模拟电路部分习题答案第二章晶体二极管及应用电路2-1．填空（1）N型半导体是在本征半导体中掺入五价元素；P型半导体是在本征半导体中掺入三价元素。
（2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流会增大。
（3）PN结的结电容包括势垒电容和扩散电容。
（4）晶体管的三个工作区分别是放大区、截止区和饱和区。
在放大电路中，晶体管通常工作在放大区区。
（5）结型场效应管工作在恒流区时，其栅-源间所加电压应该反偏。
（正偏、反偏）2-2．判断下列说法正确与否。
（1）本征半导体温度升高后，两种载流子浓度仍然相等。
（）（2）P型半导体带正电，N型半导体带负电。
（）（3）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R GS大的特点。
（）（4）只要在稳压管两端加反向电压就能起稳压作用。
（）（5）晶体管工作在饱和状态时发射极没有电流流过。
（）（6）在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。
（）（7）PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（）（8）若耗尽型N沟道MOS场效应管的U GS大于零，则其输入电阻会明显减小。
（）答案：（1）对；温度升高后，载流子浓度会增加，但是对于本征半导体来讲，电子和空穴的数量始终是相等的。
（2）错；对于P型半导体或N型半导体在没有形成PN结时，处于电中性的状态。
（3）对；结型场效应管在栅源之间没有绝缘层，所以外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R GS大的特点。
（4）错；稳压管要进入稳压工作状态两端加反向电压必须达到稳压值。
（5）错；晶体管工作在饱和状态和放大状态时发射极有电流流过，只有在截止状态时没有电流流过。
（6）对； N型半导体中掺入足够量的三价元素，不但可复合原先掺入的五价元素，而且可使空穴成为多数载流子，从而形成P型半导体。
（7）对；PN结在无光照、无外加电压时，处于动态平衡状态，扩散电流和漂移电流相等。
（8）错。
绝缘栅场效应管因为栅源间和栅漏之间有SiO2绝缘层而使栅源间电阻非常大。
因此耗尽型N沟道MOS场效应管的U GS 大于零，有绝缘层故而不影响输入电阻。
2-3．怎样用万用表判断二极管的正、负极性及好坏答：可以利用万用表的电阻挡测量二极管两端电阻，正向时电阻很小，反向时电阻很大。
2-4．二极管电路如题2-4图所示，试判断图中的二极管是导通还是截止输出电压为多少本题可以通过二极管端电压的极性判断其工作状态。
一般方法是断开二极管，并以它的两个极作为端口，利用戴维南定理求解端口电压，若该电压是二极管正偏，则导通，若反偏则截止。
（a）图将二极管断开，从二极管的两个极为端口向外看，如题2-1解（a）图所示，则A-B间电压为12-6=6V，二极管处于正偏，导通。
（b）图将二极管断开，从二极管的两个极为端口向外看，如题2-1解（b）图所示，则A-B间电压为3-2=1V，二极管处于正偏，导通。
（c）当有两只二极管时，应用以上方法分别判断每只管子的状态。
如题2-1解（c）图所示首先断开上面二极管D1，则下面二极管D2截止，所以D1两端电压为正偏导通；然后再断开下面二极管D2，如题2-1解（d）图则D1两端电压为正偏导通，则D2两端电压为负截止，综上所述，D1导通、D2截止。
（d）根据前面分析方法，可知D1、D3截止，D2、D4导通。
2-5．电路如题2-11图所示，稳压管的稳定电压U Z =8V ，设输入信号为峰值15V 三角波，试画出输出u o 的波形。
解：如图所示。
三角波正半周时，当电压幅值小于稳压管的稳压值时，稳压管截止，当等于大于稳压值时，稳压管反向击穿，输出电压为稳压管稳压值；三角波负半周时，稳压管正向导通，假设正向电阻为0，则输出电压为零。
2-6．如题2-12图所示，电路中两只稳压管完全相同，U Z =8V ，t u i ωsin 15=，试画出输出u o的波形。
解：如图所示。
三角波正半周时，当电压幅值小于稳压管的稳压值时，下面一只稳压管截止，当等于大于稳压值时，稳压管反向击穿，输出电压为稳压管稳压值；三角波负半周时，上面一只稳压管截止，当等于大于稳压值时，稳压管反向击穿，输出电压为稳压管稳压值。
2-7、2-8、2-9略2-10．电路及二极管伏安特性如图所示，常温下U T≈26mV，电容C对交流信号可视为短路，u i为正弦波，有效值为10mV，问（1）二极管在输入电压为零时的电流和电压各为多少（2）二极管中流过的交流电流有效值为多少解：在分析这类电路时，应首先分析静态电流和电压，即静态工作点Q，然后求出在Q点下的动态电阻，再分析动态信号的作用。
（1）利用图解法可以方便地求出二极管的Q点。
在动态信号为零时，二极管导通，电阻R中电流与二极管电流相等。
因此，二极管的端电压可写为R i V u D D -=，在二极管的伏安特性坐标系中作直线，与伏安特性曲线的交点就是Q 点，如图所示。
读出Q 点的坐标值，即为二极管的直流电流和电压，约为mA I V U D D 6.2,7.0≈≈（2）根据二极管动态电阻的定义，Q 点小信号情况下的动态电阻为Ω=Ω⎪⎭⎫⎝⎛=≈106.226D T D I U r根据已知条件，二极管上的交流电压有效值为10mV ，故流过的交流电流有效值为mA mA r U I d i d 11010=⎪⎭⎫⎝⎛==第三章 晶体三极管及其应用电路3-1 试画出用PNP 、NPN 型三极管组成的单管共射放大电路的原理图，标出电源电压的极性，静态工作电流I B 、I C 的实际方向及静态电压U BE 、U CE 的实际极性。
解：用PNP 型三极管组成的单管共射放大电路的原理图如题3-4图(a)所示。
其中静态工作电流I B 、I C 的实际方向如图中箭头所示，静态电压U BE <、U CE <。
用NPN 型三极管组成的单管共射放大电路的原理图如题3-4图(b)所示。
其中静态工作电流I B 、I C 的实际方向如图中箭头所示，静态电压U BE >、U CE >。
R L题3-4图（a ）R L（b ）3-2电路如图3-5所示。
说明这些电路能否对交流电压信号进行线性放大，为什么（a ）（b ）（c ）(d ）（e ）u -+u o -题3-5图+u i -u -+u o -分析：解决此问题需要进行以下几个方面的判断。
1． 判别三极管是否满足发射结正偏、集电结反偏的条件，具备合适的静态工作点。
2．判断有无完善的直流通路。
3．判断有无完善的交流通路。
4．在前三个条件满足的条件下，最后根据电路给出的参数进行计算，根据计算结果判断三极管是否工作在放大区。
但是如果电路没有给出电路参数，该步骤可以省略。
默认电路参数取值合适。
解：a不能。
没有直流偏置，不能提供合适的静态工作点。
b不能。
电源V CC使发射结反偏，不能提供合适的静态工作点。
c 不能。
基极电压V BB使发射结满足正偏条件，但是集电结不是反偏，电路不具备合适的静态工作点。
d不能。
2C电容使集电极交流接地，从而使输出电压交流部分为零。
e能。
有合适的直流偏置电路，输入能加到三极管上，输出也能够送到负载上。
3-3 放大电路如题3-9图所示。
已知V CC=3V，U B=，R C=3 kΩ，R B=150 kΩ，晶体管VT的输出特性曲线如题3-9图a所示。
试求：1．放大电路的静态工作点I CQ和U CEQ；2．若R L=∞，求输入电压u i为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值；3．若R L=7kΩ，输出最大不失真电压的幅值。
题3-9图u -+u o -R 题3-9图a解：1．放大电路的静态工作点I CQ 和U CEQ 计算如下。
根据题3-9图所示电路列写直流负载线方程如下：CQC CQ CC CEQ 33I R I V U -=-=分别令I C =0，U CE =0，代入直流负载线方程，得到负载线上两个坐标点，M （3，0），N （0，1），连接M 、N 得到直流负载线。
题3-9图b 题3-9直流负载线0.5I根据直流通路，得基极静态工作电流为()μA 315k 150703B BE CC BQ ..R U V I =-=-=直流负载线MN 与i B =I B =μA 的输出特性曲线的交点Q 就是静态工作点。
Q 点坐标为V25.1mA38.0μA 3.15CEQ CQ BQ ===U I I2． R L =∞时，输入电压u i 为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值的计算。
若R L =∞，交流负载线斜率与直流负载线斜率相同，为k 311//1C L C ==R R R如题3-9图b 所示。
0.5I CQ题3-9图c 题3-9交流负载线输入电压u i 为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值为[]2max ,o 1max ,o max ,o ,min U U U =()()ces o,max1CEQ ces o,max 2C Lo,max VT 0.3V,1.250.30.95//0.383 1.14V1//0.95VCQ CQ C L U U U U V I U I R R R R U ==-=-=≈==⨯=∴=如果三极管的饱和压降则3．若R L =7kΩ，交流负载线斜率为k 1.21k 7//k 31//1L C ==R R输入电压u i 为正弦电压时输出最大不失真电压的幅值为()()()()()o,max o,ma1o,max 2o,max1CEQ ces CQ o,max 2CQ C L C L o,max min , 1.250.30.95V //0.38 2.10.80V 1//0.80V U U U U U u I U I R R R R U ⎡⎤=⎣⎦=-=-====⨯=∴=3-6如题3-12图所示放大电路中，已知晶体管的β=100，U BE =－。
1．估算直流工作点I CQ 和U CEQ 。
2．若偏置电阻R B1、R B2分别开路，试分别估算集电极电位U C 值，并说明各自的工作状态；3．若R B1开路时，要求I CQ =2mA ，试确定R B2应该取多大的值。
V CC12v题3-12图解：1．直流工作点I CQ 和U CEQ 估算。
()()()()()()()B2B CC B1B2CC B EB BQ ECQ B CEQ CC BQ E CQ C4701211.63V 154701211.630.30.53μA 1101 1.3k 53mA 1121010.53μA 1.3k 53mA 2k 11.82VR U V R R V U U I R I I U V I R I R βββ==⨯=++----∴===+⨯∴==∴=-+-=-⨯⨯-⨯=2．若偏置电阻R B1开路，管子的静态工作电流为()()()()()CC EB BQ B2E C BQ C EC CC BQ C BQ E120.30.020mA 1470k 1100 1.3k1000.02024V 11241010.020 1.3 5.4V V U I R R U I R U V I R I R ββββ--===++++⨯∴=⋅=⨯⨯==-⋅-+=--⨯⨯=集电极电位（）此时三极管的发射结正偏、极点结反偏，管子处于放大状态。