模拟电子书后习题答案第2章

课后习题答案

习题第2章

【2-1】 填空：

1．本征半导体是和种载流子的浓度 。

2．在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于，而少数载流子的浓度则与 有很大关系。

3．漂移电流是作用下形成的。

4．二极管的最主要特征是 和 。

5．稳压管是利用了二极管的特征，而制造的特殊二极管。它工作在 。描述稳压管的主要参数有四种，它们分别是 、 、 、和 。 6．某稳压管具有正的电压温度系数，那么当温度升高时，稳压管的稳压值将。

1. 完全纯净的半导体，自由电子，空穴，相等。 2. 杂质浓度，温度。

3. 少数载流子，(内)电场力。

4. 单向导电性，正向导通压降UF和反向饱和电流IS。 5. 反向击穿特性曲线陡直，反向击穿区，稳定电压（UZ），工作电流（IEmin），最大管耗（PZmax）和动态电阻（rZ）

6. 增大;

【2-2】试分析图2.10.1电路，计算电位器调节端对地的输出电压范围。

+12

12V

图2.10.1 题2-2电路图

解：

二极管的正向特性曲线，当电流较大时，比较陡直，也具有一定的稳压特性。此题就是利用二极管的正向特性来获得比较稳定的低的直流电压值。可以从其他电源转换而来，例如图中的±12V直流电源，比通过电阻降压要好。

两个二极管正偏工作，a、b二点间的电压为1.4V。330W的电位器跨接在a、b二点之间，a点是+0.7V，b点是-0.7V。Uo对地电压的调节范围-0.7V~+0.7V，电位器的中点是0V。

【2-3】电路如图2.10.2所示，二极管均为理想二极管，电压U为220V市电，L1、L2

和L3为3个灯泡，请分析哪个灯泡最亮。

1

2

3

图2.10.2 题2-3电路图

[解] 根据题意，电压U为220V交流市电，故该电路的分析应该从正半周和负半周两个

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方面进行。在正半周，D2导通，L2被短路，D1和D3截止，L1和L3各分得电压110V；在负半周，D1和D3导通，L1和L3被短路，L2上承受220V电压；故L2灯最亮。

【2-4】在图2.10.3电路中，U1和U2分别为大小合适的电源，U1>0、U2<0。二极管D1和D2的正向导通电压为UD，耐压为无穷大，且U1 U2 UD。请画出该电路的电压传输特性曲线，并写出A点的电压表达式。

ui

uo

2

图2.10.3 题2-4电路图

[解] 当输入电压很低时，ui UA，D1二极管反向截止，此过程中D2二极管正向导通，计算可得：

U U2 UD

iR1 iR2 1

R1+R2

U1 U2 UD

R1，定义此电压为Uth。

R1+R2

当U1 ui Uth时，二极管D1和D2均为导通状态，此时uo ui，输出电压跟随输入电压变化；当ui U1时，二极管D1导通，D2截止，输出电压uo U1。

此题关键在于判断各二极管的工作状态，传输特性如图1.4.8所示。

此时输出电压为 uo U1

i

图1.4.8 例1.4.4解图

【2-5】电路如图2.10.4所示，其中ui=20sinωt (mV)，f=1kHz，试求二极管VD两端电压和通过它的电流。假设电容C容量足够大。

C++ui

(a)

6V5kWR

uD

iD

图2.10.4 题2-5电路图

1．静态分析

静态，是指ui =0，这时ui 视作短路，C 对直流视作开路，其等效电路如图1.4.2(a)所示。不妨设UD=0.6V

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则

6V UD(6 0.6)V

1.08mA R5kW

对于静态分析，也可以根据二极管的伏安特性曲线，用图解法求解。 2．动态分析

对于交流信号，直流电源和电容C视作短路；二极管因工作在静态工作点附近很小的范

1 i

围内，故可用动态电阻rd等效，且 D，由此可得等效电路如图1.4.2(b)所示。

rd uD

二极管伏安特性方程：

iD IS(eu/U 1) (1.4.1)

由于二极管两端电压UD UT=26 mV，故式1.4.1可简化为：

iD ISeu/U

I1diD

D rdduDUT

U26mVrd 24.07W

ID1.08mA

所以

uu0.02sin t(V)id d i 0.83sin t(mA)

rdrd24.07(W)

3．交流和直流相叠加

iD ID+id 1.08+0.83sin t(mA) uD UD+ud 0.6+0.02sin t(V)

4．uD和iD波形如图1.4.2(c)、(d)所示。

ID

D

T

D

T

UID

u

d

(a)

(b)

i

U0.I.1t

t

(d)

(c)

图1.4.2 例1.4.1 解图

【2-6】分析图2.10.5所示电路的工作情况，图中I为电流源，I=2mA。设20℃时二极

管的正向电压降UD=660mV，求在50℃时二极管的正向电压降。该电路有何用途？电路中为什么要使用电流源？

+UD

图2.10.5 题2-6电路图

解：

该电路利用二极管的负温度系数，可以用于温度的测量。其温度系数-2mV/℃。

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20℃时二极管的正向电压降UD=660mV，50℃时二极管的正向电压降 UD=660-（2 30）=600 mV

因为二极管的正向电压降UD是温度和正向电流的函数，所以应使用电流源以稳定电流，使二极管的正向电压降UD仅仅是温度一个变量的函数。

【2-7】试分析图2.10.6所示电路的工作情况，图中二极管为理想二极管，u2=10sin100

tV。要求画出uO的波形图，求输出电压uO的平均值UO(AV)。 u1

L

图2.10.6 题2-7电路图

解：

当u2>0时，VD1、VD3导通，VD2、VD4截止，uO为正；当u2<0时， VD2、VD4导通，VD1、VD3截止，uO仍为正。实现桥式整流，波形如图1-12。

u2t

uOt

Uo(AV)

1π

10sin td( t) 6.37V 0π

【2-8】 在图2.10.7中，试求下列几种情况下输出端对地的电压UY及各元件中通过的

电流。（1）UA=10V，UB=0V；（2）UA=6V，UB=5V；（3）UA=UB=5V。设二极管为理想二极管。

UAUB

U

Y

图2.10.7 题2-8电路图

解：

（1）VDA导通，VDB截止 IDB 0,I

10V

I 1mA DAR

(1+9)W(k)

UY IR R 9V

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（2）VDA导通，VDB截止 IDB 0,I

I DAR

6V

0.6mA 10kW

UY IR R 5.4V （3）VDA VDB均导通

IR

I5V

0.53mA IDA IDB R 0.26mA

9.5kW2

UY IR R 4.74V

【2-9】设硅稳压管VDz1和VDz2的稳定电压分别为5V和10V，正向压降均为0.7V。求2.10.9各电路的输出电压UO。

1kW

25V

VDZ1VDZ2a( )1kW

25V

UO25V

VDZ2

1kW

UO

Z2

UO

25V

1kWVDZ1VDZ2b( )

UO

VDZ1

c( )

VDZ1

d( )

图2.10.9 题2-10电路图

解：

图(a)15V; 图(b)1.4V; 图(c)5V; 图(d)0.7V.

【2-10】有两个稳压管VDZ1和VDZ2，其稳定电压值分别为5.5V和8.5V，正向压降都是0.5V。如果要得到3V的稳定电压，应如何连接？ 解：

连接方法如图1-5。

1kW

DZ1

UI

Z2

UO

图1-5

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