第一章半導(dǎo)體器件

1、第一章半導(dǎo)體器件一、判斷下列說法是否正確，用“ V ”和“ X”表示判斷結(jié)果填入空內(nèi)。(1) 在N型半導(dǎo)體中如果摻入足夠量的三價(jià)元素，可將其改型為P型半導(dǎo)體。()(2) 因?yàn)镹型半導(dǎo)體的多子是自由電子，所以它帶負(fù)電。()(3) PN結(jié)在無光照、無外加電壓時(shí)，結(jié)電流為零。()(4) 處于放大狀態(tài)的晶體管，集電極電流是多子漂移運(yùn)動(dòng)形成的。()(5 )結(jié)型場效應(yīng)管外加的柵-源電壓應(yīng)使柵-源間的耗盡層承受反向電 壓，才能保證其Rgs大的特點(diǎn)。()(6)若耗盡型N溝道MOS管的UGs大于零，則其輸入電阻會(huì)明顯變小。 ()解：(1 ) V ( 2) X ( 3) V ( 4) X ( 5) V ( 6)

2、X二、選擇正確答案填入空內(nèi)。(1) PN結(jié)加正向電壓時(shí)，空間電荷區(qū)將。A.變窄B. 基本不變C.變寬(2) 設(shè)二極管的端電壓為U,則二極管的電流方程是。A. I seUB. ISeU UtC. |S(eU UT1)(3) 穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)是其工作在。A.正向?qū)˙.反向截止C.反向擊穿(4) 當(dāng)晶體管工作在放大區(qū)時(shí)，發(fā)射結(jié)電壓和集電結(jié)電壓應(yīng)為。A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(5) Ugs= 0V時(shí)，能夠工作在恒流區(qū)的場效應(yīng)管有。A.結(jié)型管 B.增強(qiáng)型MOS管 C.耗盡型MOS管 解：(1 ) A( 2) C ( 3) C ( 4) B( 5) A C、寫出

3、圖T1.3所示各電路的輸出電壓值，設(shè)二極管導(dǎo)通電壓Ud= 0.7V。圖 T1.3解：Uoi 1.3V , U02 = 0, Uc3 一1.3V , UO4 2V, U05 1.3V ,Ub6 一2V。四、已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值Uz = 6V,穩(wěn)定電流的最小值I zmn= 5mA。求圖T1.4所示電路中Uci和Uc2各為多少伏。KJVOO +(1)解：Uc1 = 6V, UC2 = 5V。五、某晶體管的輸出特性曲線如圖T1.5所示，其集電極最大耗散功率 Pcm= 200mW,試畫出它的過損耗區(qū)。1201510rcJ10102030斗 0tiL|/V圖 T1.5解：根據(jù) Pcm= 200mW可得：Uc

4、e = 40V 時(shí) I c= 5mA, Uce= 30V 時(shí) I c 6.67mA ,Uce = 20V時(shí)lc = 10mA, Uce = 10V時(shí)I c= 20mA,將各點(diǎn)連接成曲線，即為臨界過損耗線，如解圖T1.5所示。臨界過損耗線的左邊為過損耗區(qū)。六、電路如圖 T1.6 所示，Vcc= 15V,3 = 100 , Ube = 0.7V 。試問：(1) Rb = 50k Q 時(shí)，uo = ?2)若T臨界飽和，貝U Rb ?解：(1 ) Rb = 50k Q 時(shí)， 電極電流和管壓降分別為-Vbb Ube 26RbI CU CEI B 2.6mAVCC 1 C RC2V基極電流、所以所以輸出電

5、壓Uo= Uce = 2V o(2)設(shè)臨界飽和 時(shí)UCES= UBe = 0.7V ,Vcc U CESRc2.86mA上 28.6 ARb七.測得某放大電路中三個(gè)MOS管的三個(gè)電極的電位如表T1.7 所示， 它們的開啟電壓也在表中。試分析各管的工作狀態(tài)(截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電 阻區(qū))，并填入表內(nèi)。表 T1.7管號Ugs ( th) /VUS/VUg/VUd/V工作狀態(tài)T14-513T2-43310T3-4605解：因?yàn)槿还茏泳虚_啟電壓，所以它們均為增強(qiáng)型MOS管。根據(jù)表 中所示各極電位可判斷出它們各自的工作狀態(tài)，如解表T1.7所示。解表T1.7管號Ugs( t h)/VUs/VUg/VU

6、d/V工作狀態(tài)T14-513恒流區(qū)T2-43310截止區(qū)T3-4605可變電阻區(qū)1.1 選擇合適答案填入空內(nèi)。(1) 在本征半導(dǎo)體中加入元素可形成N型半導(dǎo)體，加入元素可形成P型半導(dǎo)體。A.五價(jià)B.四價(jià)C.三價(jià)(2) 當(dāng)溫度升高時(shí)，二極管的反向飽和電流將 。A.增大B.不變C.減小(3) 工作在放大區(qū)的某三極管，如果當(dāng)I b從12卩A增大到22卩A時(shí)，I C從1mA變?yōu)?mA,那么它的卩約為。A.83B. 91C. 100(4) 當(dāng)場效應(yīng)管的漏極直流電流Id從2mA變?yōu)?mA時(shí)，它的低頻跨導(dǎo)gm 將 。A.增大B.不變C.減小解：(1 ) A , C ( 2) A ( 3) C ( 4) A1.

7、2 能否將1.5V的干電池以正向接法接到二極管兩端？為什么？ 解：不能。因?yàn)槎O管的正向電流與其端電壓成指數(shù)關(guān)系，當(dāng)端電壓為 1.5V時(shí)，管子會(huì)因電流過大而燒壞。1.3 電路如圖P1.3 所示，已知Ui = 10sin 3 t(v),試畫出Ui與uo的波設(shè)二極管正向?qū)妷嚎珊雎圆挥?jì)。昧/?n町圖 P1.3解圖P1.3解：Ui和uo的波形如解圖P1.3所示。1.4 電路如圖P1.4 所示，已知ui = 5sin 3 t （V）,二極管導(dǎo)通電壓UD =0.7V。試畫出Ui與UO的波形，并標(biāo)出幅值。0_1oSf O1坯+3V -6-1t6圖 P1.4叩V解圖P1.4解：波形如解圖P1.4所示。1.

8、5 電路如圖P1.5（ a）所示，其輸入電壓UI1和UI2的波形如圖（b ）所示，二極管導(dǎo)通電壓Ud= 0.7V 。試畫出輸出電壓Uo的波形，并標(biāo)出幅值。54P解：Uo的波形如解圖P1.5所示。解圖P1. 51.6 電路如圖P1.6所示，二極管導(dǎo)通電壓Ud= 0.7V，常溫下UT疋26mV,電容C對交流信號可視為短路；Ui為正弦波，有效值為10mV。試問二極管中流過的交流電流有效值為多少？解：二極管的直流電流I d= ( V Ud) / R= 2.6mA其動(dòng)態(tài)電阻r D Ut/ I D = 10 Q故動(dòng)態(tài)電流有效值I d =Ui/ rd 1mAP1.61.7 現(xiàn)有兩只穩(wěn)壓管，它們的穩(wěn)定電壓分別

9、為6V和8V，正向?qū)妷?為0.7V。試問：(1) 若將它們串聯(lián)相接，則可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？(2) 若將它們并聯(lián)相接，則又可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？解：(1 )兩只穩(wěn)壓管串聯(lián)時(shí)可得1.4V、6.7V、8.7V 和14V等四種穩(wěn)壓 值。(2)兩只穩(wěn)壓管并聯(lián)時(shí)可得0.7V和6V等兩種穩(wěn)壓值。1.8 已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz = 6V,穩(wěn)定電流的最小值lzmin= 5mA,最大功耗Pzm= 150mW。試求圖P1.8 所示電 路中電阻R的取值范圍。解：穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流I zm= Pzm/ UZ = 25mA電阻R的電流為I ZMI Zmi n ,所以其 取值范圍為R 5土 0.36

10、1.8kIz1.9 已知圖P1.9所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz = 6V,最小穩(wěn)定電流 I Zmi n = 5mA,最大穩(wěn)定電流I Zmax = 25mA。(1)分別計(jì)算U為10V、15V、35V三種情況下輸出電壓UO的值；2 )若Ui = 35V時(shí)負(fù)載開路，則會(huì)出 現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？解：(1 )當(dāng) U = 10V 時(shí)，若 Uo= Uz= 6V，則穩(wěn)壓管的電流為4mA,小于其最小穩(wěn) 定電流，所以穩(wěn)壓管未擊穿。故OI kQ【任%500 QRlUo UI 3.33VR Rl圖 P1.8o + r(+5VI當(dāng)Ui= 15V時(shí)，穩(wěn)壓管中的電流大于最圖P1.9小穩(wěn)定電流I Zm n ,所以Uo= U

11、Z = 6V同理，當(dāng) Ui = 35V 時(shí)，UO= Uz = 6V。(2) Idz (U| UZ)/R 29mA I zm= 25mA，穩(wěn)壓管將因功耗過大而損壞。1.10 在圖P1.10 所示電路中，發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓Ud =1.5V ,正向電流在515mA時(shí)才能正常工作。試問：(1) 開關(guān)S在什么位置時(shí)發(fā)光二極管才能發(fā)光？(2) R的取值范圍是多少？解：(1) S閉合。(2 ) R的范圍為Rmin(V U D ) 1 Dmax233Rmax (V UD)jlDmin700。1.11 電路如圖P1.11( a)、( b )所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz= 3V, R的取值合適，UI的波形如圖(C)

12、所示。試分別畫出UO1和UO2的波形。圖 P1.11解：波形如解圖P1.11所示1.12 在溫度20 C時(shí)某晶體管的I cbo= 2卩A，試問溫度是60 C時(shí)I cbo疋?解：60 C 時(shí)丨 cbo& I cbo(t = 20 C)= 32 卩 A。1.13 有兩只晶體管，一只的卩=200 , I ceo= 200卩A;另一只的卩=100 , I CEO= 10卩A,其它參數(shù)大致相同。你認(rèn)為應(yīng)選用哪只管子？為什么？解：選用卩=100、I CBO = 10 A的管子，因其卩適中、I CEO較小，因而溫 度穩(wěn)定性較另一只管子好。1.14 已知兩只晶體管的電流放大系數(shù)卩分別為50和100 ,現(xiàn)測得放

13、大 電路中這兩只管子兩個(gè)電極的電流如圖P1.14所示。分別求另一電極的電流， 標(biāo)出其實(shí)際方向，并在圓圈中畫出管子。圖 P1.14解：答案如解圖P1.14所示。1.01 mA何(h)解圖P1.141.15測得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖P1.15所示。在圓圈中 畫出管子，并分別說明它們是硅管還是鍺管。圖 P1.15解：晶體管三個(gè)極分別為上、中、下管腳，答案如解表P1.15所示。解表P1.15管號T1T2T3T4T5T6上ecebcb中bbbeee下ceccbc管型PNPNPNNPNPNPPNPNPN材料SiSiSiGeGeGe1.16 電路如圖P1.16 所示，晶體管導(dǎo)通時(shí)Ube = 0.

14、7V ,卩=50。試分析 Vbb為0V、1V、1.5V三種情況下T的工作狀態(tài)及輸出電壓uo的值。當(dāng)Vbb= 0時(shí)，T截止，Vbb = 1V時(shí)，因?yàn)閁o= 12V o1 BQVbb Ubeq 60Rb1 CQUoVccI bq 3mAICQ RC9V所以T處于放大狀態(tài)。(3)當(dāng) Vbb = 3V 時(shí),因?yàn)镮 BQU BEQ160Rb1 CQ1 BQ 8mAUoVccI cq Rc U be所以T處于飽和狀態(tài)。1.17 電路如圖P1.17 所示，試問卩大于多 少時(shí)晶體管飽和？取UcES= UBE ,若管子飽和，貝UVccU beVcc U beRbRcRbRc所以，RbRc100時(shí)，管子飽和。1.

15、18lOOkQh ikopkT圖 P1.17* cc(+5 V)電路如圖P1.18 所示，晶體管的卩=50 , | Ube| = 0.2V ,飽和管壓降| Uces| = 0.1V ;穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ = 5V ,正向?qū)妷篣d= 0.5V試問：當(dāng) ui = 0V 時(shí) uo= ?當(dāng) ui = 5V 時(shí) uo = ?解：當(dāng)Ui = 0時(shí)，晶體管截止，穩(wěn)壓管 擊穿，Uo= Uz= 5V。當(dāng)Ui = 5V時(shí)，晶體管飽和，uo= 0.1V。 因?yàn)閕BUi Ube480卩Rbici b 24mAU ECVccic RcVCC圖 P1.181.19 分別判斷圖P1.19 所示各電路中晶體管是否有可能

16、工作在放大狀0-6 V0+6 V0IE0-6 V(b)Q+6VQ+6 VkT斗I圖 P1.19解：（a）可能 （b）可能 （c）不能（d）不能，T的發(fā)射結(jié)會(huì)因電流過大而損壞。（e）可能1.20 已知某結(jié)型場效應(yīng)管的I dss = 2mA, UGs（ off）= 4V，試 畫出 它的轉(zhuǎn) 移特性曲線和輸出特性曲線，并近似畫出予夾斷軌跡。解：根據(jù)方程uGS 、2Id I DSS（1）U GS（th）逐點(diǎn)求出確定的U GS下的i D,可近似畫出轉(zhuǎn)移特性和輸出特性；在輸出特性中， 將各條曲線上ugd= UGs（ off）的點(diǎn)連接起來，便為予夾斷線；如解圖P1.20所示。-ov/mA%嚴(yán)1叫l(wèi)2川亡*8訃

17、解圖P1.201.21 已知放大電路中一只N溝道場效應(yīng)管三個(gè)極、的電位分 別為4V、8V、12V，管子工作在恒流區(qū)。試判斷它可能是哪種管子（結(jié)型管、 MOS管、增強(qiáng)型、耗盡型），并說明、與G、S、D的對應(yīng)關(guān)系。解：管子可能是增強(qiáng)型管、耗盡型管和結(jié)型管，三個(gè)極、與G、 S、D的對應(yīng)關(guān)系如解圖P1.21所示。解圖P1.211.22 已知場效應(yīng)管的輸出特性曲線如圖P1.22 所示，畫出它在恒流區(qū) 的轉(zhuǎn)移特性曲線。0510152025圖 P1.22解：在場效應(yīng)管的恒流區(qū)作橫坐標(biāo)的垂線如解圖P1.22( a)所示，讀出其與各條曲線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值及UGS值，建立i D = f ( UGS)坐標(biāo)系，描點(diǎn)， 連線，即可得到轉(zhuǎn)移特性曲線，如解圖P1.22( b)所示。1.23 電路如圖1.23所示，T的輸出特性如圖P1.22所示，分析當(dāng)Ui = 4V、 8V、12V三種情況下場效應(yīng)管分別工作在什么區(qū)域。解：根據(jù)圖P