(完整)《模拟电子技术基础教程》华成英——第三章习题解答

PTER
半导伸二嘏管及其基市应用电路
3. 1判断下列说法的正、误，在相应的括号内蔺表示正确・画“X”衣示错谋.
(1)本征半导体是指没冇博杂的纯净晶体半导体.( )
(2)本征半异体温度升高后两种栽流子浓度仍然相等.( )
(3)P®半导体帯正电( ),N®半导体带负电( ).
(4)空间电荷区内的潦移电流址少数戏流子在内电场作用下形成的.Z )
(5)二极管所加正向电压增大时，其动态电限增大.( )
(6)只耍在稳圧管两端加反向电压就能起稳压作用.( )
解(2) 7 (3) X.X (4> V (5)X (6) X
3.2选择正确的答案填空.
(1) N凤半导体是空本征半导体中捧人 ____________ » P51半导体是在本征半导体中掺
人 _______ ・
A.三价元索，如硼導
B.四价元索，如错铮
C.五价元素•如磷等
(2) PN结加正向电压时.由__________ 形成电流，其耗尽层__________ I加反向电压时, 由 _______ 形成电流，其耗斥煨__________ ・
A.扩散运动
B.漂移运动
C.变龙
D.变牢
(3) 当温度升高时•二极管的反向饱和电流___________ ・
A.增大.
B.不变
C.减小
(4) 硅二极管的正向导通电压比诸二极管的_____________ ，反向饱和电流比緒二极管的 _______ ・
A.大
B.小
C.相等
(5) 稳压暂工作在槍压区时，其丁•作状态为_________ .
A.正向导通
B.反向截止
C.反向击穿
解 (1) Cl A (2) Al D» B ； C (3) A (4) A» B (5> C 3.3填空
(1) PN 结的导电特性定 __________ ・
(2) 徃外加直流电压时，理想二极管正向导通阻抗为 _________________ ，反向截止阻抗
为 ________ 。

(3) PN 结的结电容包插 __________ 电容和 _________ 电容。

解(I)单向导电性
(2)0・无穷大 (3〉势垒，扩散
3.4分析图P3.4所示各电路中二极管的工作状态(导通或者截止)•并求出输出电 压值•设二
极管导通电压U° = 0・7V ・
n P3.4
解(a)导通.t/oi — 4. 3Vi (b)截止・Ug=0V$ (c)导通■ Uo3 = —4.3V$ (d)截止■ IAXM5V ； (e)截
止C=2V )(f)导通，56 = 2.3—
3.5电路如图B3.5所示•输入电压“i 为绦值= 10V 、周期=50Hz 的正弦波，二极 管导通电压为
U D = 0.；7V 。

试对应画岀各图中和巾的波形，并标出幅值。

ffi P3
2k£2 (b) 2kQ
(d)
3kW
(e)
(c)
(a)
(b)
(c)
(d)
解血和U＜＞的波形如解图3. 5所示.
3.6 电路如图P3. 6所示，二极管导通电压Uu =
0.7V.求出当⑷分别为0V、3V、5V、10V时 %的对应值.
解电源匕、匕和电阻E、乩如图P3. 6 所示.
«：为0V时：设D,开閱•则0导通，D阳极电位为
MJ(ov＞.阴极电位为匕一丫£笫严从= 53V・说明U載止'
设U开路•则
D导通.P 阳扱电位为V, (6V).阴极电位为绚一U(M = -
0. 7V,说明D?导通.分析结樂：D. 截止、D导通•因此如
=匕_匕二姿二呛& = 3 一口磊二EX5]V~2・23V・
«；为3V时：设D,开路•则口竽通・D阳极胆位
为切(3V〉•阴极电位为匕一耳第产& -Ug~l・53V,说明
D导通；设0开路，则U导通・0阳极电位为V t (6V),
阴极电位为坷一U D.N2.3V.说明d导通.分析结果：D：
导通、Q 导通，因此i4o = «i-LT D,4- C7M =3V.
u＞为5V时】设D开路•则D：导通，D,阳极电
位为⑷(5V),阴极电位为匕一片第产& 一Ug*1.53V,说明
D,导通；设D2开路•则D寻通，D阳极电位为V,
(6V).阴极陋位为血一
Um=4・3V•说明0导通.分析结果，D导通导通•因ft
u o-i4|-(7Dl+Lr tt=5V e
⑷为10V时，设U开路•则d导通阳极电位为
ms 3.s
u t(10V)9阴极电位为Vi-
壽牙匕R；-U D2~1・53V,说明D,导通；设D,开路•则D.导通・D»阳极电位为匕(6V》.阴极电位为⑷一Um = 9.3V・说明0＞載止.分折结果，D辱通Q 藏止•因此
纽严匕=6V.
3.7电路如图F3.7所示•输入电压⑷是经值为50mV.周期为】0订匕的正弦波，二 极背貢流导通电压U D 为O.7V ・回答下列问题：
（1） 计算输出电圧中的直流电压值?
（2） 计算输出电压中的交流电压有效值。

解设匕=5£匕=2匕
（1） 令均=0,由于二极管均导通，U O = V2+U D 】+ U W ^3.4V 6
（2） 二极件宜流电流值丘=劣严一恰=（辛二一¥）mA = O. 92mA 二极管动态电阻为F =尬
=牛~28. 3Q
当3作用时•匕、匕视为零，输岀电压中的交流电压有效值为
＞；_ R 〃 & 九 ▼m + r +乩 〃&血
___ (1 X 1OJ 〃(5 X 10') 2X 28. 3 + (1 X 105) // (5X103) Q 33. ImV
3.8 电路如图P3.8所示，已知稳屋管的稳定电压6=5. 6V.稳定电流I 2 = 5mA, 您定功耗PzM = 364mW o 为便输出电压0定•试求图中电阳R 的取值范SL
解设
=
= 65 mA
兀<
5 氏5 Vh •将 Iz = 5mA 、= 65mA 代入得
67. 7Q<R< 880n
3.9电路如图P3.9所示，已知稳斥管的稳定电压S = 6V,稳定电流W = 5tnA,最 大稳定电流fa = 30mA 。

50X 102
V2
mV
（1）分别计算R u=2oon.5kn时输岀电压％的值或者范的.
（2）当心=5“时•为便输出电压稳定•试求输人电压3的范闌・
解设K-lkQ o
（］）/?L-2oon时，假设粉压管丁•作在稳压状态，则
Uz « 6V,2 二一签"18mA < h
R
与假设矛碍"因此・&=200a肘Uc = U（詳牙=3V・
Rt-5kn时•假设⑥压管工作奁稔圧状卷•则
U x■6V4 =匹尹 _脊=10. 8mA,/z</re</ZM 假设成屯.因此・& = 5kC时& = 6V.
5 X 10'* < 典片点一1. 2 X 1。

7 < 30X 10_,
1 X 1V
因此•得到3的范围为】2・2VV3V37.2V.
3. JO图P3. 10所示电路中，二极管正向导通电压Uu=0,稔压骨6和亠的稳定电压S均为6V,稳定电流/z=3mA.ft大锂宦电滅hM*30n）A・的电压值如图P3. io表中所示•试分析相应的二极管r作状态（导通或截止）及u o的值•填人表中•
fl5V
5/v un/y D5Uo/V
-15-15
-】5+15
+ 15-15
+ 15a
a P3.io
解二极骨丁作状态及U。

的值如F表所示。

Vn/V Uu/V Di Uu/V
-15-15_6
-15亠15詁通截止_6
+ 15-15載止一6
+ 15+ !5載止戯止+6
3. 11图P3. 11所zR各电压比较器电路中•所冇电阻值均选取合适•稳压借止向导通时
Uuz=0.7V・集成运放输出电压的呆大值为土14V.分别求解以下三个时刻各电路输出电圧"的数值：
(1) ^ = -8Vi
(2)⑷从一8V增大到IV时;
(3) ⑷从IV增大到8V时.
(») (b)
S P3.II
解反相过不比较器,U T=()V.(/O H=6V.U(<.=-0. 7V,电压传输持性如解
图3. 11(a)所示，三个时刻输岀电压u<>分别为+6V、一0・7V、一0. 7V.
(b)同相输入滞回比较器,U TI=2V・U T?=7V・U0M=5V,U O I.=—5V・电斥传输特性如解图3. 11(b)所示•三个时刻输出电压«(»分别为一5V、一5V、+5V.
(c)同相输入单限比较器・5" —6V,U(>H =6V・U OI =-6V,电压传输持性如解图3.11(c)所示，三个时刻输出电压"分别为一6V、十6V、+6V.
(d)口比较ShUn -2V f y n «2V t U<JM x.5V f l/<w - -5V.电压传裁待性如龍图3.11(d)所示•三个时网输出电斥如分别为一5V.卜5V.・5V.
3.12巳知菓电路■人电压与輪岀电压的关糸血图P3.12所示•试采用二极管设计 -个电路来实现，已知二扱管錚通电斥(Jn・0・7V.请用Mjltwm仿玄软件煦证所设计的电塘.
M 电烙如解m 3. 12所示.当3V1・7V时•二扱骨戳止■输岀电压U<>«1V；当3P1.7 v时•二极背导通•输出电压5=0—1几・因比■人电压与输出电圧的关不満足H P3.12 所示.
313巳知只发光二极管电吐的修人电压为+5V■发光二仮甘的正向評通电圧〔儿
为1.5V.正佝电流为5mA〜20mA.试采用上述发光二极辔设计该电跑，并确记限流电阻的KI值范帼.
解电路如解图3. 13所示。

由5mAVhn匹召也V20mA得
Bffl 3. 12MS 3.13。