第一章半导体器件基础⒈讨论题与思考题⑴ PN结的伏安特性有何特点?⑵二极管是非线性元件,它的直流电阻和交流电阻有何区别?用万用表欧姆档测量的二极管电阻属于哪一种?为什么用万用表欧姆档的不同量程测出的二极管阻值也不同?⑶硅二极管和锗二极管的伏安特性有何异同?⑷在结构上,三极管是由两个背靠背的PN结组成的,那么,三极管与两只对接的二极管有什么区别?⑸三极管是由两个背靠背的PN结组成的,由很薄的基区联系在一起。
那么,三极管的发射极和集电极是否可以调换使用?⑹场效应管的性能与双极型三极管比较有哪些特点?⒉作业题题1.1 在硅本征半导体中掺入施主杂质,其浓度为317dcm10=N,分别求出在250K、300K、350K时电子和空穴的浓度。
题 1.2若硅PN结的317acm10=N,316dcm10=N,求T=300K时PN结的内建电位差。
题1.3流过硅二极管的电流I D=1mA时,二极管两端压降U D=0.7V,求电流I D=0.1mA和10mA时,二极管两端压降U D分别为多少?题1.4 电路如图题1.4中二极管是理想的,tUuωsinmi⋅=:①画出该电路的传输特性;②画出输出电压波形。
题图1.4题1.5题图1.5中二极管是理想的,分别求出题图1.5(a)、(b)中电压U和电流I的值。
(a) (b)题图1.5题1.6 在图题1.6所示电路中,取5-V<U I<5V。
①二极管是理想的,导通电压U D(on)=0.6V,画出传输特性曲线(U I~ U O);②若二极管的导通电压U D(on)=0.6V,导通电阻R D=100Ω, 画出其传输特性曲线。
题图1.6题1.7一PNP型晶体三极管,其I CBO=10μA。
工作在放大区且I E=3mA时,I C=2.98mA。
若连接成共发射极组态,调整发射结电压,使三极管I B=30μA,则此时的I C为多大?题1.8在图题1.8所示电路中,已知β=100,U I = 5V,V CC=10V,R C=4.66kΩ,U BE(on)=0.7V,试求晶体三极管进入饱和区所需R B的最大值。
题图1.8题1.9两个三极管工作在放大区,看不出它们的型号,测得各管脚的电位分别如题图1.9所示,判断它们是NPN管还是PNP管,是硅管还是锗管,识别管脚并分别标上E、B、C。
题图1.9题1.10题图1.10电路中,测得U E=-0.7V,若三极管β=50,求I E、I B、I C和U C。
题图1.10第二章放大器基础⒈讨论题与思考题⑴为什么放大电路能把小能量的电信号放大到所要求的程度?试说明组成放大电路的基本原则?⑵在阻容耦合放大电路中,耦合电容有何作用?若耦合电容采用电解电容,其极性应如何安排?⑶什么是放大电路的静态分析?静态分析时依据什么电路?⑷什么是放大电路的动态分析?进行动态分析时依据什么电路?⑸放大电路的输出动态范围也可以通过实验的方法测得。
怎样用示波器观察基本共射放大电路的最大不失真输出电压波形?⑹场效应管的工作原理与普通三极管不同,那么场效应管放大电路的偏置电路有何特点?它有几种偏置方式?⑺为提高电压放大倍数和改善电路性能指标,放大电路中往往采用由多个单级放大电路级连而成的多级放大器。
多级放大器有那几种耦合方式?它们各有什么特点和问题?⑻为什么说频率响应是放大器的一项重要性能指标?⒉作业题题2.1单管放大电路与三极管特性曲线如题图2.1(a)、(b)所示。
①用图解法确定静态工作点Q;②当R C由4kΩ增大到6kΩ时,工作点Q将怎样移动?③当R B由200kΩ变为100kΩ时,工作点Q将怎样移动?④当-V cc由-12V变为-6V时,工作点Q将怎样移动?(a) (b)题图2.1题2.2 放大电路如题图2.2(a)所示,三极管的输出特性曲线如题图2.2(b)所示。
用图解法: ① 画出直流负载线并确定工作点Q(设U BEQ =0.7V);② 画出交流负载线,并确定对应i B 由0~100μA 变化时,u CE 的变化范围,并计算输出正弦电压有效值。
(a) (b)题图2.2题2.3 题图2.3 所示电路中,三极管β=100,='b b r100Ω,UBEQ =0.7V 。
① 求三极管的静态工作点Q ;② 求电压增益A u 、输入电阻R i 、输出电阻R o 。
题图2.3题2.4 题图2.4 所示放大电路中,三极管β=100,U BEQ =0.6V ,C 1、C 2、C e 可视为交流短路。
① 求静态工作点Q ;② 用等效电路法求电压增益A u =u o /u i 、源电压 增益A us =u o /u s ;③ 求输入电阻R i 、输出电阻R o 。
题图2.4题2.5三极管β=100,C 1、C 2可视为交流短路。
① 求集电极直流电流I C 和电位U C ;② 求电压增益A u =i ou u 。
题图2.5题2.6 题图2.6 所示放大电路中,三极管β=100,U BEQ = 0.6V ,='b b r 200Ω。
① 求电压放大倍数A u ;② 求输入电阻R i 、输出电阻R o 。
题图2.6题2.7 在题图2.7 所示放大电路中,已知管子β=50,='b b r 300Ω,UBEQ =0.7V,电容C 1、C 2、C 3可视为交流短路,R s =500Ω。
① 计算电压增益A u1=s o1u u 、A u2=so2u u ,输入电阻R i 、输出电阻R o1、R o2。
② 说明此放大电路的功能。
题图2.7题2.8 在题图2.8所示共集电路中,输出电压通过耦合电容C 3加到R B3的下端,已知='b b r 300Ω,='e r b 1kΩ,g m =100mS ,R B1=R B2=20k Ω,R B3=100k Ω,R E =R L =1k Ω,所有电容可视为短路,c r b '、ce r 可忽略, 求输入电阻R i 。
题图2.8题2.9 题图2.9中FET 的U GS(off) = -2V ,I DSS = 1mA 。
求: ① 为使静态时I DQ = 0.64mA ,源极电阻R 应选多 大?② 电压放大倍数A u ,输入电阻R i ,输出电阻R o ; ③ 若C 3虚焊开路,则A u 、R i 、R o 为多少?题图2.92.10 题图2.10所示放大电路中,场效应管跨导g m =2mS ,=ds r 50k Ω,三极管的β=100,=e r b 1k Ω,ce r =∞,电容C 1、C 2、C 3、C 4可视为交流短路。
① 画出放大器的微变等效电路;②计算放大器的中频电压增益A u =i ou u 、输入电阻R i 和输出电阻R o 。
题图2.10题2.11 已知单管放大器的中频电压增益um A &=-200,f L =10Hz ,f H =1MHz ,试① 画出放大器的渐近伯德图。
② f =f L 和f =f H 时,电压放大倍数的模||u A&和相角φ各为多少?题2.12 单管放大器如题图2.12所示,已知I C =2.5mA ,β=50,C μ=4pF , f T =50MHz ,='b b r 50Ω,求放大器的下限频率fL 和上限频率f H 。
题图2.12第三章 集成运算放大器⒈ 讨论题与思考题⑴ 在集成电路中广泛使用各种具有很大交流电阻的电流源电路,三极管电流源电路的交流等效电阻与哪些参数有关?如何改进?⑵ 恒流源在集成电路中除作偏置电路外,还可作为放大电路的有源负载,以提高电压增益。
试说明恒流源作负载,对放大器的动态性能有何改善?⑶ 集成运算放大器实际上是一个高增益的多级直接耦合放大电路,直接耦合放大电路存在零点漂移问题。
什么是零点漂移?怎样衡量放大器的零点漂移? ⑷ 什么是差动放大电路?差动放大电路有何特性? ⑸ 电流源电路在差动放大电路中起什么作用?⑹ 通常集成运算放大器由哪几部分组成?各部分电路具有哪些主要性能?⑺集成运算放大器技术参数与选择方法?⑻集成运放理想化的条件?⒉作业题题3.1 在题图3.1所示的电路中,T1、T2、T3的特性都相同,且β1=β2=β3很大,U BE1=U BE2=U BE3=0.7V,请计算u1–u2=?题图3.1题3.2对称三极管组成题图3.2所示的微电流源电路,设三极管β相等,U BE=0.6V,V CC=+15V。
①根据三极管电流方程导出工作电流I C1与I C2之间的关系式。
(设漏电流I S1=I S2)②若要求I C1=0.5mA,I C2=20μA,则电阻R、R E各为多大?题图3.2题3.3在题图3.3所示的一种改进型镜像电流源中,设U1=U2=10V,R1=8.6kΩ,R2=4.7kΩ,三个晶体管的特性均相同,且β=50,U BE=0.7V。
求晶体管T2的集电极电位(对地)U C2。
题图3.3题3.4在题图3.4的电路中,设+V CC=+12V,–V EE=–6V,R B=1kΩ,R C=15kΩ,R E=7.5kΩ,R W=200Ω且滑动端位于中点,R L=∞,晶体管T1、T2的特性相同,β=100,r bb’=300Ω,U BE=0.7V。
①求静态电流I CQ1、I CQ2以及集电极静态电位(对地)U CQ1和U CQ2。
②若u i1=20mV,u i2=15mV,且共模电压放大倍数的影响可忽略不计,求两管集电极对地电压u C1(即u A)和u C2(即u B)。
题图3.4题3.5在题图3.5所示的电路中,直流电流表的满偏电流为100μA,电表支路的总电阻为2kΩ,两管的β=50,r bb’=300Ω。
试计算:①当u i=0时,每管的I B、I C各是多少?②为使电流表指针满偏,需加多大的输入电压(直流)?③如果u i=–0.7V,这时会发生什么情况?试估计流过电流表的电流大概有多少?如果u i=2V,又会出现什么情况?流过电流表的电流有变化吗?题图3.5题3.6恒流源式差动放大电路如题图3.6所示,已知三极管的U BE=0.7V,ß=50,r bb’=100Ω,稳压管的U Z=+6V,+V CC=+12V,–V EE=–12V,R B=5kΩ,R C=100kΩ,R E=53kΩ,R L=30kΩ。
①简述恒流源结构的优点;②求静态工作点Q(I BQ、I CQ、U CEQ);③求差模电压放大倍数A ud;④求差模输入电阻R id与输出电阻R od。
题图3.6题3.7具有镜像电流源的差动放大电路如题图3.7所示。
已知V CC=V EE=15V,R B=10kΩ,R C=100kΩ,R L=150k Ω,R W=0.3kΩ,R=144kΩ,三极管T1~T4特性相同,U BE=0.6V,β=100,r bb’=100Ω,T3管的r ce=100kΩ。