第一章半导体器件基础1．试求图所示电路的输出电压Uo，忽略二极管的正向压降和正向电阻。

解：（a）图分析：1）若D1导通，忽略D1的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则U O=1V，U D2=1-4=-3V。

即D1导通，D2截止。

2）若D2导通，忽略D2的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则U O=4V，在这种情况下，D1两端电压为U D1=4-1=3V，远超过二极管的导通电压，D1将因电流过大而烧毁，所以正常情况下，不因出现这种情况。

综上分析，正确的答案是U O= 1V。

（b）图分析：1.由于输出端开路，所以D1、D2均受反向电压而截止，等效电路如图所示，所以U O=U I=10V。

2．图所示电路中，E<uI。

二极管为理想元件，试确定电路的电压传输特性(uo-uI曲线)。

解：由于E<u I，所以D1截止、D2导通，因此有u O=u I –E。

其电压传输特性如图所示。

E u iu o3．选择正确的答案填空在图所示电路中，电阻R为6Ω，二极管视为理想元件。

当普通指针式万用表置于R×1Ω挡时，用黑表笔(通常带正电)接A点，红表笔(通常带负电)接B点，则万用表的指示值为( a )。

a.l8Ω，b.9Ω，c.3Ω，d.2Ω,e.0Ω解：由于A端接电源的正极，B端接电源的负极，所以两只二极管都截止，相当于断开，等效电路如图，正确答案是18Ω。

4．在图所示电路中，uI =10sinωt V，E = 5V，二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压uo的波形。

解：（a）图当u I＜E时，D截止，u O=E=5V；当u I≥E时，D导通，u O=u Iu O波形如图所示。

u Iωt5V10Vuoωt5V10V（b）图当u I＜-E=-5V时,D1导通D2截止，uo=E=5V；当-E＜u I＜E时，D1导通D2截止，uo=E=5V；当u I≥E=5V时，uo=u I所以输出电压u o的波形与（a）图波形相同。

5．在图所示电路中，试求下列几种情况下输出端F的电位UF及各元件(R、DA、DB)中通过的电流：( 1 )UA=UB=0V；( 2 )UA= +3V，UB = 0 V。

( 3 ) UA= UB = +3V。

二极管的正向压降可忽略不计。

解：（1）U A=U B=0V时，D A、D B都导通，在忽略二极管正向管压降的情况下，有：U F=0VmAkRUI FR08.39.31212==-=mA I I I R DB DA 54.121=== (2) U A =3V U B =0V 时，D A 截止，D B 导通，在忽略二极管正向管压降的情况下，有： U F =0VmA kR U I F R 08.39.31212==-=mA I DA 0=mA I I R DB 08.3==(3) U A =U B =3V 时，D A 、D B 都导通，在忽略二极管正向管压降的情况下，有：U F =3VmA R U I F R 31.29.331212=-=-=mA I I I R DB DA 16.121=== 6．有两个稳压管Dz1和DZ2，其稳定电压分别为5.5V 和8.5V ，正向压降都是0.5V 。

如果要得到0.5V 、3V 、6V 、9V 和14V 几种稳定电压，这两个稳压管(及限流电阻)应该如何联接?画出各个电路。

解：RD Z1D Z2u o =0.5Vu I+–+–u o =3V++––D Z1D Z2u o =3VD Z2D Z1R 1R 2+++–––u I1u I2u o =6VD Z2D Z1R++––u Iu o=9VD Z2D Z1R++––u Iu o =14VD Z2D Z1R++––7．在图所示，E=10V ，u=30sin ωt V 。

试用波形图表示二极管上电压uD 。

解：分析1.当u ＜–E= –10V 时，D 截止，u D = u +E ；2.当u ＞–E 时，D 导通， u D =0V 由此可画出u D 波形如图所示。

30–––00u (V)u D (V)tt8．在图所示，E=20V ，R1=900Ω，R2=1100Ω。

稳压管DZ 的稳定电压UZ =10V ，最大稳定电流IZmax=8mA 。

试求稳压管中通过的电流IZ 。

它是否超过IZmax? 如果超过，怎么办?已知：E=20V ，R 1=900Ω，R 2=1100Ω，U Z =10V ，I Zmax =8mA 。

求：I Z解：设流过R 1的电流为I R1，流过R 2的电流为I R2，则在D Z 起稳压作用时有： mA R U E I Z R 1.11900102011=-=-=mA R U I Z R 1.911001022===mA I I I R R Z 21.91.1121=-=-=由于I Z ＜I Zmax ，稳压管可以正常工作。

如果I Z ＞I Zmax ，则稳压管不能正常工作，这时应适当增大R 1或减小R 2，使I Z ＜I Zmax 。

9．判断下列说法是否正确，并在相应的括号内画 √ 或 ×。

1）P 型半导体可通过纯净半导体中掺入五价磷元素获得。

( × ) 2）在N 型半导体中，掺入高浓度的三价杂质可以改型为P 型半导体。

(√) 3）P 型半导体带正电，N 型半导体带负电。

( × )4）PN 结内的扩散电流是载流子在电场作用下形成的。

( × ) 5）漂移电流是少数载流子在内电场作用下形成的。

(√ )6)由于PN 结交界面两边存在电位差，所以，当把PN 结两端短路时就有电流通过。

( × )7)PN 结方程可以描述PN 结的正向特性和反向特性，也可以描述PN 结的反向击穿特性。

( × )10．图中的二极管D 为理想二极管，试通过计算判断D 是否导通。

解：解法一：将D 断开，求得 V U U U k k A 8)20(411)10(64414-=-⨯++-⨯+=+=VU B 10)20(111-=-⨯+=由于U A ＞U B ，故当AB 间接二极管，且A 端接二极管正端时，二极管导通。

解法二：将二极管D 断开，求AB 端的戴维南等效电路，可得同样结论。

11．计算图电路中流过二极管的电流ID 。

设二极管导通时的正向压降UD=0.7V 。

解：将二极管断开，用戴维南定理。

1）求开路电压U OC5V 2k3k+–––++U 2k Uoc A BV kk kU V U U k AB OC 4)510(32210102=++-=-==2）求等效电阻R oA BRo Ω=+⨯=k kk kk R O 2.132323）画戴维南等效电路，求I D+–ABUoc Ro 1.2k Ω4VDI D Uoc +–ABRo 1.2k Ω4VI D+–0.7VmA kR V U I O OC D 75.22.17.047.0=-=-=12．整流二极管通常不允许工作在反向击穿区，以防管子损坏。

即使不损坏，管子也易发热，不利于正常运行。

在如图所示电路中，整流二极管D 的反向击穿电压为100V ，定功耗为250mW ，外加130V 反向电压。

问该二极管是否会损坏?解：求二极管工作在反向击穿状态下的最大允许反向饱和电流I RmA VmWI R 5.2100250==求电路中通过二极管的电流ImA kI 310100130=-=由于I ＞I R ，所以该二极管可能损坏。

13．试分析如图所示单相全波整流电路：L ）若整流二极管D2虚焊，输出电压uO 为多少? 2）如果变压器副边中心抽头虚焊，uO 为多少?3）若把D2的极性接反，能否正常工作?会出现什么问题? 4）若D2因过载而击穿，会出现什么问题?5）如果把D1和D2都反接，是否仍有整流作用? 所不同的是什么? 解：设)(sin 2V t U u ω=，则：1）电路工作在半波整流状态，u o =0.45U ；2）不论u 状态如何，D 1、D 2总有一个是截止的，所以u o =0V ； 3）不能正常工作，当u 处于正半周时，D 1、D 2将因短路而烧毁； 4）不能正常工作，当u 处于正半周时，D 1也将因短路而烧毁； 5） 仍能起整流作用，只是u o 的极性与图示相反。

14．图中的(a)和(b)为两种测量二极管伏安特性的电路。

为保证测量的精度，试问这两种电路分别适用于测量正向特性还是反向特性? 标出直流电源V 和测量仪表的极性，并确定电流表应采用毫安表还是微安表。

答：（a）图用于测量二极管的正向特性，因为二极管正向电阻小，而电压表的内阻大，电流表的内阻小，为了减小测量误差，应将电压表与二极管并联后再与电流表串联。

又由于二极管正向接法时，电流较大，所以电流表应用毫安表，且直流电源和测量仪表的极性如图（a）所示。

（b）图用于测量二极管的反向特性，因为二极管反向电阻大，而电压表的内阻大，电流表的内阻小，为了减小测量误差，应将电流表与二极管串联后再与电压表并联。

又由于二极管反向接法时，电流较小，所以电流表应用微安表，且直流电源和测量仪表的极性如图（b）所示。

AVV+++–––DR PVR PD+–AV++––(a) (b)15．如图所示为3AG25三极管的输出特性曲线，当UCE= - 6V，IB分别从0.02mA变到0.04mA；0.04mA变到0.06mA；0.06mA变到0.08mA；0.08mA变到0.1mA时，动态电流放大系数β各为多少?当IB等于0.02mA、0.04mA、0.06mA、0.08mA和0.10mA 时的静态电流放大系数β各为多少?解：过U CE = –6V处作横轴的垂线交各特性曲线如图，查得I CEO =0mA。

1）求β值：I B 0.02mA~0.04 mA区间5502.07.08.1=-=∆∆=B C I I β I B 0.04 mA ~0.06 mA 区间 6502.08.11.3=-=βI B 0.06 mA ~0.08 mA 区间 9002.01.39.4=-=βI B 0.06 mA ~0.08 mA 区间 8502.09.46.6=-=β2）求β根据CEO B C I I I +=β得 BCEOC I I I -=β 将特性曲线查得的I B 、I C 、I CEO 的值和对应的β填入下表 I B (mA) 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 I C (mA)0.7 1.8 3.1 4.9 6.6 β35 45526166β5565908516． 某三极管输出特性如图所示。

已知ICM = 40mA ，U(BR)CEO=50V ，PCM = 400mW 。

试标出曲线的放大区、截止区、饱和区、过损耗区，并估算UCE=15V ，IC=15mA 时管子的β值和α值。