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(完整版)哈工大模电习题册答案

【2-1】 填空:1.本征半导体是 ,其载流子是 和 。

两种载流子的浓度 。

2.在杂质半导体中,多数载流子的浓度主要取决于 ,而少数载流子的浓度则与 有很大关系。

3.漂移电流是 在 作用下形成的。

4.二极管的最主要特征是 ,与此有关的两个主要参数是 和 。

5.稳压管是利用了二极管的 特征,而制造的特殊二极管。

它工作在 。

描述稳压管的主要参数有四种,它们分别是 、 、 、和 。

6.某稳压管具有正的电压温度系数,那么当温度升高时,稳压管的稳压值将 。

1. 完全纯净的半导体,自由电子,空穴,相等。

2. 杂质浓度,温度。

3. 少数载流子,(内)电场力。

4. 单向导电性,正向导通压降U F 和反向饱和电流I S 。

5. 反向击穿特性曲线陡直,反向击穿区,稳定电压(U Z ),工作电流(I Emin ),最大管耗(P Zmax )和动态电阻(r Z )6. 增大;【2-2】电路如图2.10.4所示,其中u i =20sinωt (mV),f =1kHz ,试求二极管VD 两端电压和通过它的电流。

假设电容C 容量足够大。

-+-+C R+k 5ΩV 6iu VD+-D u Di a)(图2.10.4 题2-5电路图1.静态分析静态,是指u i =0,这时u i 视作短路,C 对直流视作开路,其等效电路如图1.4.2(a)所示。

不妨设U D =0.6V则D D 6V (60.6)V1.08mA 5kU I R --===Ω 对于静态分析,也可以根据二极管的伏安特性曲线,用图解法求解。

2.动态分析对于交流信号,直流电源和电容C 视作短路;二极管因工作在静态工作点附近很小的范围内,故可用动态电阻r d 等效,且D d D1ir u ∆=∆,由此可得等效电路如图1.4.2(b)所示。

二极管伏安特性方程:)1e (TD/S D -=U u I i (1.4.1)由于二极管两端电压U D ?U T =26 mV ,故式1.4.1可简化为:TD/S D e U u I i ≈TD D Dd d d 1U I u i r ≈=Ω==≈07.241.08mA26mVD T d I U r 所以d i d d d 0.02sin (V)0.83sin (mA)24.07()u u t i t r r ωω===≈Ω 3.交流和直流相叠加)(mA sin 83.008.1d D D t i I i ω+=+=)(V sin 02.06.0d D D t u U u ω+=+=4.u D 和i D 波形如图1.4.2(c)、(d)所示。

DI du 1U (a)(b)(c)i tI .tU .0(d)图1.4.2 例1.4.1 解图【2-3】分析图2.10.5所示电路的工作情况,图中I 为电流源,I =2mA 。

设20℃时二极管的正向电压降U D =660mV ,求在50℃时二极管的正向电压降。

该电路有何用途?电路中为什么要使用电流源?U D+图2.10.5 题2-6电路图解:该电路利用二极管的负温度系数,可以用于温度的测量。

其温度系数-2mV/℃。

20℃时二极管的正向电压降U D =660mV ,50℃时二极管的正向电压降 U D =660-(2⨯30)=600 mV因为二极管的正向电压降U D 是温度和正向电流的函数,所以应使用电流源以稳定电流,使二极管的正向电压降U D 仅仅是温度一个变量的函数。

【2-4】 在图2.10.7中,试求下列几种情况下输出端对地的电压U Y 及各元件中通过的电流。

(1)U A =10V ,U B =0V ;(2)U A =6V ,U B =5V ;(3)U A =U B=5V 。

设二极管为理想二极管。

U YVD U A U B图2.10.7 题2-8电路图解:(1)A VD 导通,B VD 截止 DB DA R 10V0,1mA (19)(k )I I I ====+ΩY R 9V U I R =⋅=(2)A VD 导通,B VD 截止 DB DA R 6V0,0.6mA 10k I I I ====ΩY R 5.4V U I R =⋅= (3)A VD B VD 均导通R 5V0.53mA 9.5k I =≈Ω R DA DB 0.26mA 2I I I =≈=Y R 4.74V U I R =⋅=【2-5】在图2.10.3电路中,U 1和U 2分别为大小合适的电源,U 1>0、U 2<0。

二极管D 1和D 2的正向导通电压为U D ,耐压为无穷大,且12D U U U ->。

请画出该电路的电压传输特性曲线,并写出A 点的电压表达式。

u iu o图2.10.3 题2-4电路图[解] 当输入电压很低时,i A u U <,D 1二极管反向截止,此过程中D 2二极管正向导通,计算可得:12DR1R212U U U i i R R --==+此时输出电压为 12Do 1112U U U u U R R R --=-+,定义此电压为U th 。

当1i th U u U >>时,二极管D 1和D 2均为导通状态,此时o i u u =,输出电压跟随输入电压变化;当i 1u U ≥时,二极管D 1导通,D 2截止,输出电压o 1u U =。

此题关键在于判断各二极管的工作状态,传输特性如图1.4.8所示。

i图1.4.8 例1.4.4解图【2-6】设硅稳压管VD z1和VD z2的稳定电压分别为5V 和10V ,正向压降均为0.7V 。

求2.10.9各电路的输出电压U O 。

VD Z1VD Z225VU O1k Ω( )b VD Z1VD Z225VU O1k Ω( )c ( )d ( )a VD Z1VD Z225VU O1k ΩVD Z1VD Z225VU O 1k Ω图2.10.9 题2-10电路图解:图(a)15V; 图(b)1.4V; 图(c)5V; 图(d)0.7V.【2-7】有两个稳压管VD Z1和VD Z2,其稳定电压值分别为5.5V 和8.5V ,正向压降都是0.5V 。

如果要得到3V 的稳定电压,应如何连接? 解:连接方法如图1-5。

D Z1D Z2U O1k ΩU I图1-5【3-1】 填空:1.双极型晶体管可以分成 和 两种类型,它们工作时有 和 两种载流子参与导电。

2.当温度升高时,双极性晶体管的β将 ,反向饱和电流I CEO 将 ,正向结压降U BE 将 。

3.当使用万用表判断电路中处于放大状态的某个双极型晶体管的类型与三个电极时,测出 最为方便。

4.当温度升高时,晶体管的共射输入特性曲线将 ,输出特性曲线将 ,而且输出特性曲线之间的间隔将 。

5.已知某放大电路电压放大倍数的频率特性表达式为610u 10101000(1)(1)ff fjA j j =++ 式中f 单位为Hz 。

表明其下限频率为 ;上限频率为 ;中频电压增益为dB ,输出电压与输入电压中频段的相位差为 。

6.幅度失真和相位失真统称为 失真,它属于 失真。

在出现这类失真时,若u i 为正弦波,则u o 为 波;若u i 为非正弦波,则u o 与u i 的频率成分 。

7.饱和失真、截止失真都属于 失真。

在出现这类失真时,若u i 为正弦波,则u o 为 波,u o 与u i 的频率成分 。

1. NPN 、PNP 、自由电子、空穴 2. 变大、变大、变小 3. 三个电极对地电位 4. 左移、上移、变大5. 10Hz 、106Hz 、60dB 、180°6. 幅频、线性、正弦波、相同7. 非线性、非正弦波、不同【3-2】 用万用表直流电压挡测得电路中晶体管各极对地电位如图3.11.2所示,试判断晶体管分别处于哪种工作状态(饱和、截止、放大)?+6V+12V---图3.11.2 题3-2电路图解:晶体管从左到右,工作状态依次为放大、饱和、截止、放大。

【3-3】分别画出图3.11.4所示各电路的直流通路和交流通路。

()a()b图3.11.4 题3-3电路图解:直流通路CCRR( )a( )b( )cDDRRCCRR交流通路( )a( )b( )c 【3-4】放大电路如图3.11.5(a)所示,晶体管的输出特性曲线以及放大电路的交、直流负载线如图3.11.5 (b)所示。

设BE0.6VU=,bb300r'=Ω,试问:1.计算bR、cR、LR;2.若不断加大输入正弦波电压的幅值,该电路先出现截止失真还是饱和失真?刚出现失真时,输出电压的峰峰值为多大?3.计算放大电路的输入电阻、电压放大倍数A u和输出电阻。

4.若电路中其他参数不变,只将晶体管换一个β值小一半的管子,这时BQI、CQI、CEQU以及uA将如何变化?i(a) (b)图3.11.5 题3-4电路图[解]1.由图(b)可知I BQ =40μA 、I CQ =2m A 、U CEQ =5V 、V CC =10V ,所以CC BE b 6BQ 100.6235k 4010V U R I ---===Ω⨯ Ω=⨯=-=-k 5.210253CQCEQCC c I U V R 由交流负载线的概念可知,其斜率为-L1R ',而分析可知图中交流负载线的斜率为 2mA 13V 1.5k K =-=-Ω对比可知L1.5k R '=Ω,根据L c L //R R R '=可得 L 3.75k R =Ω2.由交流负载线可知,输出最大不失真幅度是正半周的8V-5V=3V ;负半周的5-U CES ≈5V ,取二者中较小者为3V 。

所以若出现失真,应先出现截止失真;刚出现失真时,输出电压的峰峰值为6V 。

3.求晶体管的β:CQ BQ2mA5040μAI I β=== 该晶体管的r be 为be bb EQ 26mV 26(1)300519632r r I β'=++=+⨯=Ω 输入电阻为i b be //235k //0.963k 959R R r ==ΩΩ=Ω输出电阻为o C 2.5k R R ==Ω放大倍数为L u be50 1.5780.963R A r β'⨯=-=-≈- 4.BQ I 基本不变;CQ I 减小50%;CEQ U 增加; 根据公式LLL L u bb bb bb EQBQBQBQ26262626(1)(1)(1)R R R R A r r r I I I I βββββββ'''''''===≈++++++当β值减小时,电压增益的分子减小,但分母基本不变,故电压增益的绝对值下降。

【3-5】 在如图3.5所示的基本放大电路中,设晶体管的β=100,U BEQ =-0.2V ,r bb ′=200Ω,C 1,C 2足够大。

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