2章习题答案

2 半导体三极管

自我检测题

一．选择和填空

1.三极管工作在放大区时，发射结为_A_，集电结为_B_，工作在饱和区时，发射结为_A_，集电结为_A_。

（A．正向偏置，B．反向偏置，C．零偏置）

2. NPN和PNP型三极管的区别取决于D 。

（A．半导体材料硅和锗的不同，B．掺杂元素的不同，C．掺杂浓度的不同，D．P区和N区的位置不同）

3.三极管的共射交流电流放大系数βI C 变化量（或ΔI C）与I B 变化量（或ΔI B）之比，共基交流电流放大系数α定义为I C 变化量（或ΔI C）与I E 变化量（或ΔI E）之比。已知某三极管的α＝0.99，那么该管的β≈ 99 。

4.三极管的I CBO是指_发射_极开路时，集电_极与基极间的反向饱和电流；I CEO是指基极开路时，_集电_极与_发射__极之间的穿透电流。

5.随着温度升高，晶体管的穿透电流CEO

I A。

（A．增大，B．减小，C．不变）

6．对于同一个三极管来说，CBO

I A C E O

I；BR(CBO)

V。（A．小于，B．大于，

V B B R(C E O)

C．等于）

7. V CE增加时，晶体管的共射极输入特性曲线_ A __，V CE达到1V以后，输入特性曲线_C___。

（A．右移，B．左移，C．不变）

8. 已知某三极管的P CM＝800mW，I CM＝500mA,，

V＝30V。若该管子在电路中工

BR(CEO)

作电压V CE ＝10V，则工作电流I C不应超过80 mA；若V CE＝1V，则I C不应超过500 mA。若管子的工作电流I C＝10mA，则工作电压V CE不应超过30 V；若I C＝200mA，则V CE不应超过 4 V。

9. N沟道和P沟道场效应管的区别在于 C 。

（A．衬底材料前者为硅，后者为锗，B．衬底材料前者N型，后者为P型，C．导电沟道中载流子前者为电子，后者为空穴）

10. 场效应管栅极的静态输入电流比双极型晶体管基极的静态输入电流小；绝缘栅型场效应管栅极的静态输入电流比结型场效应管的小。

11．结型场效应管的栅源之间通常加反向偏置电压，因此栅极电流很小；绝缘栅型场效应管的栅源之间有一层S i O2绝缘层，因此栅极静态电流几乎等于零。

12. 图选择题12中，（a）电路中场效应管的类型是N沟道增强型绝缘栅场效应管，V DD 的极性为正；（b）电路中场效应管的类型是N沟道结型场效应管，V DD的极性为正；（c）电路中场效应管的类型是P沟道耗尽型绝缘栅场效应管，V DD的极性为负。

g

g

g

( a )( b )( c )

DD

图选择题12

13.在放大状态下，双极型晶体管的发射结处于 正向 偏置，集电结处于 反向 偏置；结型场效应管的栅源之间加有 反向 偏置电压，栅漏之间加有 反向 偏置电压。

14.双极型晶体管的发射极电流放大系数β反映了 基 极电流对 集电 极电流的控制能力；而单极型场效应管常用 跨导g m 参数反映 栅源电压对 漏极电流 的控制能力。 15. 场效应管的 栅 极电流远小于双极型管的基极电流，因此共源放大的电路的输入电阻远 大 于共射放大电路的输入电阻。

16．结型场效应管利用半导体器件的 内部 电场效应进行工作，MOSFET 利用半导体器件的 表面 电场效应进行工作。

17．双极型晶体管从结构上可以分成_NPN 和 PNP 两种类型，工作时有 多子 和 少子两种载流子参与导电。场效应管从结构上可以分成 结型 和 绝缘栅型 两大类型，因导电沟道的不同每一大类又可分为 N 沟道 和 P 沟道 两类，无论哪一类场效应管的导电过程都仅仅取决于 多数 载流子的运动。

二．判断题（正确的在括号内画√，错误的画×）

1．NPN 型和PNP 型三极管都有三个电极、两个PN 结，正常工作时外加电压的要求相同。 （ × ）

2．三极管工作在放大状态时，集电极电流是由多子漂移形成的。 （ × ）

3．三极管具有两个PN 结，因此把两个二极管反向串联起来，也能具有放大能力。（ × ） 4. 三极管的外部电流关系是B C i i β=，这是一个线性方程，所以三极管是线性器件。

（ × ）

5．三极管工作于哪个区域与外加电压的情况有关。 （ √ ）

6．测出某三极管的共基电流放大系数α小于1，表明该管子没有放大能力。 （ × ） 7．由于三极管的发射区和集电区的掺杂浓度不同，所以发射极和集电极互换后电流放大能力大大减小。 （ √ ）

8. 只要是硅三极管，无论是NPN 还是PNP 型，正常工作时，发射结的工作电压BE v 都为0.7V 左右。 （ × ）

9. 三极管的共射电流放大系数β和共基直流电流放大系数α之间的关系为)1(ααβ

+=。 （ × ） 10．三极管的I CEO 大约为I CBO 的（1+β）倍。 （√ ） 11．场效应管的优点是有很高的输入电阻。 （ √ ） 12．绝缘栅场效应管的栅极静态输入电流比结型场效应管的小。 （ √ ） 13． 耗尽型绝缘栅场效应管的栅极静态电流比增强型绝缘栅场效应管的小 （ × ）

14．用双极型晶体管组成的共射放大电路与用场效应管组成的共源放大电路相比，前者的输入电阻比后者大。 （ × ）

15. 小功率场效应晶体管在使用中，其源极和漏极可以互换（ √ ）；双极型晶体管具

有NPN 或PNP 对称结构，所以发射极和集电极也可以互换。（ × ）

16. 场效应管通过电压控制实现信号放大的条件是工作在恒流区。 （ √ ）

17．N 沟道结型场效应管的GS v 越负，D i 越小，GS v 不可为正（ √ ）；N 沟道增强型绝缘栅场效应管的GS v 也一样。（ × ）

18．场效应管是单极型电压控制器件，即使栅极电流为零，也可正常放大。 （ √ ）

19．场效应管是电压控制器件，GS m D v g i =，这是个线性方程，所以它是线性器件。 （ × ） 20．场效应管的输出电阻特别高。 （ × ）

习题

2.1在三极管放大电路中，测得三个三极管的各个电极的对地静态电位如图题2.1所示，试判断各三极管的类型（NPN 、PNP 、硅、锗），并注明电极e 、b 、c 的位置。

2.7V ( c )

5V

2V

-1.3V 4.3V

2V

5V

-5V

-1V ( a )

( b )

图题2.1

解：

（a ）图为NPN 型硅三极管，左起e 、b 、c ； （b ）图为PNP 型硅三极管，左起 c 、b 、e ；

（c ）图为PNP 型锗三极管，左起 c 、e 、

b 。

2.2用直流电压表测得电路中三极管各电极的对地静态电位如图题2.2所示，试判断这些三级管分别处于什么状态。

( 1 )( 3 )

( 2 )

( 5 )

+6V

+6V

-18V

-8.5V

+12V

( 4 )

图题2.2

解：（1）NPN 管，V V BE 7.0=，发射结正偏置，V V BC 6-=，集电结反偏置，放大 （2）PNP 管，V V BE 7.0-=，发射结正偏置，V V BC 3.5=，集电结反偏置，放大 （3）NPN 管，V V BE 7.0-=，发射结反偏置，截止 （4）NPN 管，V V BE 3=，发射结电压过高，损坏

（5〕PNP 管，V V BE 7.0-=，发射结正偏置，V V BC 4.0-=，集电结正偏置，饱和

2.3在某放大电路中有两只三极管。测得每个三极管的两个电极中的电流大小和方向如图题2.3（a ）、（b ）所示。

（1）标出另一个电极中的电流大小和方向；

（2）判断管子类型（NPN 、PNP ），表明电极e 、b 、c 的位置； （3）估算管子的β值。

图题2.3

解：

（a ）由KCL 得另一电极的电流为（5-0.1）=4.9mA ，流入，管子类型为NPN ，①②③对应于e 、

c 、b ，491.09.4==β。

（b ）由KCL 得另一电极的电流为6.1-6=0.1mA ，流出，管子类型为PNP ，①②③对应于 c 、b 、e ，601.06==β。

2.4某大功率三极管的输出特性如图题2.4所示，试求出该管子的β、α、I CEO 、V BR(CEO)

和P CM 。

6V

5

图题2.4

解：

50201==??=A mA I I B C μβ

98

.01=+=

β

β

α

I CEO ＝5A m V BR(CEO)≈65V P CM ≈1?50=50W

2.5定性画出图题2.5两种场效应管的转移特性曲线，并说明曲线与横坐标交点的含义。

i D

D

g

( b )

( a )

图题2.5

解：（a ）为N 沟道结型FET ，（b ）为N 沟道增强型MOSFET 。

( a )

( b )

2.6已知场效应管的输出特性如图题2.6所示。试求管子的下列参数： （1）夹断电压P V 或开启电压T V ； （2）饱和漏极电流DSS I 或DO I （3）V 4GS =v 时的漏源击穿电压BR(DS)V ； （4）V

10DS

=v 、mA

3D

=i 附近时的跨导m g 。

246/V

图题2.6

解：N 沟道增强型MOSFET （1）开启电压T V =3V

（2）T GS V v 2==6V 时，I DO ≈5.5mA （3）V

4GS

=v 时的漏源击穿电压BR(DS)V ≈18V

（4）作出转移特性曲线如下图示，找到mA

3D =i 附近的两个v GS （5V 、5.5V ）对应的i D

值，相比即得：

/V 5V 4V 2463V 6V

g m ≈

GS

D V I ??≈5

5.54.28.3--mS ＝2.8mS

2.7图题2.7所示是三种不同类型的场效应管的转移特性曲线，试判断它们各属于什么

类型的场效应管。

D

( a )

( b )

g

( c )

图题2.7

解：

（a

）N 沟道耗尽型绝缘栅场效应管 （b ）

P 沟道结型场效应管

（c ）P 沟道增强型绝缘栅场效应管

2.8在由一个双极型晶体管和一个MOS 场效应管组成的共射和共源放大电路中，测得T 1和T 2管的各电极对地静态电位如图题2.8所示，试判断T 1和T 2管的类型，用相应的管子符号填入图中。

1

2

图题

2.8

解： T 1为PNP 型三极管，发射极接地，基极电位为-0.7V ；T

2为MOS 场效应管，源极接地，栅极电位为-0.7V ，可能是N 沟道耗尽型、P 沟道耗尽型或P 沟道增强型，但栅源电压只有0.7V ，达不到P 沟道增强型

MOSFET 的开启电压，所以，这个管子是N （P ）沟道耗尽型MOSFET 。

1

T 2

T 2