电子线路(Ⅰ) 部分练习参考解答

4
I BS
VCC VCES 5 0.7 0.054(mA) Rc 40 2
因为 IB＜IBS，故三极管 T 处于放大状态。 又由图（b）可知 Vi＝0V 时，三极管发射结无正向偏置，T 处于截至状态；VI＝3V 时， I B
V I V BE 3 0.7 0.077(mA) 30 Rb I BS VCC VCES 5 0 .7 0.049(mA) Rc 35 2.5
因此 rbe (1 )
VT 1040 ，g m rbe 77 mS ， I EQ
rce
VA I CQ
50k
1-42 N 沟道 JFET 的输出特性如题图 1-42 所示。漏源电压的 VDS＝15V，试确定其饱和 漏电流 IDSS 和夹断电压 VP。并计算 VGS＝－2V 时的跨导 gm。 解：由图可得：饱和漏电流 IDSS≈4mA，夹断电压 VP≈－4V，VGS＝－2V 时，用作图 法求得跨导近似为： g m
0 VBE I BQ RB VCC VBE 12 0.0217 *520 0.716(V )
ib
be
rbe

be
1.2k
0.009sin t (mA) 9sin t (uA)
[答]：RD＝33.5Ω，rd＝1.3Ω。 1-26 由理想二极管组成的电路如图题 1-26 所示， 试求图中标注的电压 V 和电流 I 的大 小。 [答]： （a）＋3V，8mA； （b）0V，1mA。 1-27 二极管电路如图题 1-27 所示，判断图中二极管是导通还是截止状态，并确定输出 电压 Vo。设二极管的导通压降为 0.7V。
△i D 2 .6 1 .4 mS ＝1.2mS △ GS 1 (2)
5
第二章
2-2 根据放大电路的组成原则，判断图 2-2 所示各电路能否正常放大。
图 2-2 [解]： （a） 、 V BE 0 ， VCB 0 ，发射极反偏，不能够放大。 （b） 、基极直流悬浮 V BE 0 ，尽管集电极反偏 VCB 0 ，但是，不能够放大。 （c） 、为 PNP 管， V BE 0 ， VCB 0 ，尽管发射极正偏，集电极反偏，但是输入交流 为零，不能放大。 （d） 、为 NPN 管， V BE 0 ， VCB 0 ，尽管发射极正偏，集电极反偏，但是输出交流 电阻为零，不能放大。 （e） 、为 PNP 管， V BE 0 ， VCB 0 ，发射极零偏，不存在基极电流的流通回路，集 电极虽然反偏，但还是不能放大。 （f） 、为 NPN 管， V BE 0 ， VCB 0 ，发射极正偏，集电极反偏，尽管 D1 连接在， 发射结上，但是二极管不通，可以视为开路，故能够放大。 2-3 画 出 图 2-3 放 大 电 路 的 直 流 通 路 和 交 流 通 路 以 及 B , iB , iE , E 的 波 形 图 （ 设
B Vsm sin t , Vsm VBB ，放大器处于线性状态工作，而且在工作频率下耦合电容 Cb 和
C 足够大，它所呈现的阻抗很小，可视为短路。 ）
6
[解]：画图（略） 。波形（略） 2-4 在图 2-4 所示的电路中，已知管子的 100, VBE ( on ) 0.7V , I CQ 2.17 mA, rce 不计，信号源 vs 0.1sin wt (V ), Rs 10k 设 rbb' 0, 试求三极管各极电压和电流值 iB 、
[解]：三极管的三种工作状态的偏置特点为： 放大状态——发射结正偏、集电结反偏；饱和状态——发射结正偏、集电结正偏；截 止状态——发射结反偏、 集电结反偏。 正偏时三极管的发射结电压为： 硅管 0.7V、 锗管 0.3V。 若违反以上特点，则考虑管子是否损坏。综合分析后得： （a）放大状态； （b）发射结断路、集电极断路； （c）放大状态； （d）发射极短路、集 电极断路； （e）截止状态； （f）饱和状态； （g）发射结断路； （h）放大状态。
－
Na n Nd p
又
np ni2
（300K 下，锗的 ni＝2.4×1013cm 3）
－
由上二式可求出 n、p 之值。 － (2）若 Na＝Nd＝1015cm 3，重做上述内容。 － － (3）若 Nd＝1016cm 3，Na＝1014cm 3，重做上述内容。 [解]： （1）由 n p ni 与 n＋Na＝P＋Nd 可得 p ( N d N a ) p ni 0
由于 IB＞IBS，所以，三极管处于饱和状态。 1-38 已知半导体三极管静态工作点电流 ICQ=2mA，β＝80，|VA|＝100V， rbb 0 ， 试画出器件的混合π型等效电路，并求其参数 rbe 、gm 和 rce 值。 [解]： 混合π型等效电路如图所示。 由于 a

1
0.9876 ， 则 IEQ＝ICQ／α＝2.025mA
3
1-32 已知电路如图题 1-32 所示，试判断下列两种情况下电路中三极管的状态： （a）VCC=15V Rb＝390kΩ RC＝3.1kΩ β＝100 （b）VCC＝18V Rb＝310kΩ RC＝4.7kΩ β＝100
[答]： （a）T 放大； （b）T 饱和 1-34 某三极管的输出 特性曲线如图题 1-34 所示； 从 图中 确定该 管的 主要参 数； ICE0,PCM,VCE0,β （在 VCE ＝10V，IC＝4mA 附近） 。 [答]：ICE0＝0.2mA； PCM＝40mW； VCE0=25V； β＝502Biblioteka 22解之得
p
1 2 ( N d N a ) ( N d N a ) 2 4 ni 2
由于 p＞0，故上式根号前应取“＋”号，已知 － － － ni＝2.4×1013cm 3，Na＝3×1014cm 3， Nd＝2×1014cm 3 代入上式得
p
1 (2 3) 1014 2
－3
则 本征半导体电导率
p 0 ni
2
n0 4.53 10 2 cm 3
－
σ本＝（μn＋μp）niq＝5.04×10 6S/cm
1
杂质半导体电导率 σ杂≈μnn0q＝119S/cm 因此 σ杂／σ本＝238×105 1-25 二极管的正向伏安特性曲线如题图 1-25 所示，室温下测得二极管中的电流为 20mA，试确定二极管的静态直流电阻 RD 和动态电阻 rd 的大小。
(2 3) 10
14 2
4(2.4 1013 ) 2 1.055 1014 cm 3
－3
n＝p＋（Nd－Na）＝1.055×1014＋（2－3）×1014＝5.5×1012cm 由此可知 n＜p 因而是 P 型锗。 （2）由于 Na＝Nd，因而由 n＋Na＝p＋Nd 得 － n＝p＝ni＝2.4×1013cm 3 这是本征锗。 － （3）由于 Na＜＜Nd，因而可得 n＞＞p n≈Nd=1016cm 3
p
ni (2.4 1013 ) 2 5.76 1010 cm 3 16 n 10
2
n＞＞p，故为 N 型锗。
1-20 若在每 105 个硅原子中掺杂一个施主原子，试计算在 T＝300K 时自由电子和空穴 热平衡浓度值，掺杂前后半导体的电导率之比。 － － [解]：T＝300K 时，n0≈Nd＝（4.96×1022／105）cm 3＝4.96×1017cm 3＞＞ni＝1.5×1010cm
vBE 、 iC 、 vCE .
[解]：交流等效电路如图所示：
I BQ
I CQ


2.17 mA 21.7uA 100
rbe rbb'
VT 26mV 1.2k I BQ 21.7uA
be
rbe S 1.2 S 0.01sin t (V) rbe RS 11.2
1-35 NPN 型三极管接成题图 1-35 所示两种电路， 试分析三极管 T 在这两种电路中分别 处于何种工作状态。设 T 的 VBE＝0.7V。
[解]： 三极管的工作状态，可以通过比较基极电流 IB 和临界饱和基极电流 IBS 来判定。 由题图 1-35（a） ， IB
VCC VBE 5 0.7 0.043(mA) Rb 100
电子线路（Ⅰ）的部分练习参考解答
第一章
1-18 在 300K 下，一个锗晶体中的施主原子数等于 2×1014cm 3，受主原子数等于 3× － 1014cm 3。(1)试求这块晶体中的自由电子与空穴浓度。由此判断它是 N 型还是 P 型锗？亦 即，它的电功能主要是由电子还是由空穴来体现？ ［提示］ 若 Na＝受主原子（负离子）浓度， Nd＝施主原子（正离子）浓度， 则根据电中性原理，可得
2
②在图题 1-27（b）中，断开二极管 VD,有 VAB＝VA－VB＝－10V－（－5V）＝－5V。 可见，二极管 VD 接入以后，将承受反向电压，D 处于截止状态（相当于断开） ，电路中电 流等于零（设反向饱和电流为零） ，R 上的电压降等于零，故 VO＝VB＝－5V。 ③在图题 1-27（c）中，首先将 D1 和 D2 断开，求两管将承受的电压为： VD1： VB1A=VB1－VA＝0V－（－9V）＝9V VD2： VB2A＝VB2－VA＝－12V－（－9V）＝－3V 二极管接入以后，VD1 因正偏处于导通，则 VO＝VA＝VB1－VVD1＝0V－0.7V＝－0.7V 而 VB2A＝－12V－（－0.7V）＝－11.3V，所以，VD2 因反偏处于截止状态。 ④在图题 1-27（d）中，首先将 VD1 和 VD2 断开，求得两管将承受的电压。 VD1： VAB1＝VA－VB1＝15V－0V＝15V VD2： VAB2＝VA－VB2＝15V－（－10V）＝25V 二极管接入以后，因 VD2 承受的正向电压较 VD1 高， 优先导通； 使 A 点的电位 VA＝VB2 ＋VD2（on）＝－10V＋0.7V＝－9.3V。D1 因承受电压而截止。故 VO＝VA＝－9.3V 1-28 图题 1-28 所示电路中稳压管的稳压值为 6V，稳定电流为 10mA，额定功率为 200mW，试问 （1） 当电源电压在 18V 至 30V 范围内变化时， 输出 Vo＝？， 稳压管是否安全？ （2）若将电源电压改为 5V，Vo＝？ （3）要使稳压管起稳压作用，电源电压的大小应满足什么条 件？ [答]： （1）Vo＝6V，管子安全； （2）Vo＝5V； （3）16V＜VI＜39.3V。 1-29 图题 1-29 中给出实测双极型三极管各个电极的对地电位，试判定这些三极管是否 处于正常工作状态？如果不正常，是短路还是断路？如果正常，是工作于放大状态，截止状 态还是饱和状态？