，V2截止，U AO=0V。
4. 答：5.答：6.答：2CZ83： N 型硅材料整流二极管序号为83 2CW55： N 型硅材料稳压二极管序号为55 2DK14： P 型硅材料开关二极管序号为14 7.答：序号 型号 所用材料F I （mA ）RM U (V)R I (μA)1 2AP9 锗 5 202 1N4148 硅 100 75 5 32CZ56A硅3000258.答：图a ）中，在表头处串联一个二极管，若直流电源极性接错，二极管V1反向截止，使表头指针不发生反偏，起保护表头的目的。
模拟的电子技术基础--胡宴如-自测题问题详解
模拟电子技术胡宴如（第3版）自测题第1章半导体二极管及其基本应用1．1 填空题1．半导体中有空穴和自由电子两种载流子参与导电。
2．本征半导体中，若掺入微量的五价元素，则形成N 型半导体，其多数载流子是电子；若掺入微量的三价元素，则形成P型半导体，其多数载流子是空穴。
3．PN结在正偏时导通反偏时截止，这种特性称为单向导电性。
4．当温度升高时，二极管的反向饱和电流将增大，正向压降将减小。
5．整流电路是利用二极管的单向导电性，将交流电变为单向脉动的直流电。
稳压二极管是利用二极管的反向击穿特性实现稳压的。
6．发光二极管是一种通以正向电流就会发光的二极管。
7．光电二极管能将光信号转变为电信号，它工作时需加反向偏置电压。
8．测得某二极管的正向电流为1 mA，正向压降为0.65 V，该二极管的直流电阻等于650 Ω，交流电阻等于26 Ω。
1．2 单选题1．杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于( C )。
A．温度B．掺杂工艺C．掺杂浓度D．晶格缺陷2．PN结形成后，空间电荷区由(D )构成。
A．价电子B．自由电子C．空穴D．杂质离子3．硅二极管的反向电流很小，其大小随反向电压的增大而(B )。
A．减小B．基本不变C．增大4．流过二极管的正向电流增大，其直流电阻将( C )。
A．增大B．基本不变C．减小5．变容二极管在电路中主要用作(D )。
、A．整流B．稳压C．发光D．可变电容器1．3 是非题1．在N型半导体中如果掺人足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。
( √)2．因为N型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
( ×)3．二极管在工作电流大于最大整流电流I F时会损坏。
( ×)4．只要稳压二极管两端加反向电压就能起稳压作用。
( ×)1．4 分析计算题1．电路如图T1．1所示，设二极管的导通电压U D(on)=0.7V，试写出各电路的输出电压Uo值。
解：(a)二极管正向导通，所以输出电压U0＝(6—0.7)V＝5.3 V。
模拟电子技术第一章 半导体二极管及其电路练习题(含答案)
第一章半导体二极管及其电路【教学要求】本章主要介绍了半导体的基础知识及半导体器件的核心环节—PN结。
PN结具有单向导电特性、击穿特性和电容特性。
介绍了半导体二极管的物理结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
理想情况下，二极管相当于开关闭合与断开。
介绍了二极管的简单应用电路，包括整流、限幅电路等。
同时还介绍了稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管。
教学内容、要求和重点见如表1.1。
表1.1 教学内容、要求和重点【例题分析与解答】【例题1-1】二极管电路及其输入波形如图1-1所示，设U im>U R,，二极管为理想，试分析电路输出电压，并画出其波形。
解：求解这类电路的基本思路是确定二极管D在信号作用下所处的状态，即根据理想二极管单向导电的特性及具体构成的电路，可获得输出U o的波形。
本电路具体分析如下：当U i增大至U R时，二极管D导通，输出U o被U R嵌位，U o=U R，其他情况下，U o=U i。
这类电路又称为限幅电路。
图1-1【例题1-2】二极管双向限幅电路如图1-2 (a)所示，若输入电压U i=7sinωt (V)，试分析并画出电路输出电压的波形。
（设二极管的U on为0.7V，忽略二极管内阻）。
图1-2解：用恒压降等效模型代替实际二极管，等效电路如图1-2(b)所示，当U i<－3.7V时，D2反偏截止，D1正偏导通，输出电压被钳制在－3.7V；当－3.7V<U i <3.7V时，D1、D2均反偏截止，此时R中无电流，所以U o=U i；当3.7V<U i时，D1反偏截止，D2正偏导通，输出电压被钳制在3.7V。
综合上述分析，可画出的波形如图1-20(c)所示，输出电压的幅度被限制在正负3.7V 之间。
【例题1-3】电路如图1-3（a），二极管为理想，当B点输入幅度为±3V、频率为1kH Z的方波，A点输入幅度为3V、频率为100kH Z的正弦波时，如图1-3（b），试画出Uo点波形。
第1章半导体器件习题答案
习题1-1 （1）什么是P 型半导体？什么是N 型半导体？（2）什么是PN 结？其主要特性是什么？（3）如何使用万用表欧姆档判别二极管的好坏与极性？（4）为什么二极管的反向电流与外加反向电压基本无关，而当环境温度升高时会明显增大？ （5）把一节1.5V 的电池直接到二极管的两端，会发生什么情况？判别二极管的工作状态 解：（1） 在本征半导体内掺入受主杂质，得到P 型半导体；在本征半导体内掺入施主杂质，得到N 型半导体。
（2） 将P 型半导体与N 型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN 结。
PN 结具有单向导电性。
（3） 用欧姆档，测两次电阻（正反测），看电阻有无很大的出入，若有则说明是好的。
当测得电阻很大的时候，对应的红表笔对应的是阴极。
（4） 由于二极管的反向电流是由少子漂移产生的，浓度很低，反向电流很容易达到饱和，不随外加电压变化，或说变化很小。
当温度升高时，本征激发增加，少子赠短，反向饱和电流增大。
（5） 不能，普通二极管是不能的，一般导通电压为0.7V ，加到1.5V 说明二极管导通了，此时二极管相当于导线，二极管将由于电流过大烧坏，但是二极管有很多分类，有的发光二极管却可以这样接。
1-2 二极管电路如题1-2图所示，D 1、D 2为理想二极管，判断图中的二极管是导通还是截止，并求AO 两端的电压U AO 。
题1-2图解：（a ）假设D 1截止电位V U D 6-=+，V U D 12-=-（由于假设D 1截止，电阻电流=0），V U U U D D D 6=-=-+，则假设不成立，D 1导通，因此V U AO 6-=。
（ｂ）假设D 1截止电位V U D 15-=+，V U D 12-=-（由于假设D 1截止，电阻电流=0），(a)3K 6VD 112VAO(c)O12V D 2D 13K Ω6VA(c)3K 15VD 112VAO(d)O12VD 2D 13K Ω6VAV U U U D D D 3-=-=-+，则假设成立，D 1截止，由于电阻电流=0，因此V U AO 12-=。
第1章半导体二极管及其基本电路习题答案
第1章 半导体二极管及其基本电路1-1判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。
（1）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。
（⨯ ） （2）因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
（⨯ ） （3）PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（ ） 1-2、选择正确答案填入空内。
（1）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（2）设二极管的端电压为U ，则二极管的电流方程是 C 。
A. I S e UB. TU U I eS C. )1e (S －T U U I（3）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（4）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（5）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1-3能否将1.5V 的干电池以正向接法接到二极管两端？为什么？解：不能。
因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.5V 时，管子会因电流过大而烧坏。
1-4 电路如图P1-4所示，已知u i ＝10sin ωt (v)，试画出u i 与u O 的波形。
设二极管正向导通电压可忽略不计。
图P1-4解图P1-4解：u i 和u o 的波形如解图P1-4所示。
1-5电路如图P1-54所示，已知u i＝5sinωt(V)，二极管导通电压U D＝0.7V。
试画出u i 与u O的波形，并标出幅值。
图P1-5解图P1-5解：波形如解图P1-5所示。
1-6 电路如图P1-6（a）所示，其输入电压u I1和u I2的波形如图（b）所示，二极管导通电压U D＝0.7V。
试画出输出电压u O的波形，并标出幅值。
图P1-6解：u O的波形如解图P1-6所示。
解图P1-61-7电路如图P1-7所示，二极管导通电压U D＝0.7V，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。
第一章半导体二极管及其应用典型例题
当 时，二极管截止, ﻫ当 时，二极管导通,
由此画出输出电压 的波形如图（ｂ)所示。
图 (b)
【例1-6】在图示电路中，设二极管正向导通时的压降为０．７Ｖ,试估算ａ点的电位。
【相关知识】ﻫ(1)二极管的线性等效模型。ﻫ(2)二极管的工作状态工作状态(导通、截止)。ﻫ（2）选用合适的二极管线性等效模型。
【解题过程】ﻫ 该电路利用二极管的负温度系数，可以用于温度的测量。其温度系数–2mＶ／℃。ﻫ20℃时二极管的正向电压降
UD=６60mV
50℃时二极管的正向电压降ﻫＵD=66０ –（２´30)＝6０0 mV
因为二极管的正向电压降UD是温度和正向电流的函数，所以应使用电流源以稳定电流，使二极管的正向电压降ＵD仅仅是温度一个变量的函数。
（3）利用线性电路的方法进行分析计算。
【解题过程】
首先分析二极管开路时，管子两端的电位差,从而判断二极管两端加的是正向电压还是反向电压。ﻫ若是反向电压，则说明二极管处于截止状态;若是正向电压,但正向电压小于二极管的死区电压，ﻫ则说明二极管仍然处于截止状态；只有当正向电压大于死区电压时，二极管才能导通。ﻫ 在图示电路中,当二极管开路时,二极管两端的正向电压 ,二极管反向偏置，处于ﻫ截止状态,故 。
【例1－2】电路如图(a)所示，已知 ，二极管导通电压 。试画出uＩ与uＯ的波形,并标出幅值。
图(a)
模拟电子技术第一章 半导体二极管及其电路练习题(含答案)
第一章半导体二极管及其电路【教学要求】本章主要介绍了半导体的基础知识及半导体器件的核心环节—PN结。
PN结具有单向导电特性、击穿特性和电容特性。
介绍了半导体二极管的物理结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
理想情况下，二极管相当于开关闭合与断开。
介绍了二极管的简单应用电路，包括整流、限幅电路等。
同时还介绍了稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管。
教学内容、要求和重点见如表1.1。
表1.1 教学内容、要求和重点【例题分析与解答】【例题1-1】二极管电路及其输入波形如图1-1所示，设U im>U R,，二极管为理想，试分析电路输出电压，并画出其波形。
解：求解这类电路的基本思路是确定二极管D在信号作用下所处的状态，即根据理想二极管单向导电的特性及具体构成的电路，可获得输出U o的波形。
本电路具体分析如下：当U i增大至U R时，二极管D导通，输出U o被U R嵌位，U o=U R，其他情况下，U o=U i。
这类电路又称为限幅电路。
图1-1【例题1-2】二极管双向限幅电路如图1-2 (a)所示，若输入电压U i=7sinωt (V)，试分析并画出电路输出电压的波形。
（设二极管的U on为0.7V，忽略二极管内阻）。
图1-2解：用恒压降等效模型代替实际二极管，等效电路如图1-2(b)所示，当U i<－3.7V时，D2反偏截止，D1正偏导通，输出电压被钳制在－3.7V；当－3.7V<U i <3.7V时，D1、D2均反偏截止，此时R中无电流，所以U o=U i；当3.7V<U i时，D1反偏截止，D2正偏导通，输出电压被钳制在3.7V。
综合上述分析，可画出的波形如图1-20(c)所示，输出电压的幅度被限制在正负3.7V 之间。
【例题1-3】电路如图1-3（a），二极管为理想，当B点输入幅度为±3V、频率为1kH Z的方波，A点输入幅度为3V、频率为100kH Z的正弦波时，如图1-3（b），试画出Uo点波形。
电子技术基础与技能辅导与练习参考答案重大版
电子技术基础与技能辅导与练习参考答案第一章晶体二极管及其基本应用一、课堂练习题（一）填空题1. 半导体2. 热敏特性、光敏特性、掺杂特性3. 热敏、光敏、掺杂4. 不含杂质的纯净P N PN5. PN6. 单向导电性正极负极截止7. 硅锗硅锗8. 正向反向9. 截止导通电流10. 整流整流电路11. 二极管正向偏置时两端电压与流过电流二极管反向偏置时两端电压与流过电流长时间最大正向最高反向峰值电压12. 非线性13. 半波整流全波整流桥式整流14.U2U2/R L 15. 0.9U20.9U2/R L 16. 滤波17. 充、放电缩短18. 限流电阻19. 1A 20. 略21. AC50V DC50V A B（二）单项选择CADBB DBBBA ADBDA BBD（三）判断题√××××√×√××√×√√√（四）作图题1. 2.3. 4.（五）简答题1.见教材。
2.见教材。
3.见教材。
4.负载RL1和RL2两端是直流电压，RL1两端为上‘+’下‘-’；RL2两端为上‘-’下‘+’。
当变压器输出为正半周时，VD1导通，VD2截止，负载RL1中有至而下的电流流过，负载RL2中没有电流。
当变压器输出为负半周时，VD2导通，VD1截止，负载RL2中有至而下的电流流过，负载RL1中没有电流。
这个电路实际上是两个半波整流组合在一起，可以输出对称的正负双电源。
5.见教材。
6.这个现象是正常的，因为二极管是非线性元件，它的阻值会随着两端电压和流过电流的不同而不同，而指针式万用表电阻档的各个档位的输出电压和电流均不相同（Ｒ×1档的电流最大），所以指针式万用表测二极管，各个档位测试出二极管的阻值不相同。
而普通电阻是线性元件，其阻值不会受两端电压和流过电流的影响，所以各个档位测出电阻的值是一样的。
（六）计算题1.V Uo2.16= 二极管V U RM 5.25≥ mA I F 81≥2.提示：首先判断稳压二极管能否反向击穿，方法是与本书例题1中判断二极管是否导通的方法一样；其次若稳压二极管能反向击穿，就要判断稳压二极管能否正常工作，就要考虑在电路中的实际功耗会不会大于稳压二极管的额定功耗。
电子(填空、选择、判断、简答)
第一章二极管及其应用一.填空题（共20道）1.利用半导体的特性，可制成和半导体。
2.PN结最重要的特性是__________，它是一切半导体器件的基础。
3.半导体最主要的导电特性是、和。
4.导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为__________，常用的半导体材料有________和__________等。
5.根据导电能力来衡量，自然界的物质可以分为__________、________和______________三类。
6. PN结正向偏置时，应该是P区的电位比N区的电位_____。
7. PN结正偏时，P区接电源的____极，N区接电源的____极；PN结反偏时，P区接电源的_____极，N区接电源的____极。
8.硅二极管的死区电压为V，锗二极管的为 V；导通管压降，硅管为V，锗管为V。
9.当电压时，反向电流会急剧增大，这种现象称为""。
10.发光二极管和光敏二极管也是常用的二极管，其中_________________是用来将光信号变成电信号的，_________________是作为显示器件用的。
11.晶体二极管是用一个PN结制成的半导体器件，它的最基本的性质是______________，用伏安特性来描述。
硅管的死区电压和正向压降比锗管的_____________，而反向饱和电流比锗管的______________得多。
12.发光二极管将信号转换成信号；光电二极管将信号转换成信号。
13.有一锗二极管正反向电阻均接近于零，表明该二极管已_____________；有一硅二极管正、反向电阻均接近于无穷大，表明二极管已_______________。
14.2CW是____________材料的__________二极管；2AP是__________材料的____________二极管；2DZ是____________材料的__________二极管；2AK是___________材料的___________二极管。
第1章课后习题参考题答案
第1章课后习题参考题答案第⼀章半导体器件基础1．试求图所⽰电路的输出电压Uo，忽略⼆极管的正向压降和正向电阻。
解：（a）图分析：1）若D1导通，忽略D1的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所⽰，则U O=1V，U D2=1-4=-3V。
即D1导通，D2截⽌。
2）若D2导通，忽略D2的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所⽰，则U O=4V，在这种情况下，D1两端电压为U D1=4-1=3V，远超过⼆极管的导通电压，D1将因电流过⼤⽽烧毁，所以正常情况下，不因出现这种情况。
综上分析，正确的答案是 U O= 1V。
（b）图分析：1.由于输出端开路，所以D1、D2均受反向电压⽽截⽌，等效电路如图所⽰，所以U O=U I=10V。
2．图所⽰电路中，E解：由于Eu oE u i3．选择正确的答案填空在图所⽰电路中，电阻R为6Ω，⼆极管视为理想元件。
当普通指针式万⽤表置于R×1Ω挡时，⽤⿊表笔(通常带正电)接A点，红表笔(通常带负电)接B点，则万⽤表的指⽰值为( a )。
a.l8Ω，b.9Ω，c.3Ω，d.2Ω,e.0Ω解：由于A端接电源的正极，B端接电源的负极，所以两只⼆极管都截⽌，相当于断开，等效电路如图，正确答案是18Ω。
4．在图所⽰电路中，uI =10sinωt V，E = 5V，⼆极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压uo的波形。
解：（a ）图当u I ＜E 时，D 截⽌，u O =E=5V ；当u I ≥E 时，D 导通，u O =u I u O 波形如图所⽰。
（b ）图当u I ＜-E=-5V 时,D 1导通D 2截⽌，uo=E=5V ；当-E ＜u I ＜E 时，D 1导通D 2截⽌，uo=E=5V ；当u I ≥E=5V 时，uo=u I所以输出电压u o 的波形与（a ）图波形相同。
5．在图所⽰电路中，试求下列⼏种情况下输出端F 的电位UF 及各元件(R 、DA 、DB)中通过的电流：( 1 )UA=UB=0V ；( 2 )UA= +3V ，UB = 0 V 。
电气工程半导体二极管及其电路分析习题及答案
《集成电子技术基础教程》习题与习题解答第一篇电子器件与电子电路基础第一章半导体二极管及其电路分析题1.1.1 已知二极管2AP9的伏安特性如图题1.1.1（a）所示。
（1）假设将其按正向接法直接与1.5V电池相连，估量会显现什么问题？（2）假设将其按反向接法直接与30V电源相连，又会显现什么问题？（3）分析二极管、稳压管在电路中常常与限流电阻相连的必要性。
（4）画出两只2AP9二极管[图题1.1.1（a）]在：同向串联、反向串联、同向并联、反向并联四种情形下的合成伏安特性曲线。
解：(1)烧杯二极管(2)反向击穿(3)串联电阻能够限制流过二极管或稳压管的电流超过规定值，使二极管或稳压管平安。
(4)略题1.1.2 当用万用表电阻档测量二极管[参见图题1.1.1（b）]，分析：（1）所测得的电阻值是二极管的直流电阻仍是动态（微变）电阻？（2）设万用表内电池电压为1.5V，R×10Ω档的内阻R iˊ为240Ω，R×100Ω档的内阻R iˊΩ。
试用图解分析法估算：a）用R×10Ω档测得的正向电阻值；b）用R×100Ω档测得的正向电阻值。
从概念上说明, 什么缘故用不同电阻档测得的二极管正向电阻相差差异？解： (1)是二极管的直流电阻(2)在二极管的特性曲线上，作出两条负载线，负载线和特性曲线的交点求得V和I，然后求出这二档的电阻。
V DD (R×10Ω档)V DD (R×100Ω档)由于万用表不同档的内阻不同，使流过二极管的电流相差较大，从而不同档时，测得二极管的正向电阻悬珠。
题1.1.3 二极管的伏安特性曲线如图题1.1.3所示。
（1）二极管经受的反向电压V RM为多少？（2）假设温度升高20°C，那么二极管的反向电流I S应为多大？（3）当温度升高20°C时，定性画出转变后的伏安特性曲线。
图题1.1.4解：(1) 由图可知，二极管经受的反向电压V RM规定为实际击穿电压V B的一半，即VRM=40V; (2)在反偏的条件下，温度每增加10°时，I S约增加1倍，因此温度增加20℃时,反向饱和电流I S约增加4倍。
第一章 半导体二极管练习
第一章 半导体二极管一、单选题1. 当温度升高时，二极管正向特性和反向特性曲线分别（ ）。
A. 左移，下移B. 右移，上移C. 左移，上移D. 右移，下移 2. 在PN 结外加正向电压时，扩散电流 漂移电流，当PN 结外加反向电压时，扩散电流 漂移电流。
A. 小于，大于B. 大于，小于C. 大于，大于D. 小于，小于 3.下列符号中表示发光二极管的为（ ）。
ABCD4. 稳压二极管工作于正常稳压状态时，其反向电流应满足( )。
A. I D = 0 B. I D < I Zm 且I D > I ZM C. I Z > I D > I ZM D. I Zm < I D < I ZM5. 杂质半导体中（ ）的浓度对温度敏感。
A. 少子 B. 多子 C. 杂质离子 D. 空穴6. 从二极管伏安特性曲线可以看出，二极管两端压降大于（ ）时处于正偏导通状态。
A. 0B. 死区电压C. 反向击穿电压D. 正向压降 7. PN 结形成后，空间电荷区由（ ）构成。
A. 电子和空穴 B. 施主离子和受主离子 C. 施主离子和电子 D. 受主离子和空穴 8. 硅管正偏导通时，其管压降约为（ ）。
A 0.1VB 0.2VC 0.5VD 0.7V9. 用模拟指针式万用表的电阻档测量二极管正向电阻，所测电阻是二极管的 电阻，由于不同量程时通过二极管的电流 ，所测得正向电阻阻值 。
A. 直流，相同，相同B. 交流，相同，相同C. 直流，不同，不同D. 交流，不同，不同 二、判断题1. PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（ ）2. 二极管在工作电流大于最大整流电流I F 时会损坏。
（ ）3. 二极管在工作频率大于最高工作频率f M 时会损坏。
（ ）4. 二极管在反向电压超过最高反向工作电压U RM 时会损坏。
（ ）5. 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。
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第1章半导体二极管及其基本电路自测题1.1 判断下列说法是否正确，用“√”和“⨯”表示判断结果填入空内1. 半导体中的空穴是带正电的离子。
（⨯）2. 温度升高后，本征半导体内自由电子和空穴数目都增多，且增量相等。
（√）3. 因为P型半导体的多子是空穴，所以它带正电。
（⨯）4. 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。
（√）5. PN结的单向导电性只有在外加电压时才能体现出来。
（√）1.2 选择填空1. N型半导体中多数载流子是A ；P型半导体中多数载流子是B。
A．自由电子B．空穴2. N型半导体C；P型半导体C。
A．带正电B．带负电C．呈电中性3. 在掺杂半导体中，多子的浓度主要取决于B，而少子的浓度则受A 的影响很大。
A．温度B．掺杂浓度C．掺杂工艺D．晶体缺陷4. PN结中扩散电流方向是A；漂移电流方向是B。
A．从P区到N区B．从N区到P区5. 当PN结未加外部电压时，扩散电流C飘移电流。
A．大于B．小于C．等于6. 当PN结外加正向电压时，扩散电流A漂移电流，耗尽层E；当PN结外加反向电压时，扩散电流B漂移电流，耗尽层D。
A．大于B．小于C．等于D．变宽E．变窄F．不变7. 二极管的正向电阻B，反向电阻A。
A．大B．小8. 当温度升高时，二极管的正向电压B，反向电流A。
A．增大B．减小C．基本不变9. 稳压管的稳压区是其工作在C状态。
A．正向导通B．反向截止C．反向击穿1.3 有A、B、C三个二极管，测得它们的反向电流分别是2μA、0.5μA、5μA；在外加相同的正向电压时，电流分别为10mA、30mA、15mA。
比较而言，哪个管子的性能最好？【解1.3】：二极管在外加相同的正向电压下电流越大，其正向电阻越小；反向电流越小，其单向导电性越好。
所以B管的性能最好。
题习题11.1试求图P1.1所示各电路的输出电压值U O，设二极管的性能理想。
5VVD+-3kΩU OVD7V5V+-3kΩU O5V1VVD+-3kΩU O （a）（b）（c）10V5VVD3k Ω+._O U 2k Ω6V9VVD VD +-123k ΩU OVD VD 5V7V+-123k ΩU O（d ） （e ） （f ）图P 1.4【解 1.1】：二极管电路，通过比较二极管两个电极的电位高低判断二极管工作在导通还是截止状态。
方法是先假设二极管断开，求出二极管阳极和阴极电位，电路中只有一个二极管：若阳极电位高于阴极电位（或二极管两端电压大于其导通电压U on ），二极管正偏导通，导通时压降为0（对于理想二极管）或U on （对于恒压源模型的二极管）；若阳极电位低于阴极电位（或二极管两端电压小于其导通电压U on ），二极管反偏截止，流过二极管的电流为零。
如果电路中有两个二极管：若一个正偏，一个反偏，则正偏的导通，反偏的截止；若两个都反偏，则都截止；若两个都正偏，正偏电压大的优先导通，进而再判断另一只二极管的工作状态。
图(a)二极管VD 导通，U O =5V 图(b) 二极管VD 导通，U O =-7V 图© 二极管VD 截止，U O =-1V图(d) 二极管VD 1导通，VD 2截止，U O =0V 图(e) 二极管VD 1截止，VD 2导通，U O =-9V 图(f) 二极管VD 导通，U O =0V1.2 在图P1.2所示电路图中，试求下列几种情况下输出端Y 点的电位及流过各元件的电流。
⑴U A =U B =0V ；⑵U A =3V ，U B =0V 。
设二极管的导通电压U on =0.7V 。
【解1.2】：（1）二极管VD 1和VD 2均承受正向电压，且正向电压相等，都导通。
所以输出端Y 点电位：U Y =U on =0.7V 。
流过二极管VD 1和VD 2的电流：mA 65.4k Ω1V7.0V 1021VD2VD1=-==I I（2）二极管VD 1和VD 2均承受正向电压，但VD 2承受的正向电压大，VD 2优先导通。
所以输出端Y 点电位：U Y =U on =0.7V 。
将VD 1钳制在截止状态。
流过二极管VD 1的电流0VD1=I ，流过二极管VD 2的电流mA 3.9k Ω1V7.0V 10VD2=-=I 1k ΩYABVD VD 1210V 1k ΩYABVD VD 12图P1.2 图P1.31.3 分析图P1.3所示电路中各二极管的工作状态，试求下列几种情况下输出端Y点的电位及流过各元件的电流。
⑴U A =U B =0V ；⑵U A =5V ，U B =0V ；⑶U A =U B =5V 。
二极管的导通电压U on =0.7V 。
【解1.3】：（1）二极管VD 1和VD 2均处于零偏状态，所以都截止。
输出端Y 点电位：U Y =0。
流过二极管VD 1和VD 2的电流0VD2VD1==I I 。
（2）二极管VD 1正偏导通，所以输出端Y 点电位：U Y =U A -U on =5V-0.7V=4.3V 。
将VD 2钳制在截止状态。
流过二极管VD 1流过二极管VD 1和VD 2的电流mA 3.4k Ω1V3.4VD1==I ,流过二极管VD 2的电流0VD2=I 。
（3）二极管VD 1和VD 2均承受正向电压，且正向电压相等，都导通。
所以输出端Y 点电位：U Y =U A -U on =5V-0.7V=4.3V 。
流过二极管VD 1和VD 2的电流mA 15.2k Ω1V3.421VD2VD1===I I 。
1.4在图P1.4所示电路中，已知输入电压u i =5sin ωt （V ），设二极管的导通电压U on =0.7V 。
分别画出它们的输出电压波形和传输特性曲线u o =f （u i ）。
3k ΩVD VD 12++--u u i o 3k ΩVD ++--u u i o 3k ΩVD++--u u i o +++----U VD U VD+U VD1U VD2（a ） （b ） （c ）图P 1.4【解1.4】：在（a ）图所示电路中，当二极管断开时，二极管两端的电压U VD =u i 。
当U VD ≥U on ，即u i ≥0.7V 时，二极管导通，输出电压u o =u i -0.7V ；当U VD <U on ，即u i <0.7V 时，二极管截止，输出电压u o =0。
输出电压的波形如图解P 1.4（a ）1所示，传输特性如图解P 1.4（a ）2所示。
在（b ）图所示电路中，当二极管断开时，二极管两端的电压U VD =u i 。
当U VD ≥U on ，即u i ≥0.7V 时，二极管导通，输出电压u o = 0.7V ；当U VD <U on ，即u i <0.7V 时，二极管截止，输出电压u o =u i 。
输出电压的波形如图解1.4P （b ）1所示，传输特性如图解1.4P （b ）2所示。
在（c ）图所示电路中，当u i ≥0.7V 时，二极管VD 1导通，输出电压u o =0.7V ；当u i ≤-0.7V 时，二极管VD 2导通，输出电压u o =-0.7V ；当-0.7V <u i <0.7V 时，VD 1、VD 2都截止，输出电压u o =u i 。
输出电压的波形如图解1.4P （c ）1所示，传输特性如图解1.4P （c ）2所示。
t ttttt -图解T1.4（a）1 图解T1.4（b）1图解T1.4（c）1u i/V i/V i/V图解T1.4（a）2 图解T1.4（b）2 图解T1.4（c）21.5 在图P1.3所示电路中，已知u i=10sinωt（V），二极管的性能理想。
分别画出它们的输入、输出电压波形和传输特性曲线u o=f（u i）。
+_uoVDVD212kΩ+_u i3V+_u oVDVD21+_u i2kΩ5V3V+_u oVD2kΩ+_u i5V（a）（b）（c）图P1.5【解1.5】：在（a）图所示电路中，当二极管断开时，二极管两端的电压U VD=5V-u i。
当U VD>0，即u i<5V时，二极管导通，输出电压u o=5V；当U VD≤0，即u i≥5V时，二极管截止，输出电压u o=u i。
输出电压的波形如图解P1.5（a）1所示，传输特性如图解P1.5（a）2所示。
在（b）图所示电路中，当二极管断开时，二极管VD1两端的电压U VD1=-u i，VD2两端的电压U VD2=u i-3V。
当u i>3V时，VD2导通，输出电压u o=3V；当u i<0时，VD1导通，输出电压u o=0；当0≤u i≤3V时，VD2、VD1都截止，输出电压u o=u i。
输出电压的波形如图解P1.5（b）1所示，传输特性如图解P1.5（b）2所示。
在（b）图所示电路中，当二极管断开时，二极管VD1两端的电压U VD1=-5V-u i，VD2两端的电压U VD2=u i-3V。
当u i>3V时，VD2导通，输出电压u o=3V；当u i<-5V时，VD1导通，输出电压u o =-5V ；当-5V ≤u i ≤3V 时，VD 2、VD 1都截止，输出电压u o =u i 。
输出电压的波形如图解P1.5（c ）1所示，传输特性如图解P1.5（c ）2所示tttt -tt图解P1.5（a ）1 图解1.5P （b ）1图解P1.5（c ）1i /Vi /Vi /V图解1.5（a ）2 图解1.5（b ）2 图解1.5（c ）21.6 图P1.4所示为一限幅电路，输入电压u i =10sin ωt （V ），试画出输出电压的波形和传输特性曲线。
设VD 1、VD 2的性能均理想。
+_u o+_u i 8V10k Ω20k ΩR R 12VD VD 122V__8VVD VD 12V图P1.6 图解P1.6 (a)【解1.6】：设流过VD 1、VD 2、R 1、R 2的电流分别为i D1、i D2、i 1、i 2，参考方向如图解1.6P(a)所示。
当VD 1、VD 2均导通时2088i 2i 2D2u R u i i -=-==，20123)28()(i 1i 2i 2D 1D1-=-+--=+-=u R u R u i i i ，由此可得，VD 1导通的条件是：u i >4V ；VD 2导通的条件是：u i <8V 。
故u i ≥8V 时，VD 1导通，VD 2截止，输出电压u o =8V ；4V <u i <8V 时，VD 1、VD 2都导通，输出电压u o =u i ；u i ≤4V 时，VD 1截止，VD 2导通，输出电压V 4210102028o =+⨯+-=u 。
输出电压的波形如图解P1.6((b ）所示，传输特性如图解P1.6(c)所示。