模电第1章二极管答案
第一章答案
1.1 在一本征硅中，掺入施主杂质，其浓度D N =?214
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A N =?314
10cm 3-，重复（1）。
（3）若D N =A N =15
10cm 3-,，重复（1）。
（4）若D N =16
10cm 3-，A N =14
10cm 3-，重复（1）。
解：（1）已知本征硅室温时热平衡载流子浓度值i n =?5.11010 cm
3
-，施主杂质
D N =?21410cm 3->> i n =?5.11010 cm 3-，所以可得多子自由浓度为
0n ≈D N =?21410cm 3-
少子空穴浓度
0p =0
2
n n i =?125.1610cm 3
-
该半导体为N 型。
（2）因为D A N N -=14
101?cm 3
->>i n ，所以多子空穴浓度 0p ≈14101?cm 3
-
少子电子浓度
0n =0
2
p n i =?25.2610cm 3
-
该半导体为P 型。 （3）因为A N =D N ,所以
0p = 0n = i n =?5.11010cm 3
-
该半导体为本征半导体。
（4）因为A D N N -=10-161014=99?1014（cm 3
-）>>i n ，所以，多子自由电子浓度 0n =?991410 cm 3
-
空穴浓度
0p =0
2
n n i =14
2101099)105.1(??=2.27?104（cm 3
-） 该导体为N 型。
1.2 当T=300K 时，锗和硅二极管的反向饱和电流S I 分别为μ1A 和0.5pA 。如果将此两个二极
管串联连接，有1mA 的正向电流流过，试问他们的结电压各为多少？ 解：T=300K 时，热电压 T U =26mV 二极管正偏时，I=S I ?exp )U U (
T
D
对于硅管：D U =T U ln
S
I I
=556.4mV 对于锗管：D U =T U ln
S
I I
=179.6mV 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D R 和交流电阻D r 各为多少？
解：（1）流过二极管的直流电流也就是图1.3的回路电流，即 D I =
A 1007
.06-=53mA (2) D R =A V
3
10537.0-?=13.2Ω D r =D T I U =A
V
3
310531026--??=0.49Ω 1.4 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L R 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7.0)(=on D U V ，试问流过负载L R 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7.0)(=on D U V ，()Ω=20on D r ，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？
D
图1.3
解：（1）100==
L
R E
I mA （2）94=-=
L )
on (D R U E I mA
（3）378.R R U E I D
L )on (D =+-=mA
（4） 0I ≈-=或S I I
（5）E 增加，直流电流D I 增加，交流电阻
D
T
I U 下降。 1.5 二极管电路如题图1.5所示。设二极管的导通电压为0.7V ，Ω=9901R ，Ω=102R ，
E=1.7V ，t u i ωsin 10=(mV), 1C 和2C 容量足够大，对u i 信号可视作短路。 （1）求流过二极管的直流电流I D 。 （2）求输出电压u o 的值。
解：（1）直流等效电路如答图1.5（a ）所示；交流等效电路如答图1.5(b)所示。
题图1.5
R 2
(a)
r D
(b)
答图1.5
题图1.4
E
R L 100Ω