电工与电子技术基础第4章答案

第4章

半导体器件习题解答

习

4.1 计算题4.1 图所示电路的电位UY。（1）UA=UB=0 时。（2）UA=E，UB=0 时。（3）UA=UB=E 时。

题

解：此题所考查的是电位的概念以及二极管应用的有关知识。假设图中二极管为理想二极管，可以看出A、B 两点电位的相对高低影响了DA 和DB 两个二极管的导通与关断。当A、B 两点的电位同时为0 时，DA 和DB 两个二极管的阳极和阴极（UY）两端电位同时为0，因此均不能导通；当UA＝E，UB＝0 时，DA 的阳极电位为E，阴极电位为0（接地），根据二极管的导通条件，DA 此时承受正压而导通，一旦DA 导通，则UY ＞0，从而使DB 承受反压（UB＝0）而截止；当UA＝UB＝E 时，即DA 和DB 的阳极电位为大小相同的高电位，所以两管同时导通，两个1kΩ的电阻为并联关系。本题解答如下：（1）由于UA＝UB＝0，DA 和DB 均处于截止状态，所以UY＝0；

9kΩ ⋅ E 9 ＝E；1kΩ + 9kΩ 10 18 2 × 9kΩ ⋅ E ＝E。（3）由于UA＝UB＝E，DA 和DB 同时导通，因此UY＝ 2 × 9kΩ + 1kΩ 19

（2）由UA＝E，UB＝0 可知，DA 导通，DB 截止，所以UY＝4.2 在题4.2 图所示电路中，设VD 为理想二极管，已知输入电压uI 的波形。试画出输出电压uO 的波形图。题4.1 图

题4.2 图

解：此题的考查点为二极管的伏安特性以及电路的基本知识。首先从（b）图可以看出，当二极管D 导通时，电阻为零，所以uo＝ui；当D 截止时，电

第4章

半导体器件习题解答

阻为无穷大，相当于断路，因此uo＝5V，即是说，只要判断出 D 导通与否，就可以判断出输出电压的波形。要判断D 是否导通，可以以接地为参考点（电位零点），判断出D 两端电位的高低，从而得知是否导通。

uo 与ui 的波形对比如右图所示：

4.3 同？

试比较硅稳压管与普通二极管在结构和运用上有何异

答：硅稳压管与普通二极管在结构是一样的，都有一个PN 结，引出两个电极，但由于做PN 结的工艺不同，二者在运用中就不相同，硅稳压管可以工作在反向击穿区而普通二极管就不能工作在反向击穿区，如果外加反向电压小于稳压值时，稳压管可作二极管使用。4.4 二极管电路如题 4.4 图所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出A、O 两点间的电压UO。图中二极管均为硅管，正向压降取0.7V。

题4.4 图

解：解题思路：假设二极管断开，取O 点为参考点，判断二极管的阳极点和阴极点电位高低，如果阳极电位高于阴极电位0.7V 以上，则二极管导通，否则截止。（a）假设VD 断开，因其阳极点电位（6V）高于阴极点电位（0V），可知VD 处于导通状态，UO=6-0.7=5.3V；（b）VD1 导通，VD2 截止，UO 被钳位在0.7V；（c）VD 导通，UO=12-0.7=11.3V；（d）VD1，VD2 均截止，UO=-6V 4.5 在题4.5 图所示的电路中，ui = 10sin ωt V，E=5V，试分别画出输出电压uO 的波形。二极管的正向压降可忽略不计。

第4章

解：解题方法：1.判断二极管导通与截止条件。假设二极管断开，根据二极管两端电位高低判断二极管何时导通，何时截止。2.分别分析二极管导通与截止的情况下输出电压值。具体分析过程：（a）当ui<5V 时，二极管截止，uo=ui，当ui>5V 时，二极管导通，uo=5V；（b）当ui<5V 时，二极管导通，uo=ui，当ui>5V 时，二极管截止，uo=5V；（c）当ui<5V 时，二极管导通，uo=5V，当ui>5V 时，二极管截止，uo=ui；（d）当ui<5V 时，二极管截止，uo=5V，当ui>5V 时，二极管导通，uo=ui。输出电压uo 波形如下图：

uo/V 5 0 -10

（a）（b）

uo/V 10 5 0 ωt

ωt

（c）（d）

4.6 在题4.5 图所示的电路中，ui = 10sin ωt V，E=2V，试分别画出输出电压uO 的波形。二极管的正向压降仍可忽略不计。解：参考题4.5

4.7

特性完全相同的稳压管2CW15，UZ=8.2V，接成如题 4.7 图所示的电路，各电路输

出电压UO 是多少？电流I 是多少？（硅稳压管的正向压降取0.7V）。

题4.5 图

第4章

半导体器件习题解答

题4.7 图

解：由已知，稳压管UZ=8.2V，正向压降0.7V，如果两个稳压管串联，UO 为二者电压之和，如果并联，因为二极管的钳位作用，UO 为电压值较低的稳压管的电压，由此可得：（a）UO=8.2+0.7=8.9V，I=（18-8.9）/1500≈6.07mA （b）UO=8.2+8.2=16.4V，I=（18-16.4）/500=3.2mA （c）UO=0.7V，I=（18-0.7）/2000=8.65mA

(d) 4.8

UO=8.2V，I=（18-8.2）/1000=9.8mA

有两个稳压管VDZ1 和VDZ2，其稳定电压分别为5.5V 和8.5V，正向压降都是0.5V。如果要得到0.5V、、、和14V 几种稳定电压，3V 6V 9V 这两个稳压管及限流电阻应如何连接？请画出各个电路图。解：参考题4.7。

4.9

在题4.9 图所示电路中，E=20V，R1=900Ω，R2=1100Ω。稳压管的稳定电压UZ=10V，

最大稳定电流IZM=8A。试求稳压管中通过的电流IZ 是否超过IZM？如果超过，应如何解决？

题4.9 图

解：电阻R1 中的电流I1 = 电阻R2 中的电流I 2 =

E − U Z 20 − 10 = = 11.1 (mA) ；900 R1

UZ = 9.09 (mA) ；R2 稳压二极管中的电流I Z = I1 − I 2 = 2.01mA < I ZM = 8mA ，没有超过最大值；

如果超过，则可以增大电阻R1，或者减小电阻R2，也可以另选稳压二极管。

4.10 有两个晶体管分别接在电路中，它们管脚的电位（对地）分别如下表所示：

晶体管1 管脚电位/V 1 3 2 3.2 3 9 管脚电位/V 1 −6 晶体管2 2 −2.6 3 −2

试判断管子的三个管脚，并说明是硅管还是锗管？是NPN 型还是PNP 型？

第4章