模拟电子线路习题习题答案

第一章

1.1 在一本征硅中，掺入施主杂质，其浓度ND=2?10cm?3。

（1）求室温300K时自由电子和空穴的热平衡浓度值，并说明半导体为P型或N型。 （2 若再掺入受主杂质，其浓度NA=3?10cm?3（3）若ND=NA=10cm?3,，重复（1）。

（4）若ND=10cm?3，NA=10cm?3，重复（1）。

10解：（1）已知本征硅室温时热平衡载流子浓度值ni=1.5?10 cm

1614151414，重复（1）。

?3，施主杂质

ND=2?1014cm?3>> ni=1.5?1010 cm?3，所以可得多子自由浓度为

14?3 n0?ND=2?10cm

少子空穴浓度

n6?3 p0=i=1.125?10cm

n0该半导体为N型。

?3（2）因为NA?ND=1?10cm>>ni，所以多子空穴浓度 14?3 p0?1?10cm

142少子电子浓度

n6?3 n0=i=2.25?10cm

p0该半导体为P型。 （3）因为NA=ND,所以

10?3 p0= n0= ni=1.5?10cm

2该半导体为本征半导体。

161414?3（4）因为ND?NA=10?10=99?10（cm）>>ni，所以，多子自由电子浓度 14?3 n0=99?10 cm

空穴浓度

ni(1.5?1010)24?3? p0===2.2710（cm） 1499?10n02该导体为N型。

1.3 二极管电路如图1.3所示。已知直流电源电压为6V，二极管直流管压降为0.7V。 （1） 试求流过二极管的直流电流。

（2）二极管的直流电阻RD和交流电阻rD各为多少？

R + 6V 100?

图1.3

D

解：（1）流过二极管的直流电流也就是图1.3的回路电流，即 ID=

6?0.7A=53mA 1000.7V(2) RD==13.2? ?353?10AUT26?10?3V rD===0.49?

ID53?10?3A1.4二极管电路如题图1.4所示。

（1）设二极管为理想二极管，试问流过负载RL的电流为多少？

（2）设二极管可看作是恒压降模型，并设二极管的导通电压UD(on)?0.7V，试问流过负载RL的电流是多少？

（3）设二极管可看作是折线模型，并设二极管的门限电压UD(on)?0.7V，rD?on??20?，试问流过负载的电流是多少？

（4）将电源电压反接时，流过负载电阻的电流是多少？

（5）增加电源电压E，其他参数不变时，二极管的交流电阻怎样变化？

E

+ 10V D RL 100?

题图1.4

解：（1）I?

E?100mA RL （2）I?E?UD(on)RLE?UD(on)RL?RD?94mA

（3）I??78.3mA

（4） I??IS或I?0

（5）E增加，直流电流ID增加，交流电阻

UT下降。 ID1.6 在图1.6所示各电路中，设二极管均为理想二极管。试判断各二极管是否导通，并求Uo的值。

题图1.6

解：(1)在图(a)中，V2导通，V1截止，U0＝5V。 (2)在图(b)中，V1导通，V2截止，U0＝0V。 (3)在图(c)中，V1、V2均导通，此时有

U0?E?R46?2??1.984V

R1?(R2//R3)?R44?(1//0.051)?21.7 二极管限幅电路如图1.7(a)、(b)所示。将二极管等效为恒压降模型，且UD(on)=0.7V。若ui＝5sinωt(V)，试画出u0的波形。

题图1.7

解：(1)在图(a)中：当ui＞一2.7V时，V管截止，u0＝一2V；当ui≤一2.7V时，V管导通，u0＝ui。当ui＝5sinωt(V)时，对应的u0波形如图答图1.7(a)所示。

(2)在图(b)中：当ui＞1.3V时，V管截止，u0＝ui；当ui≤1.3V时，V管导通，u0＝2V。

其相应波形如答图1.7 (b)所示。

答图1.7

1.9 在题图1.9 (a)所示电路中，二极管等效为恒压降模型。已知输入电压u1、u2的波形如题图1.9(b)所示，试画出u0的波形。

题图1.9

解：该电路为高电平选择电路，即u1、u2中至少有一个为3V，则u0＝3一0.7＝2.3V。u1、u2均为0时，uo＝一0.7V。其波形答图1.9(c)所示。

答图1.9

1.10 在题图1.10所示电路中，设稳压管的Uz＝5V，正向导通压降为0.7V。若ui＝10 sinωt(V)，试画出u0的波形。

题图1.10

解：当ui≥5V时，Vz击穿，u0＝5V。当ui≤一0.7V时，Vz正向导通，u0＝一0.7V。

当一0.7V＜ui＜5V时，Vz截止，u0＝ui。由此画出的u0波形如答图1.10所示。

答图1.10

1.11 稳压管电路如题图1.11所示。

（1）设Ui?20(1?10%)V，稳压管DZ的稳定电压UZ=10V，允许最大稳定电流

IZmax=30mA，IZmin=5mA, RLmin=800?,RLmax=?。试选择限流电阻R的值。

（2）稳压管的参数如（1）中所示，R=100?，RL=250?，试求Ui允许的变化范围。 （3）稳压管的参数如（1）中所示，当UZ=10V时，其工作电流IZ=20mA，rZ=12?，

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