(完整)《模拟电子技术基础教程》华成英——第三章习题解答

PTER

半导伸二嘏管及其基市应用电路

3. 1判断下列说法的正、误，在相应的括号内蔺表示正确?画“X”衣示错谋.

(1)本征半导体是指没冇博杂的纯净晶体半导体.( )

(2)本征半异体温度升高后两种栽流子浓度仍然相等.( )

(3)P?半导体帯正电( ),N?半导体带负电( ).

(4)空间电荷区内的潦移电流址少数戏流子在内电场作用下形成的.Z )

(5)二极管所加正向电压增大时，其动态电限增大.( )

(6)只耍在稳圧管两端加反向电压就能起稳压作用.( )

解(2) 7 (3) X.X (4> V (5)X (6) X

3.2选择正确的答案填空.

(1) N凤半导体是空本征半导体中捧人 ____________ ? P51半导体是在本征半导体中掺

人 _______ ?

A.三价元索，如硼導

B.四价元索，如错铮

C.五价元素?如磷等

(2) PN结加正向电压时.由__________ 形成电流，其耗尽层__________ I加反向电压时, 由 _______ 形成电流，其耗斥煨__________ ?

A.扩散运动

B.漂移运动

C.变龙

D.变牢

(3) 当温度升高时?二极管的反向饱和电流___________ ?

A.增大.

B.不变

C.减小

(4) 硅二极管的正向导通电压比诸二极管的_____________ ，反向饱和电流比緒二极管的 _______ ?

A.大

B.小

C.相等

(5) 稳压暂工作在槍压区时，其丁?作状态为_________ .

A.正向导通

B.反向截止

C.反向击穿

解 (1) Cl A (2) Al D? B ； C (3) A (4) A? B (5> C

3.3填空

(1) PN 结的导电特性定 __________ ?

(2) 徃外加直流电压时，理想二极管正向导通阻抗为 _________________ ，反向截止阻抗 为 ________ 。

(3) PN 结的结电容包插 __________ 电容和 _________ 电容。

解(I)单向导电性 (2)0?无穷大 (3〉势垒，扩散

3.4分析图P3.4所示各电路中二极管的工作状态(导通或者截止)?并求出输出电 压值?设二极管导通电压U° = 0?7V ?

n P3.4

解(a)导通.t/oi — 4. 3Vi (b)截止?Ug=0V$ (c)导通■ Uo3 = —4.3V$ (d)截止■ IAXM5V ； (e)截止C=2V )(f)导通，56 = 2.3—

3.5电路如图B3.5所示?输入电压“i 为绦值= 10V 、周期=50Hz 的正弦波，二极 管导通电压为U D = 0.；7V 。试对应画岀各图中和巾的波形，并标出幅值。

ffi P32k￡2 (b) 2kQ

(d) 3kW

(e)

(c)

(a)

(b)

(c) (d)

解血和U＜＞的波形如解图3. 5所示.

3.6 电路如图P3. 6所示，二极管导通电压Uu =

0.7V.求出当⑷分别为0V、3V、5V、10V时 %的对应值.

解电源匕、匕和电阻E、乩如图P3. 6 所示.

?：为0V时：设D,开閱?则0导通，D阳极电位为

MJ(ov＞.阴极电位为匕一丫￡笫严从= 53V?说明U載止'

设U开路?则

D导通.P 阳扱电位为V, (6V).阴极电位为绚一U(M = -

0. 7V,说明D?导通.分析结樂：D. 截止、D导通?因此如

=匕_匕二姿二呛& = 3 一口磊二EX5]V~2?23V?

?；为3V时：设D,开路?则口竽通?D阳极胆位

为切(3V〉?阴极电位为匕一耳第产& -Ug~l?53V,说明

D导通；设0开路，则U导通?0阳极电位为V t (6V),

阴极电位为坷一U D.N2.3V.说明d导通.分析结果：D：

导通、Q 导通，因此i4o = ?i-LT D,4- C7M =3V.

u＞为5V时】设D开路?则D：导通，D,阳极电

位为⑷(5V),阴极电位为匕一片第产& 一Ug*1.53V,说明

D,导通；设D2开路?则D寻通，D阳极电位为V,

(6V).阴极陋位为血一

Um=4?3V?说明0导通.分析结果，D导通导通?因ft

u o-i4|-(7Dl+Lr tt=5V e

⑷为10V时，设U开路?则d导通阳极电位为

ms 3.s

u t(10V)9阴极电位为Vi-

壽牙匕R；-U D2~1?53V,说明D,导通；设D,开路?则D.导通?D?阳极电位为匕(6V》.阴极电位为⑷一Um = 9.3V?说明0＞載止.分折结果，D辱通Q 藏止?因此

纽严匕=6V.

3.7电路如图F3.7所示?输入电压⑷是经值为50mV.周期为】0订匕的正弦波，二 极背貢流导通电压U D 为O.7V ?回答下列问题：

（1） 计算输出电圧中的直流电压值?

（2） 计算输出电压中的交流电压有效值。

解设匕=5￡匕=2匕

（1） 令均=0,由于二极管均导通，U O = V2+U D 】+ U W ^3.4V 6

（2） 二极件宜流电流值丘=劣严一恰=（辛二一￥）mA = O. 92mA 二极管动态电阻为F =尬=牛~28. 3Q

当3作用时?匕、匕视为零，输岀电压中的交流电压有效值为

＞；_ R

〃 &

九

▼m + r +乩 〃&血

___ (1 X 1OJ 〃(5 X 10')

53Q 33. ImV

3.8 电路如图P3.8所示，已知稳屋管的稳定电压6=5. 6V.稳定电流I 2 = 5mA, 您定功耗PzM = 364mW o 为便输出电压0定?试求图中电阳R 的取值范SL

解设

= = 65 mA

兀<5 氏5 Vh ?将 Iz = 5mA 、= 65mA 代入得

67. 7Q

3.9电路如图P3.9所示，已知稳斥管的稳定电压S = 6V,稳定电流W = 5tnA,最 大稳定电流fa = 30mA 。

50X 102 V2 mV

（1）分别计算R u =2oon.5kn 时输岀电压％的值或者范的.

（2）当心=5“时?为便输出电压稳定?试求输人电压3的范闌?

解设K-lkQ o

（］）/?L-2oon 时，假设粉压管丁?作在稳压状态，则

Uz ? 6V,2 二 一签"

18mA < h

R

与假设矛碍"因此?&=200a 肘Uc = U （詳牙=3V ?

Rt-5kn 时?假设⑥压管工作奁稔圧状卷?则 U x ■6V4 =匹尹 _脊=10. 8mA,/z

5 X 10'* < 典片点 一 1. 2 X 1。7 < 30X 10_, 1 X 1V

因此?得到3的范围为】2?2VV3V37.2V.

3. JO 图P3. 10所示电路中，二极管正向导通电压Uu=0,稔压骨6和亠的稳定 电压S 均为6V,稳定电流/z =3mA.ft 大锂宦电滅hM*30n ）A ?的电压值如 图P3. io 表中所示?试分析相应的二极管r 作状态（导通或截止）及u o 的值?填人表中?

5/v

un/y D 5 Uo/V -15

-15 -】5

+15 + 15

-15 + 15

a

fl5V a P3.io

解 二极骨丁作状态及U 。的值如F 表所示。

3. 11图P3. 11所zR 各电压比较器电路中?所冇电阻值均选取合适?稳压借止向导 通时Uuz=0.7V ?集成运放输出电压的呆大值为土 14V.分别求解以下三个时刻各电路 输出电圧"的数值：

(1) ^ = -8Vi

(2)⑷从一8V 增大到IV 时;

(3) ⑷从IV 增大到8V 时.

解 反相过不比较器,U T = ()V.(/O H =6V.U (<. = -0. 7V,电压传输持性如解

图3. 11(a)所示，三个时刻输岀电压u<>分别为+6V 、一0?7V 、一0. 7V.

(b) 同相输入滞回比较器,U TI =2V ?U T ?=7V ?U 0M = 5V,U O I . = —5V ?电斥传输特性 如解图3. 11(b)所示?三个时刻输出电压?(?分别为一5V 、一5V 、+5V.

(c) 同相输入单限比较器?5" — 6V,U (>H = 6V ?U OI =-6V,电压传输持性如解 图3.11(c)所示，三个时刻输出电压"分别为一6V 、十6V 、+6V. Vn/V

Uu/V Di

Uu/V -15

-15 _6 -15

亠15 詁通 截止 _6 + 15

-15 載止 一6 + 15 + !5 載止 戯止

+6 (?) (b)

S P3.II

(d)口比较ShUn -2V f y n ?2V t U

3.12巳知菓电路■人电压与輪岀电压的关糸血图P3.12所示?试采用二极管设计 -个电路来实现，已知二扱管錚通电斥(Jn?0?7V.请用Mjltwm仿玄软件煦证所设计的电塘.

M 电烙如解m 3. 12所示.当3V1?7V时?二扱骨戳止■输岀电压U<>?1V；当3P1.7 v时?二极背导通?输出电压5=0—1几?因比■人电压与输出电圧的关不満足H P3.12 所示.

313巳知只发光二极管电吐的修人电压为+5V■发光二仮甘的正向評通电圧〔儿