第二章常用半导体器件及应用一、习题填空1. 半导材料有三个特性，它们是、、。

2. 在本征半导体中加入元素可形成N型半导体，加入元素可形成P型半导体。

3. 二极管的主要特性是。

4．在常温下，硅二极管的门限电压约为 V，导通后的正向压降约为 V；锗二极管的门限电压约为 V，导通后的正向压降约为 V。

5．在常温下，发光二极管的正向导通电压约为 V，考虑发光二极管的发光亮度和寿命，其工作电流一般控制在 mA。

6. 晶体管(BJT)是一种控制器件；场效应管是一种控制器件。

7. 晶体管按结构分有和两种类型。

8. 晶体管按材料分有和两种类型。

9. NPN和PNP晶体管的主要区别是电压和电流的不同。

10. 晶体管实现放大作用的外部条件是发射结、集电结。

11. 从晶体管的输出特性曲线来看，它的三个工作区域分别是、、。

12. 晶体管放大电路有三种组态、、。

13. 有两个放大倍数相同，输入电阻和输出电阻不同的放大电路A和B，对同一个具有内阻的信号源电压进行放大。

在负载开路的条件下，测得A放大器的输出电压小，这说明A 的输入电阻。

14．三极管的交流等效输入电阻随变化。

15．共集电极放大电路的输入电阻很，输出电阻很。

16．射极跟随器的三个主要特点是、、。

17．放大器的静态工作点由它的决定，而放大器的增益、输入电阻、输出电阻等由它的决定。

18．图解法适合于，而等效电路法则适合于。

19．在单级共射极放大电路中，如果输入为正弦波，用示波器观察u o和u i的波形的相位关系为；当为共集电极电路时，则u o和u i的相位关系为。

20. 在NPN共射极放大电路中，其输出电压的波形底部被削掉，称为失真，原因是Q点 (太高或太低)，若输出电压的波形顶部被削掉，称为失真，原因是Q 点 (太高或太低)。

如果其输出电压的波形顶部底都被削掉，原因是。

21．某三极管处于放大状态，三个电极A、B、C的电位分别为9V、2V和，则该三极管属于型，由半导体材料制成。

22．在题图电路中，某一元件参数变化时，将U CEQ的变化情况(增加；减小；不变)填入相应的空格内。

(1) R b增加时，U CEQ将。

(2) R c减小时，U CEQ将。

(3) R c增加时，U CEQ将。

(4) R s增加时，U CEQ将。

(5) β增加时(换管子)，U CEQ将。

题图23．为了使结型场效应管正常工作，栅源间PN结必须加电压来改变导电沟道的宽度，它的输入电阻比双极性晶体管的输入电阻。

24．由于晶体三极管，所以将它称为双极型器件，由于场效应管，所以将其称为单极型器件。

25．对于耗尽型MOS管，U GS可以为。

对于增强型N沟道MOS管，U GS只能为，并且只有当U GS时，才能形有i d。

26．场效应管与三极管相比较，其输入电阻、噪声、温度稳定性、放大能力。

27. 场效应管放大器常用偏置电路一般有和两种类型。

28. 低频跨导g m反映了场效应管对控制能力，其单位为。

解：（1）热敏、光敏、掺杂特性。

（2）五价、三价。

（3）单向导电性。

（4）、、、。

（5）。

（6）电流型、电压型。

（7）NPN、PNP。

（8）锗、硅。

（9）极性和方向。

（10）正偏、反偏。

（11）截止区、放大区、饱和区。

（12）共射极、共基极、共集电极。

（13）小。

（14）静态工作点。

（15）高（大）、低（小）。

（16）输入与输出同相、电压放大倍数约等于1、输入电阻大且输出电阻小。

（17）直流通路、交流通路。

（18）分析各点的电流、电压波形和非线性失真情况，一般用于大信号放大电路；适宜于求解动态参数，一般用于小信号放大器分析。

（19）反相、相同。

（20）饱和、太高；截止、太低；输入信号过大。

（21）NPN、硅。

（22）增加、增加、减小、不变、减小。

（23）反偏、高。

（24）通过空穴和自由电子两种载流子参与导电，只靠一种载流子（多子）参与导电。

（25）为正为负或者为零；为正；> U GS(th)。

（26）高、低、好、弱。

（27）自给式、分压式。

（28）U GS、I D、西门子（ms）。

选择题1．二极管加正向电压时，其正向电流是由( )。

(A)多数载流子扩散形成 (B)多数载流子漂移形成 (C)少数载流子漂移形成 (D)少数载流子扩散形成2．PN 结反向偏置电压的数值增大，但小于击穿电压时，( )。

(A)其反向电流增大 (B)其反向电流减小 (C)其反向电流基本不变 (D)其正向电流增大 3．稳压二极管是利用PN 结的( )。

(A)单向导电性 (B)反偏截止特性 (C)电容特性 (D)反向击穿特性4．变容二极管在电路中使用时，其PN 结应( )。

(A)正偏 (B)反偏 答：1、A 2、C 3、D 4、B写出题图所示各电路的输出电压值。

(设二极管均为理想二极管) 解：（a ）3V （b ）0V （c ）-3V （d ）3V 。

重复题，设二极管均为恒压降模型，且导通电压U on =。

（a ） (b) (c) (d)题图解：（a ）（b ）0V （c ）（d ）3V 。

.题图中的二极管均为理想二极管，试判断其中二极管的工作状态(是导通还是截止)，并求出U O 。

(a)(b)(c)解：（a ）导通、-5V （b ）D 1与D 2均截止、-6V （c ）D 2导通、D 1截止、5V 。

电路如题图所示，已知u i =5sinωt(V),，试画出u o 的波形，并标出幅值，分别使用二题图极管理想模型和恒压降模型(U D =。

(a)(b)解：5V−5Vi u o5V−5Vi u电路如题图(a)所示，u i 如图(b)所示，试画出u o 波形。

−(b)(a)解：因为输入电压高，应采用理想模型，输出波形如右图。

u电路如题图所示，分别用理想二极管和恒压降模型(U D =计算以下几种情况的U O 值。

⑴ A=0V ；B=0V ⑵ A=0V ；B=5V题图题图⑶ A=5V ；B=5V ⑷ A=1V ；B=2VBAO2解：A 、用理想模型（1）0V （2）0（3）5V （4）1VB 、用恒压降模型 （1）（2）（3）5V （4）。

电路如题图所示，要求负载R L 电压U L 保持在12V ，负载电流可在10~40mA 范围内变化。

已知稳压二极管U Z =12V 、I Zmin =5mA 、I Zmax =50mA ，试确定R 取值范围。

解：U R =U I -U L ≈4V 。

在负载电流最小时，流过D Z 电流为最大，此时应I RL ≤60mA ；在负载电流最大时，流过D Z 电流为最小，此时应I RL ≥45mA ；所以440.060.045R ≤≤，即66.6788.89R Ω≤≤Ω。

发光二极管驱动电路如题图所示，已知发光二极管的正向导通压降U F =，工作电流为5~10mA 。

为使发光二极管正常工作，试确定限流电阻R 的取值范围。

解：二极管工作电流I D =F 5U R -，故F F550.010.005U U R --≤≤，即340680R Ω≤≤Ω。

试画出使用共阴极七段数码管显示字符“5”的电路连接图。

题图题图题图答：电路如右，R 为限流电阻。

已知放大电路中一只N 沟道增强型MOS 场效应管三个极①、②、③的电位分别为3V 、6V 、9V ，场效应管工作在恒流区。

试说明①、②、③与g 、s 、d 的对应关系。

解：①为s 、②为g 、③为d 。

一个结型场效应管的转移特性曲线如题图所示。

⑴ 试判断它是什么沟道的场效应管 ⑵ U GS(off)、I DSS 各为多少 答：（1）为N 沟道。

（2）U GS(off)=、I DSS =4mA已知场效应管的输出特性曲线如题图所示，试画出该管在恒流区U DS =6V 的转移特性曲线。

DS解：其转移特性曲线如下图判断题（1） 下面给出几组三极管处于放大状态的各管脚的电位，试判断晶体管的类型及材料⑴ ，2V ，5V题图 题图⑵ －5V ，－，－10V ⑶ ，，8V ⑷ 1V ，，10V ⑸ 8V ，，3V解：放大状态下NPN 管E 、B 、C 之间的电位关系是V C >V B >V E ，且BE U ≈是硅管、BE U ≈是锗管； PNP 管E 、B 、C 之间的电位关系是V E >V B > V C ，且BE U ≈是硅管、BE U ≈是锗管。

故（1）分别为B 、E 、C ，且为NPN 硅管。

（2）分别为E 、B 、C ，且为PNP 硅管。

（3）分别为B 、E 、C ，且为NPN 锗管。

（4）分别为B 、E 、C ，且为NPN 硅管。

（5）分别为E 、B 、C ，且为PNP 硅管。

（2） 判断题图所示电路中的晶体管，分别处于什么工作状态或是否已损坏2V0V解：第一只为放大状态。

满足发射结正偏、集电结反偏。

第二只为截止状态。

因为发射结零偏置。

第三只为饱和状态。

因为发射结和集电结均正偏。

第四只为截止状态。

因为发射结反偏。

第五只为损坏。

因BE U =2V>>。

（3） 判断题图所示电路对正弦信号是否有放大作用如果没有放大作用，则说明原因并改正电路(设电容对交流视为短路)。

题图(a)CCoCC+u o+u oCC+u oCC (d)(c)(b)解：（a ）不能放大，缺少基极正偏电阻，改正如下图（a ）。

（b ）也不能放大，输入信号被V BB 吸收而不能加到发射结上，改正如下图（b ）。

（c ）不能放大，缺少集电极回路电阻，改正如下图（c ）。

（d ）不能放大，缺少基极偏置电流，改正如下图（d ）。

(a)CCoCCo+u oCCoCC(d)(c)(b)（4） 在题图所示电路中，用直流电压表测出U CE ≈0，有可能是因为（ ）；若U CE ≈12V，有可能是因为（ ）。

① R b 开路 ② R c 开路 ③ R b 短路 ④ R c 短路 ⑤ β过大题图⑥ β过小 答：②、①或④（5） 题图所示为放大电路的直流通路，晶体管均为硅管，判断各晶体管工作在哪个区(放大区、截止区、饱和区)。

20K 100K Ω51K 12V 12V (a)(b)题图 题图解：（a ）该放大晶体管中CC BQ B BQ E 0.7(1)V I R I R β=+++，故BQ I ≈55uA 。

设晶体管处于放大状态，则CQ BQ 5.46mA I I β==，U CEQ ≈×（10+2）=，由此可见该晶体管集电结已经正偏，上述假设不成立，管子实际处于深度饱和状态。

（b ）B 20122V10020U ≈⨯=+，故CQ EQ 20.70.65mA 2I I -≈≈=，CEQ 120.65(31)=9.4V U ≈-⨯+，显然该晶体管发射结正偏、集电结反偏，工作在放大区。

综合练习题电路如题图(a)所示，设电容对交流均视为短路，U BEQ =，β = 100，r bb' =200Ω。