第6章 半導(dǎo)體器件習(xí)題與解答.pdf

第 6 章 常用半導(dǎo)體器件習(xí)題解答 習(xí) 題 A 選擇題 6 1 對(duì)半導(dǎo)體而言 起正確的說法是 C A P 型半導(dǎo)體中由于多數(shù)載流子為空穴 所以它帶正電 B N 型半導(dǎo)體中由于多數(shù)載流子為只有電子 所以它帶負(fù)電 C P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體本身都不帶電 6 2 在題 6 2 圖所示的電路中 Uo為 B 題 6 2 圖 A 12V B 9 C 6 3 在題 6 3 圖所示的電路中 Uo為 其中 忽略二極管的正向壓降 B 題 6 3 圖 A 4V B 1V C 10V 6 4 在題 6 4 圖所示的電路中 穩(wěn)壓二極管 DZ1和 DZ2的穩(wěn)定電壓分別為 5V 和 7V 其正向 壓降忽略不計(jì) 則 Uo為 A 題 6 4 圖 A 5V B 7V C 0V 6 5 在題 6 5 圖所示的電路中 穩(wěn)壓二極管 Dz1和 Dz2的穩(wěn)定電壓分別為 5V 和 7V 其正向 壓降忽略不計(jì) 則 Uo為 A 題 6 5 圖 A 5 V B 7 V C 0 V 6 6 在放大電路中 若測(cè)得某晶體管三個(gè)極的電位分別為 9 V 4 V 3 4 V 則這三個(gè)級(jí)分別為 A A C B E B C E B C E C B 電工與電子技術(shù) 2 6 7 在放大電路中 若測(cè)得某晶體管三個(gè)極的電位分別為 6 V 2 3 V 2 V 則 2 3 V 那個(gè)極為 B A 集電極 B 基極 C 發(fā)射極 6 8 在放大電路中 若測(cè)得某晶體管三個(gè)極的電位分別為 6 V 1 2 V 1 V 則此管為 C A NPN 型硅管 B PNP 型鍺管 C NPN 型鍺管 6 9 對(duì)某電路中一個(gè) NPN 型硅管測(cè)試 測(cè)得 UBE 0 UBC 0 UCE 0 則此管工作在 B A 放大區(qū) B 飽和區(qū) C 截止區(qū) 6 10 對(duì)某電路中一個(gè) NPN 型硅管測(cè)試 測(cè)得 UBE 0 UBC0 則此管工作在 A A 放大區(qū) B 飽和區(qū) C 截止區(qū) 6 11 對(duì)某電路中一個(gè) NPN 型硅管測(cè)試 測(cè)得 UBE 0 UBC0 則此管工作在 C A 放大區(qū) B 飽和區(qū) C 截止區(qū) 6 12 晶體管的控制方式為 B A 輸入電流控制輸出電壓 B 輸入電流控制輸出電流 C 輸入電壓控制輸出電壓 6 13 場(chǎng)效應(yīng)管的控制方式為 B A 輸入電流控制輸出電壓 B 輸入電壓控制輸出電壓 C 輸入電壓控制輸出電流 B 基本題 6 14 設(shè) D 為理想二極管 在以下三種情況下分別計(jì)算題 6 14 圖所示電路的電位 UY 1 UA UB 0V 時(shí) 2 UA 5V UB 0V 時(shí) 3 UA UB 5V 時(shí) 題 6 14 圖 解 解 此題所考查的是電位的概念以及二極管應(yīng)用的有關(guān)知識(shí) 假設(shè)圖中二極管為理想二極 管 可以看出 A B 兩點(diǎn)電位的相對(duì)高低影響了 DA和 DB兩個(gè)二極管的導(dǎo)通與關(guān)斷 當(dāng) A B 兩點(diǎn)的電位同時(shí)為 0 時(shí) DA 和 DB 兩個(gè)二極管的陽(yáng)極和陰極 UY 兩端電位 同時(shí)為 0V 因此均不能導(dǎo)通 當(dāng) UA 5V UB 0V 時(shí) DA 的陽(yáng)極電位為 5V 陰極電位 為 0 接地 根據(jù)二極管的導(dǎo)通條件 DA 此時(shí)承受正向電壓而導(dǎo)通 一旦 DA 導(dǎo)通 則 UY 0 從而使 DB 承受反向電壓 UB 0V 而截止 當(dāng) UA UB 5V 時(shí) 即 DA 和 DB 的陽(yáng)極電位為大小相同的高電位 所以兩管同時(shí)導(dǎo)通 兩個(gè) 1k 的電阻為并聯(lián)關(guān)系 本題解答如下 1 由于 UA UB 0 DA和 DB均處于截止?fàn)顟B(tài) 所以 UY 0 2 由 UA 5V UB 0 可知 DA導(dǎo)通 DB截止 所以 UY KK VK 91 59 V5 4 3 由于 UA UB 5V DA 和 DB同時(shí)導(dǎo)通 因此 UY KK VK 1 1 9 59 V 19 90 6 15 在題 6 15 圖所示電路中 設(shè) D 為理想二極管 已知輸入電壓 ui的波形 試畫出輸出 電壓 uo的波形圖 第 6 章 常用半導(dǎo)體器件習(xí)題解答 3 a b 題 6 15 圖 解 解 首先從 b 圖可以看出 當(dāng)二極管D導(dǎo)通時(shí) 電阻為零 所 以u(píng)o ui 當(dāng)D截止時(shí) 電阻為無(wú)窮大 相當(dāng)于斷路 因此uo 5V 即是說 只要判斷出D導(dǎo)通與否 就可以判斷出輸出電壓的波形 要判斷D是否導(dǎo)通 可以以接地為參考點(diǎn) 電位零點(diǎn) 判斷出D 開路時(shí)兩端電位的高低 從而得知 ui 4V時(shí) D導(dǎo)通 uo ui 與 ui對(duì)應(yīng)的 uo波形如右圖所示 6 16 試比較硅穩(wěn)壓管與普通二極管在結(jié)構(gòu)和運(yùn)用上有何異同 解 解 硅穩(wěn)壓管與普通二極管在結(jié)構(gòu)是一樣的 都有一個(gè)PN結(jié) 引出兩個(gè)電極 但由于 做PN結(jié)的工藝不同 二者在運(yùn)用中就不相同 硅穩(wěn)壓管可以工作在反向擊穿區(qū)而普通二極 管就不能工作在反向擊穿區(qū) 如果外加反向電壓小于穩(wěn)壓值時(shí) 穩(wěn)壓管可作二極管使用 6 17 二極管電路如題 6 17 圖所示 試判斷圖中的二極管是導(dǎo)通還是截止 并求出電壓 Uo 圖中二極管均為硅管 正向壓降取 0 7V a b c d 題 6 17 圖 解 解 假設(shè)二極管斷開 求二極管的開路電壓即偏置電壓 如果偏置電壓大于0 7V 以上 則二極管導(dǎo)通 否則截止 a 假設(shè)D斷開 二極管的開路電壓即偏置電壓為6V 可知D 處于導(dǎo)通狀態(tài) Uo 6 0 7 5 3V b 假設(shè)D斷開 二極管的開路電壓即偏置電壓為12V 6V 6V 可知D處于導(dǎo)通狀態(tài) Uo被鉗位在12V 0 7V 11 3V c D1 導(dǎo)通 D2 截止 Uo被鉗位在0 7V d D1截止 D2 導(dǎo)通 Uo 0 7V 6 18 在題 6 18 圖所示的電路中 ui 10sin t V U 5V 試分別畫出輸出電壓 uo的波形 二極管的正向壓降可忽略不計(jì) a b c d 題 6 18 圖 電工與電子技術(shù) 4 解 解 假設(shè)二極管斷開 根據(jù)二極管的開路電壓即偏置電壓的正負(fù)來(lái)判斷二極管何時(shí) 導(dǎo)通 何時(shí)截止 分別分析二極管導(dǎo)通與截止的情況下輸出電壓值 具體分析過程 a 當(dāng)ui5V 時(shí) 二極管導(dǎo)通 uo 5V b 當(dāng)ui5V 時(shí) 二極管截止 uo 5V c 當(dāng)ui5V 時(shí) 二極管截止 uo ui d 當(dāng)ui5V 時(shí) 二極管導(dǎo)通 uo ui 輸出電壓 uo 波形如下圖 a b c d 6 19 特性完全相同的穩(wěn)壓管 2CW15 UZ 8 2V 接成如題 6 20 圖所示的電路 各電路輸 出電壓 Uo是多少 電流 I 是多少 a b c d 題 6 19 圖 解 解 由已知 穩(wěn)壓管的UZ 8 2V 正向壓降0 7V 如果兩個(gè)穩(wěn)壓管串聯(lián) Uo 為二者電 壓之和 如果并聯(lián) 因?yàn)槎O管的鉗位作用 Uo 為電壓值較低的穩(wěn)壓管的電壓 由此可得 a Uo 8 2 0 7 8 9V I 18 8 9 1 5 6 07mA b Uo 8 2 8 2 16 4V I 18 16 4 0 5 3 2mA c Uo 0 7V I 18 0 7 2 8 65mA d Uo 8 2V I 18 8 2 1 9 8mA 6 20 有兩個(gè)穩(wěn)壓管 DZ1和 DZ2 其穩(wěn)定電壓分別為 5 5V 和 8 5V 正向壓降都是 0 5V 如 果要得到 0 5V 3V 6V 9V 和 14V 幾種穩(wěn)定電壓 這兩個(gè)穩(wěn)壓管及限流電阻應(yīng)如何連接 并畫出各個(gè)電路圖 解 解 a Ui 0 5V b Ui 8 5V c Ui 6V d Ui 9V e Ui 14V 6 21 在題 6 21 圖所示電路中 UI 20V R1 450 R2 550 穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 UZ 10V 最大穩(wěn)定電流 IZmax 8A 試求穩(wěn)壓管中通過的電流 IDz 是否超過 IZmax 第 6 章 常用半導(dǎo)體器件習(xí)題解答 5 題 6 21 圖 解 解 電阻R1 中的電流I1 45 0 1020 R U 1 ZI U 22 2 mA 電阻R2 中的電流I2 55 0 10 R U 2 Z 18 18 mA 穩(wěn)壓二極管中的電流IDz I1 I2 4 02mA IZm 8mA 沒有超過最大穩(wěn)定電流 如果超過 則可以增大電阻R1 或者減小電阻R2 也可以另選穩(wěn)壓二極管 6 22 有兩個(gè)晶體管分別接在放大電路中 它們管腳的電位 對(duì)地 分別見下表 晶體管 1 晶體管 2 管腳 1 2 3 管腳 1 2 3 電位 V 3 3 2 9 電位 V6 2 6 2 試判斷管子的三個(gè)管腳 并說明是硅管還是鍺管 是 NPN 型還是 PNP 型 解 解 因?yàn)樵诜糯鬆顟B(tài)下 NPN型管UE UBUB UC 集電極電位最低 硅管的發(fā)射極與基極的電位差 即管壓降UBE 約為0 6 0 7V 鍺管約為 0 2 0 3V 由此可知 晶體管1 NPN型 鍺管 1 E 2 B 3 C 晶體管 2 NPN 型 硅管 1 C 2 B 3 E 6 23 某人檢修電子設(shè)備時(shí) 用測(cè)電位的辦法 測(cè)出管腳 對(duì)地電位為 6 2V 管腳 對(duì)地 電位為 6V 管腳 對(duì)地電位為 9V 如題 6 23 圖所示 試判斷各管腳所屬電極及管子 類型 PNP 或 NPN 題 6 23 圖 解 解 分析方法同題6 22 由3個(gè)管腳的電位高低判斷該管為PNP型 根據(jù)管腳 和 兩 者的電位差值0 2V 判斷應(yīng)為鍺管 硅管應(yīng)為0 6 0 7V 因?yàn)镻NP型管VE VB VC 據(jù)此可 判定管腳 和 分別為基極和發(fā)射極 管腳 為集電極 6 24 兩個(gè)晶體管的共射極輸出特性曲線如題 6 24 圖所示 試說明哪個(gè)管子的 值大 電工與電子技術(shù) 6 a b 題 6 24 圖 解 解 該題考查了晶體管輸出特性和參數(shù)的相關(guān)知識(shí) 從 a b 兩圖可以看出 當(dāng)IB變化相同的值時(shí) a 圖中IC變化要更大一些 由 B C I I 可知 a 圖管子的 值大 6 25 一晶體管的極限參數(shù)為 PCM 100mW ICM 20mA U BR CEO 15V 試問在下列情 況下 哪種是正常工作 uCE 3V iC 10mA uCE 2V iC 40mA uCE 6V iC 20mA 解 解 1 能正常工作 2 不能正常工作 集電極電流超過了ICM 20mA 3 不能正常工作 集電結(jié)耗散功率超過了 PCM 6 26 在題 6 26 圖所示的各個(gè)電路中 試問晶體管工作于何種狀態(tài) a b c 題 6 26 圖 解 解 計(jì)算結(jié)果見下表 設(shè)uBE 0 6V 表中 ICS為晶體管飽和時(shí)的集電極電流 IBS為晶 體管臨界飽和狀態(tài)時(shí)的基極電流 判斷公式 a 管 b 管 c 管 CS I C R CC v 12mA 8mA IBS CS I 0 24mA 0 2mA IB 6 0 6 50 0 11mA 12 0 6 47 0 24mA uBE 0 狀態(tài) IB IBS 放大 IB IBS 飽和 截止 6 27 試總結(jié)晶體三極管分別工作在放大 飽和 截止三種工作狀態(tài)時(shí) 三極管中的兩個(gè) PN 結(jié)所具有的特點(diǎn) 第 6 章 常用半導(dǎo)體器件習(xí)題解答 7 解 解 三極管工作在放大工作狀態(tài)時(shí) 發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏 三極管工作在飽和工作狀態(tài)時(shí) 發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均正偏 三極管工作在截止工作狀態(tài)時(shí) 發(fā)射線和集電結(jié)均反偏 6 28 如題 6 28 圖所示的電路是一聲光報(bào)警電路 在正常情況下 B 端電位為 0V 若前接 裝置發(fā)生故障時(shí) B 端電位上升到 5V 試分析之 并說明電阻 R1和 R2起何作用 題 6 28 圖 解 解 在正常情況下 B端點(diǎn)位為0V 晶體管截止 發(fā)光二極管不發(fā)光 蜂鳴器不發(fā)聲 當(dāng)前接裝置發(fā)生故障時(shí) B端點(diǎn)位上升到 5V 晶體管飽和導(dǎo)通 蜂鳴器發(fā)聲 發(fā)光二 極管發(fā)光 起到聲光報(bào)警的作用 R1 用來(lái)限制流過晶體管基極的電流 R2 用來(lái)降壓使得發(fā)光二極管導(dǎo)通過電壓為 2V 左 右并且保證發(fā)光二極管能發(fā)光所需的工作電流 6 29 在題 6 29 圖所示電路中 通過穩(wěn)壓管的電流 IZ等于多少 R 是限流電阻 其值是否合 適 題 6 29 圖 解解 5 6 1 1220 Z I mA IZmax 18mA 電阻值合適 C 拓寬題 6 30 電路如題 6 30 圖所示 不計(jì)二極管導(dǎo)通壓降 試求電壓 Uo 題 6 30 圖 解 解 D1 D2 共陰極接法 D1比 D2的陽(yáng)極電位高 所以 D1比 D2的優(yōu)先導(dǎo)通 D1導(dǎo)通 起鉗位作用使 D1 D2 的陰極電位為 4V 從而導(dǎo)致 D2的反偏而截止 D3 D4 共陽(yáng)極接法 D3的陰極電位 2V 比 D4的的陰極電位 4V 低 所以 D3比 D4的優(yōu)先導(dǎo)通 D3導(dǎo)通起鉗位作 用使 D1 D2 的陽(yáng)極電位即電壓 Uo 從而導(dǎo)致 D4的反偏而截止 所以電壓 Uo 2V 6 31 如題 6 31 圖所示是一個(gè)自動(dòng)關(guān)燈電路 例如用于走廊或樓道照明 在晶體管集電 極電路接入 JZC 型直流電磁繼電器的線圈 線圈的功率和電壓分別為 0 36W 和 6V 晶體管 9013 的電流放大系數(shù) 為 200 當(dāng)將按鈕 SB 按一下后 繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合 電工與電子技術(shù) 8 40 W 220V 的照明燈 EL 點(diǎn)亮 經(jīng)過一定的時(shí)間自動(dòng)熄滅 1 試說明其工作原理 2 剛將按鈕按下時(shí) 晶體管工作于何種狀態(tài) 此時(shí) IC和 IB各位多少 是否為 200 設(shè)飽和 時(shí) UCE 0 3 剛飽和時(shí) IBS為多少 此時(shí)電容上電壓衰減到約多少伏 4 圖中與線 圈 并聯(lián)的二極管 作何用處 題 6 31 圖 解 解 1 工作原理 當(dāng)按下按鈕 SB 時(shí) 6V 加在電容 C 上 也使得晶體管發(fā)射結(jié)正 偏基極電流足夠大而使晶體管飽和 直流電磁繼電器的線圈 KA 通過的電流是晶體管集電 極飽和電流 ICS 其值大于直流電磁繼電器 KA 的動(dòng)作電流而動(dòng)作 常開觸點(diǎn) KA 閉合照明 燈 EL 亮 松手后 按鈕 SB 恢復(fù)常開狀態(tài) 則電容 C 放電 IB按指數(shù)規(guī)律衰減 晶體管從 飽和狀態(tài) 經(jīng)過臨界飽和狀態(tài)變?yōu)榉糯鬆顟B(tài) 最后 電容 C 放電電壓小于正向死區(qū)電壓 硅 管 0 5V 時(shí)晶體管截止 IC從飽和狀態(tài)到臨界飽和狀態(tài)期間基本維持 ICS不變化 但是變 為放大狀態(tài)時(shí)按正比與 IB按指數(shù)規(guī)律衰減 當(dāng)然 IC衰減到直流電磁繼電器 KA 的恢復(fù)電流 時(shí) 直流電磁繼電器 KA 恢復(fù)原來(lái)狀態(tài) 常開觸點(diǎn) KA 恢復(fù)到常開狀態(tài) 照明燈 EL 熄滅 IB衰減為零時(shí) IC也近似為零 晶體管處于截止?fàn)顟B(tài) 2 剛將按鈕按下時(shí) 晶體管工作于