大学模拟电路答案第一章
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第一章半导体材料及二极管
习题类型
1．1半导体材料的导电特性；
1．2～1.9简单二极管电路的分析、计算；
1．10、1．11二极管限幅电路的分析、计算；
1．12～1.16稳压二极管电路的分析、计算；
1．17、1．18稳压管稳压电路的设计。
1.1 某N型Si材料的施主密度/cm3。在T=300K和T=550K时Si的本征浓度分别为/cm3和1015/cm3。计算在这两种温度下的自由电子浓度和空穴浓度，并说明材
料导电特性的变化。
解：（1）T=300K
，肯定成立
/cm3，/cm3。
（2）T=550K
，应联立求解和。
将，代入上二方程可得：
由上式解出/cm3
/cm3。
结论：在T=300K时，，材料呈现杂质导电特性。
在T=550K时，，材料已呈现本征导电特性。
1.2当T＝300K时，Ge和Si二极管的反向饱和电流分别为1μA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，试问它们的结电压各为多少？
解：，两管已充分导通，故伏安关系近似为，由此
，取mV（T=300K）
V
V。
题图1.2
1.3 在T=300K时，利用PN结伏安方程作以下估算：
（1）若反向饱和电流A，求正向电压为0.1V，0.2V和0.3V时的电流。
（2）当反向电流达到反向饱和电流的90%时，反向电压为多少？
（3）若正、反向电压均为0.05V，求正向电流与反向电流比值的绝对值。
解：
（1）V=0.1V时，A；
V=0.2V时，mA；
V=0.3V时，A；
（2）按题意
由上式解出V
（3）
1.4二极管的伏安特性可用来表示，设。如果用一个的干电池正向接在该二极管的两端，试计算将有多大电流通过？电流值是否与实际情况相符？
解：计算值，实际上，电流一旦超过允许的最大整流电流，管子就因过热而烧毁。
1.5题图1.5中所有二极管的反向饱和电流均为，求输出电压时相应的输入电压。
题图1.5
解：
1.6二极管电路如题图1.6所示，判断各图中的二极管是导通还是截止，并求出A、O两
端电压。设二极管的导通压降为0.7V。
(a)
(b)
(c)
(d)
题图1.6
解：(a)首先将二极管D断开，求二极管两端将承受的电压
V D＝－6-(-12)=6V>V D(ON)＝0.7V，二极管D导通
V AO＝－6-0.7=－6.7V
(b)断开二极管D，二极管两端将承受的电压
V D＝－15-(-12)=－3V V AO＝－12V (c)两个二极管D1、D2未接入时所承受的电压分别为 两个二极管D1、D2接入后，由于 ，故二极管导通 ，故二极管截止 则 (d) 两个二极管D1、D2未接入时所承受的电压分别为 两个二极管D1、D2接入后，由于 ，故二极管截止 ，故二极管截止 则 1.7二极管电路如图1.7所示，偏置电流为I，正弦信号与和C串联。设C足够大，在正弦信号作用下可视为短路。（1）证明：（2）当T＝300K，，且时，分别计算。 题图1.7 解：（1）二极管D的交流电阻，由交流通路可知 题图1.7.1 （2）当时， 1.8二极管电路如题图1.8所示，设二极管的正向导通电压为0.7V，电容和容量足够大，对信号可视为短路，。 (1)试画出直流等效电路和交流等效电路； (2)求输出电压的值。 题图1.8 解：（1）直流等效电路 图1.8.1 由节点方程可知 （2）交流等效电路 图1.8.2 由于，则 1.9题图1.9所示电路中，是振幅为10V的低频正弦电压，二极管视为恒压器件（V）。试画出的波形。 题图1.9 解一：二极管在回路中有2V正偏，又D导通电压为0.7V， V时，D导通。 当V时，D截止，。 的波形为题图1.9.1。 题图1.9.1 解二：，V时，D导通，。 V时，D截止，。 波形为题图1.9.2。 题图1.9.2 1.10题图1.10（a）和（b）分别是二极管全波整流电路和桥式整流电路。假设二极管为理想开关，试分析对于输入信号的正半周和负半周，每支二极管的状态，并画出输出电压的波形。 题图1.10 解：(a)输入正半周时，D1导通，D2截止。输入负半周时，D2导通，D1截止。 (b)输入正半周时，D1、D3导通，D2、D4截止。输入负半周时，D2、D4导通，D1、D3截止。 （a）（b）两整流电路波形相同，如题图1.10.1所示。 题图1.10.1 1.11题图1.11所示的二极管单向限幅电路，已知，二极管视为恒压器件（V）。试画出的波形。 题图1.11 解：当时，D截止， 当时，D导通， 题图1.11.1 1.12并联型二极管双限幅电路如题图1.12所示，已知，二极管视为恒压器件（）。 （1）试画出的波形。 （2）试总结:要使上限幅电压为V max和下限幅电压为V min的并联型二极管双限幅电路构成原则以及对输入电压的要求。 题图1.12 解：（1）当时，截止，导通， 当时，均截止， 当时，导通，截止，