第6章半导体二极管及其应用电路习题答案3

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P6.4 的解：当v i 为 正半周时，D 1截止，D 2导通，v O =-2.3V 。当v i 为负正半周，且小于-3时，D 1截止，D 2仍导通，v O 大于-3V 后，；v O =v i 。

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 的波形，并标出幅值。

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

_

o V （

图P6.5

v

v t t

v i2

(a) (b) v i1

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

2. －10V ＜v I ＜0时，D 2导通，D 1截止， 3

20

32=)10(×)12+6(12+×)12+6(12=

--I I O v V Ωk Ωk v Ωk Ωk v

3. －10 V=v I ＜12 V 时，D 1，D 2均截止，v o ＝v I ；

4. 0＜v I ＜12 V 时，D 2导通，D 1截止

3

20

-32)10-()126(12)126(12I I O v V k k v k k v =⨯Ω+Ω+⨯Ω+Ω=

5. v I ≥12 V 时，D 1 、D 2均导通， V V V V v V

V k V

k k v k k v V I I I O 4.282

1

1012124.14211010)46(121212)46(12)66(6+=-+++=-⨯+Ω

++⨯Ω+Ω-⨯Ω+Ω=

V I 单独作用

_ o 12V 单独作

_ o +

+

传输特性。

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。

解:

图a：将D断开，以B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 AB=–6 V。

图b：对D1有阳极电位为0V，阴极电位为－12 V，故D1导通，此后使D2的阴极电位为0V，而其阳极为－15 V，故D2反偏截止，V AB=0 V。

图c：对D1有阳极电位为12 V，阴极电位为0 V，对D2有阳极电位为12 V，阴极电位为－6V．故D2更易导通，此后使V A＝－6V；D1反偏而截止，故V AB＝－6V。

6.9 二极管电路如图P6.9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

6

200

)

200

200

(

6

)(

)(+

=

+

⨯

Ω

+

-

=

v o（t）的波形如图P6.9(c)所示

6.10写出图P6.10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

AB

(a) (b) (c)