模电答案

【2-1】 填空：

1．本征半导体是 ，其载流子是 和 。两种载流子的浓度 。

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 在 作用下形成的。

4．二极管的最主要特征是 ，与此有关的两个主要参数是 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】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)?6V?5k?VDR?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

则

ID?6V?UD(6?0.6)V??1.08mA R5k? 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UDUT=26 mV，故式1.4.1可简化为：

iD?ISeu/U

I1diD??D rdduDUTDTDTrd?所以

UT26mV??24.07? ID1.08mAid?udui0.02sin?t(V)???0.83sin?t(mA) rdrd24.07(?)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。

UD?D?5k?6VID?ui?R5k?RiRid?rdud??(a)uD/V?(b)iD/mAudUD0.60.02idID1.080.830?t0?t(d)(c)图1.4.2 例1.4.1 解图

【2-3】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？

IVCCR?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/℃。 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。

【2-4】 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。

UAUBIDA1k?1k?IDBVDBR9k?IRVDAUY图2.10.7 题2-8电路图

解：

（1）VDA导通，VDB截止 IDB?0,I10V ?I??1mADAR(1?9)?(k) UY?IR?R?9V

（2）VDA导通，VDB截止 IDB?0,I?I?DAR6V?0.6mA 10k? UY?IR?R?5.4V （3）VDA VDB均导通

IR?I5V?0.53mA IDA?IDB?R?0.26mA

9.5k?2UY?IR?R?4.74V

【2-5】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。

U1iR1VD1uiiD1R2AVD2R1uoiD2iR2U2

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?UDiR1?iR2?1

R1?R2此时输出电压为 uo?U1?U1?U2?UDR1，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。

uoU?UthU?ui图1.4.8 例1.4.4解图

【2-6】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。

1k?25VVDZ1VDZ2a( )1k?25VUO25VVDZ21k?UOVDZ2UO25V1k?VDZ1VDZ2b( )UOVDZ1c( )VDZ1d( )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.

【2-7】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。

1k?DZ1UIDZ2UO

图1-5

【3-1】 填空：

1．双极型晶体管可以分成 和 两种类型，它们工作时有 和 两种载流子参与导电。

2．当温度升高时，双极性晶体管的β将 ，反向饱和电流ICEO将 ，正向结压降UBE将 。

3．当使用万用表判断电路中处于放大状态的某个双极型晶体管的类型与三个电极时，测出 最为方便。

4．当温度升高时，晶体管的共射输入特性曲线将 ，输出特性曲线将 ，而且输出特性曲线之间的间隔将 。

5．已知某放大电路电压放大倍数的频率特性表达式为

f100010j Au?ff(1?j10)(1?j106)式中f单位为Hz。表明其下限频率为 ；上限频率为 ；中频电压增益为 dB，输出电压与输入电压中频段的相位差为 。

6．幅度失真和相位失真统称为 失真，它属于 失真。在出现这类失真时，若ui为正弦波，则uo为 波；若ui为非正弦波，则uo与ui的频率成分 。

7．饱和失真、截止失真都属于 失真。在出现这类失真时，若ui为正弦波，则uo为 波，uo与ui的频率成分 。 1. NPN、PNP、自由电子、空穴 2. 变大、变大、变小 3. 三个电极对地电位 4. 左移、上移、变大

5. 10Hz、106Hz、60dB、180° 6. 幅频、线性、正弦波、相同 7. 非线性、非正弦波、不同

【3-2】 用万用表直流电压挡测得电路中晶体管各极对地电位如图3.11.2所示，试判断晶体管分别处于哪种工作状态(饱和、截止、放大)？

?3V+6V?12V?18V?12.3V?6V+5.6V?5.3V?9.3V?8.5V?0.1V?0.2V图3.11.2 题3-2电路图

解：

晶体管从左到右，工作状态依次为放大、饱和、截止、放大。

【3-3】分别画出图3.11.4所示各电路的直流通路和交流通路。

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