电工电子技术 第5章习题 半导体器件

a) 电子 b)空穴 c)正离子 d)负离子
5-3 P型半导体中的多数载流子是（ b ），N型半导体的 多数载流子是（ a ）
a) 自由电子
b） 空穴
5-4 PN节中扩散电流的方向是（ a ）,漂移电流的方向 （b )
a) 从P区到N区
b) 从N区到P区
5-5 当PN结正偏时 , 空间电荷中载流子的扩散运动和漂
已知 RL = 50
++ C RL uo
–
C 0.05 0.05 250106F 250F
RL 200
可选用C=250F，耐压为50V的极性电容器
5-1 本征半导体掺入五价元素成为( b )
a) 本征半导体 b) N型半导体 c) P型半导体
5-2 N型半导体的多数载流子是( a )
例5-6 某晶体管的集电极电流 ic 为1.6mA。穿透电
流ICEO为0.2mA，电流放大系数 ß＝40，求基极电流 ib和发射极电流 ie。
解: 因为 ic= ßib+ICEO 所以 ib = (ic-ICEO) /ß = (1.6-0.2)mA/40 = 35µA ie = ic+ib =1.6mA+0.035mA = 1.635mA
试指出每只晶体管的E、B、C三个极， 并说明该管是硅管还是锗管。
1 0V
V2
-0.7V
5V
2
3
b)
V2 管的
UBE UB UE 0V (0.7)V 0.7V
可见 V2 是NPN硅管。
三个极： 1为B； 2为E；3为C
试指出每只晶体管的E、B、C三个极， 并说明该管是硅管还是锗管。
例5-7 用直流电压表测某电路中三只晶体管的三个电极对地
的电压，其数值如图所示。试指出每只晶体管的E、B、C三个 极，并说明该管是硅管还是锗管。
1
1
1
6V
0V
6V
V1
2 -2.3V
a)
V2
-3V
5V
3
2 -0.7V
3
b)
V3
-6V
2 5.7V
3
c)
解 型锗管
在正常工作的情况下NPN型硅管发射结的直流压降为
U BE =-0.2到-0.3伏。
U
BE
=0.6到0.8伏；PNP
试指出每只晶体管的E、B、C三个极， 并说明该管是硅管还是锗管。
1
V1 管的
6V
UBE UB UE 2.3V (3)V 0.7V.
V1
-3V
2 -2.3V
3
a)
可见 V1 是NPN硅管。
三个极： 2为B； 3为E；1为C
第5章 半导体器件习题课
重点内容：
• 二极管的单向导电性； • 理想二极管、稳压二极管的特点； • 三极管的电流放大作用和开关作用，
即三极管三个工作区域的判定。
第5章 半导体器件习题课
例题及选择题
例5-1 图示电路中，二极管为理想二极管。试分析其工作情况，
并求流过二极管的电流。
E1
R1
20V 10Ω
(1) 当ui>Ｕ１时。二极管VD１的正极经R1接Ｕ1，二极管的负
极接ui 。由于ui >U1, 所以VD1反向偏置，理想二极管VD1此时 可视为开路。VD2的正极经R2接U2，VD2的负极经R1接U1。 由于U1>U2, 所以VD2也是反向偏置，VD2也可视为开路。 VD1和VD2均做断开处理后的电路如图所示。
A VD1 B
VD2
R1
R2
ui
U1 U2
uo
C
U1>U2， ui<U2 时的等效电路
VD1和VD2均做短路处理 后的等效电路如图所示。 由图可知：
uo=ui
例5-４
在图示电路中，Ｅ＝5V、ui=10sinωt(V)、
VD为理想二极管，试画出输出电压uo的波形。
R
VD
ui
E
uo
5V
解: 在ui和5V电源共同作用下，在哪个时间区段 上VD正向导通，在哪个时间区段上VD反向截止。 画出等效电路，最后在等效电路中求出uo的波形。
E2
R2
8V 4Ω
VD1
VD2
(a)
(b)
解：这两个含二极管的电路中都只有一个电源，容易 判断出二极管是正向偏置还是反向偏置。对理想二极 管，当判断出二极管正向偏置时就将其视为短路，当 判断出二极管反向偏置时，就将其视为开路，然后用 求解线性电路的方法求解。
E1
R1
20V 10Ω
ID1
VD1 (a)
8.5V，正向压降均为0.5V，要得到6V和14V电压，
试画出稳压电路。
解: 稳压管工作在反向击穿区：稳压管反向偏置时，两
端电压为其稳压值(5.5/8.5V)；稳压管正向偏置时，
管两端电压为其正向压降值(0.5V)。
R
R
VSZ2
0.5V
VSZ2
8.5V
Ui
VSZ1
5.5V Uo=6V Ui
VSZ1
5.5V Uo=14V
等效电路
E2
R2
8V
4Ω
ID2
VD2 (b)
等效电路
(a)图中，电源的正极接二极管的正极，
电源的负极通过电阻Ｒ１接二极管的
负极，此时二极管正向偏置。将VD１ 视为短路。 由图可求得流过二极管VD1的电流：
ID1=E1 /R1=20V/10Ω=2A
(b)图中，二极管反向偏置，VD２可 视为开路：
可知： ID2 =0A
例5-２ 设图中的VD1、VD2都是理想二极管，求电阻Ｒ
（Ｒ＝３kΩ）中的电流和电压ＵＯ。
VD1
解： 在二个电源Ｅ１和Ｅ２作用
VD2
下，VD1和VD2是正向偏置还是反 向偏置不易看出。这类题可用下
面的方法判断二极管的状态：
E1
R
8V
E2
先把被判断的二极管从电路中
16V
取下，然后比较两个开路端电位的
R
(1) ui正半周，且ui<5V时。VD的
VD
正极经R接ui，其负极电源E。由
ui
E
uo 于ui<5V ，所以VD反向偏置，理
5V
想二极管VD可视为开路，此时
uo=ui 。
R
(2) ui正半周，当ui > 5V时。此
VD
时VD正向偏置，理想二极管VD
ui E
uo 可视为短路，由图可知，
5V
uo＝5V，是平行于横轴的直线。
UO 高低，即确定开路端电压的极性。
若这个开路电压的极性对被判断的
二极管是正向偏置的,管子接回原处
仍是正向偏置；反之，管子接回原
处就是反向偏置的。
ab +_
(1) 先判断VD1的状态：把VD1从图 中取下，如图所示。
VD2
从图中可以判断出VD2是正向
E1
R
导通的，于是８Ｖ电源的正极接a
8V
E2
端，负极接b端，a点电位高于b点
1 6V
V3
-6V
2 5.7V
3
c)
V3 管的
UBE UB UE 5.7V 6V 0.3V
可见 V3 是PNP锗管。
三个极： 2为B； 1为E；3为C
例：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为
220 V，负载电阻 RL = 50，负载电压Uo=100V， 试求变压器的变比和容量，并选择二极管。
）的
b
5-13 随着正向电流的增大,普通二极管的直流电阻和交流
电阻( d ).
a) 二 者 都 增 大
b) 前 者 增 大 , 后 者 减 小
c) 前者减小, 后者增大 d) 二者都减小
5-14 用万用表的R*10和R*100档测量同一个二极管的正向
电阻,两次测量的值分别是R1和R2, 则二者相比,( c )。
移运动相比( a )
a) 前者强于后者 b) 后者强于前者 c) 二者平衡
5-6 PN未加外部电压时 , 扩散电流( c )漂移电流。
a) 大于 b) 小于 c) 等于
5-7 二级管的正向电阻（ b ），反向电阻（ a ）。
a) 大
b) 小
5-8 锗二极管的导通电压（ c ），死区电压（ b ）。
硅二极管的导通电压（ a ），死区电压（ d ）。
UDRM U2 2 172 V ID 0.5Io 1 A
可选用二极管2CZ11C，其最大整流电流为1A，
反向工作峰值电压为300V。
变压器副边电压 U2 122 V, 变比 K 220 1.8
变压器副边电流有效值
122
I2 = 1.11 Io= 2 1.11 = 2. 2 A 变压器容量 S = U2 I2 = 122 2.2 = 207. 8 V A
(3) ui为负半周时。 ui为负半 周时，VD反向偏置，理想 二极管VD可视为开路。由
Ui /V 10
图可知， uo=ui ，即在ui为
5
负半周时, uo的波形与ui的 波形是一致的。
0 -5
t
R
-10
VD
Uo/V
10
ui E
uo
5a
b
5V
0
c
t
-5
-10
例5-5 两个稳压管VSZ1和VSZ2的稳压值分别为5.5V和
a1) 是二极管 b1) 不是二极管
稳压管工作在（ c2 ）状态。
a2) 正向导通 b2) 反向截止
c1) 是特殊的二极管 c2) 反向击穿
5-12 在二极管的反向特性中，反向电流是由（ （ ）运动形成的。
a) 少数载流子 扩散 b) 少数载流子 漂移 c) 多数载流子 扩散 d) 多数载流子 漂移
16V
电位，这个极性使VD1反向偏置。
UO
Hale Waihona Puke Baidu
VD1
判断VD1的状态
(2) 再判断VD2的状态：把VD2从
_+ cd
图中取下，如图所示。
E1
R
可以判断出图中的VD1是正向导通
8V
的，于是８V 电源的正极经VD1接
d端，负极接c端，即开路端d点电
E2
16V UO
位高于c点电位，这个极性使VD2 正向偏置。
A VD1 B
VD2
C
由图可知：
R1
R2
ui U1 U2
uo=Ｕ2
uo
B`
U1>U2， ui>U1 时的等效电路
(2) ui<U2时。由于U1>U2 ，而U2>ui，所以U1>ui ，此时VD1 正向偏置，理想二极管VD1可视为短路。VD1做短路处理后 UBC =ui，这时VD2的负极接ui ，VD2的正极经R2接U2。由于 U2>ui ，所以VD2正向偏置，理想二极管VD2亦可视为短路。
a) 0.7V
b) 0.1V
c) 0.3V d) 0.5V
5-9 二极管的导通条件是( b )
a) u D> 0 c) uD <死区电压
b) uD>死区电压
5-10 当温度升高后, 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
5-11 稳压管（ c1 ）
ID
VD
ba
UD
dc
题5-17图
R
E
1.5V
题5-18图
5-19 图示的几条曲线中, 表示理想二极管正向伏安
特性的是( c )
iD
iD
iD
iD
0
a)
uD 0 b)
uD 0
c)
uD0
d)
uD
5-20 稳压管电路如图所示, 稳压管的稳压值Uz=6.3V,正向
Ｕ1＞Ｕ2，ui、uo是交流电压信号的瞬时值。试求:
(1) 当ui>U1时, uo=？(2) 当ui<U2时, uo=？
VD1
VD2
A
B
R1
R2
ui
U1 U2
B`
解: 解此题的关键是判断
二极管的状态。
理想二极管正向导通时视
uo
为短路，反向截止时视为 开路，二极管按上述原则
处理后就得到了一个不含
二极管的线性电路。
判断VD2的状态
(3) 根据上述判断可以画出等效电路:
VD1
VD2
I E1 8V
R
E2 16V
UO
等效电路
则流过电阻Ｒ（Ｒ＝３kΩ ）
的电流和所求的电压为：
Ｉ ＝ (E1+E2 ) /R
＝ (8+16)V /3kΩ ＝ 8mA
UＯ＝ - E1 ＝ - 8V
例5-3 图示电路中，VD1和VD2均为理想二极管，直流电压
例：有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频 率 f=50Hz，负载电阻 RL = 200，要求直流输出电 压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。
解：1. 选择整流二极管 ~
+ u
流过二极管的电流
–
++ C RL uo
–
ID

1 2
IO

1 2
UO RL

1 2

30 200

0.075 A
变压器副边电压的有效值 U2 二极管承受的最高反向电压

UO 1.2
30 25V 1.2
可选用二极管2CP11
UDRM 2U2 2 25 35.4V IOM =100mA UDRM =50V
解：2. 选择滤波电容
取 RLC = 5 T/2
+
~u
1 50
–
RLC 5 2 0.05 S
R 5k 10V 3V
VD1 + UO
VD2
-
5-17 图中给出了锗二极管和硅二极管的伏安特性。硅管的
特性曲线（ b ）
a)由a和c组成
b)由a和d组成
c)由b和c组成
d) 由b和d组成
5-18 由锗二极管VD，电源E和电阻R（R=3k）组成电路，该
电路中电流比较准确的值是（ c ）
a) 0 b) 0.27mA c) 0.4mA d) 0.5mA
a)R1>R2
b)R1=R2 c)R1<R2
d)说不定哪个大
5-15 把一个二极管直接同一个电动势为1.5V, 内阻为零的电
池正向连接, 该管( d )
a) 击穿 b) 电流为零 c)电流正常 d)电流过大使管子烧坏
5-16 电路如图所示, 输出电压U0应为( a ).
a) 0.7V b) 3.7V c) 10V d) 0.3V