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第6章半导体二极管及其应用电路习题答案3

选择正确答案填入空内。 (1)在本征半导体中加入 A 元素可形成N型半导体,加入 C 元素可形成P型半导体。 A. 五价 B. 四价 C. 三价 (2)PN结加正向电压时,空间电荷区将 A 。 A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽 (3)设二极管的端电压为vD,则二极管的电流方程是 c 。

A. DvIeS B. TDVvIeS C. )1e(S-TDVvI (4)当温度升高时,二极管的反向饱和电流将 a 。 A. 增大 B. 不变 C. 减小 (5)稳压管的稳压区是其工作在 c 。 A. 正向导通 B.反向截止 C.反向击穿 (6)稳压二极管稳压时,其工作在(c ),发光二极管发光时,其工作在( a )。 A.正向导通区 B.反向截止区 C.反向击穿区 6.2将正确答案填入空内。 (1)图P6.2(a)所示电路中二极管为理想器件,则D1工作在 状态,D2工作在 状态,VA为 V。

解:截止,导通,2.7V。 (2)在图P6.2(b)所示电路中稳压管2CW5的参数为:稳定电压Vz12V,最大稳定电流IZmax20mA。图中电压表中流过的电流忽略不计。当开关S闭合时,电压表V和电流表A1、A2的读数分别为 、 、 ;当开关S断开时,其读数分别为 、 、 。 解:12V,12mA,6mA,12V,12mA,0mA。 6.3 电路如图P6.3所示,已知vi=56sinωt(v),试画出vi与vO的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。

6.4 电路如图P6.4所示,已知vi=5sinωt (V),二极管导通电压VD=0.7V。试画出电路的传输特性及vi与vO的波形,并标出幅值。 图P6.4 的解:当vi 为 正半周时,D1截止,D2导通,vO=-2.3V。当vi 为负正半周,且小于-3时,D1截止,D2仍导通,vO大于-3V后,;vO=vi。

图P6.3

+ _ vi _ vo

图P6.4

+

_ vi _ vo R

R D D1 D2

3V 3V

+ + + _

_

图P6.2 (a) 图P6.2 (b) + _ AV

D1 D2 + +

_

_ 3V 6V

R 5kΩ

+ Vi=30V _ S R2 k 2CW5 1.5k R1 V A1 A

22

+ 6.5 电路如图P6.5(a)所示,其输入电压vi1和vi2的波形如图(b)所示,二极管导通电压VD=0.7V。试画出输出电压vO的波形,并标出幅值。

解:uO的波形如解图P1.2所示。

解图P1.2 6.6电路如图P6.6所示,(1)利用硅二极管恒压降模型求电路的ID和 Vo的值;(2)在室温(300K)的情况下,利用二极管的小信号模型求vo的变化范围。

图P6.6 _ vo R=1kΩ D1

+

D2 V

CC

(10±1V)

图P6.5 vi1 R D1

+VCC(5V)

D2 vi2

t 3

t 3 vi2/V

(a) (b) vo

0.3

0.3

vi1/V 解(1)求二极管的电流和电压 mAAVRvVIDCCD6.8106.8101)7.0210(233

VVVVDO4.17.022 (2)求vo的变化范围 图题2.4.1的小信号模型等效电路如图解2.4.l所示,温度 T=300 K。

02.36.826mAmVIVrDT

d

当rd1=rd2=rd时,则 mVVrRrVvddCCO6)02.321000(02.32122

Ov的变化范围为)(~)(OOOOvVvV,即1.406V~1.394V。

6.7(有错) 电路如图P6.7所示,设二极管是理想的。(a)画出它的传输特性;(b)若输入电压vI =vi=20 sinωt V,试根据传输特性绘出一周期的输出电压 vo的波形。 解 (a)画传输特性

2. -10V<vI<0时,D2导通,D1截止, 32032=)10(×)12+6(12+×)12+6(12=--IIOvVΩkΩkvΩkΩkv

3. -10 V=vI<12 V时,D1,D2均截止,vo=vI; 4. 0<vI<12 V时,D2导通,D1截止

320-32)10-()126(12)126(12IIOvVkkvkkv

5. vI≥12 V时,D1 、D2均导通,

VVVVvVVkVkkvkkvVIIIO4.28211012124.14211010)46(121212)46(12)66(6

1. vI=0时, D2导通,D1截止, VΩkΩkVVO3.3=6×)12+6(

10=--

或VΩkΩkVVO3.3=12×)12+6(

10=--10V

图P6.7

+ _ vi _ vo

R1 D1 D2

12V 10V

+ + + _

_

6kΩ R2 R3

12k 12k

VI单独作用 + _ vi _ vo

R1 D1 D2

12V 10V

+

+ + _

_

6kΩ R2 R3

12k 12k

12V单独作+ _ vi _ vo

R1 D1 D2

12V 10V

+ + + _

_

6kΩ R2 R3

12k 12k

10V单独作+ _ vi _ vo

R1 D1 D2

12V 10V

+ + + _

_

6kΩ R2 R3

12k 12k 传输特性。 6.8二极管电路如图6.8所示,试判断各图中的二极管是导通还是截止,并求出AB两端电压VAB,设二极管是理想的。

解: 图a:将D断开,以B点为电位参考点,D的阳极电位为-6 V,阴极电位为-12 V,故 D处于正向偏置而导通,VAB=–6 V。 图b:对D1有阳极电位为 0V,阴极电位为-12 V,故D1导通,此后使D2的阴极电位为 0V,而其阳极为-15 V,故D2反偏截止,VAB=0 V。 图c:对D1有阳极电位为12 V,阴极电位为0 V,对D2有阳极电位为12 V,阴极电位为 -6V.故D2更易导通,此后使VA=-6V;D1反偏而截止,故VAB=-6V。 6.9 二极管电路如图P6.9所示,设输入电压vi(t)波形如图 b所示,在 0<t<5ms的时间间隔内,试绘出vo(t)的波形,设二极管是理想的。 解 vI(t)<6V时,D截止,vo(t)=6V;vI(t)≥6V时,D导通

VtvVVtvtvIIO3)(216200)200200(6)()( vo(t)的波形如图P6.9(c)所示

6.10写出图P6.10所示各电路的输出电压值,设二极管导通电压UD=0.7V。 图P6.9 +

_ vi(t) _ vo

R1 D

6V R2

200Ω 200

Ω

+

t/mS

vi(t)/V 10

5 0 (a) (b) (c)

t/mS

vo(t)/V 6

5 0 3

8

图P6.8 _ VAB D _ R 5kΩ

D2

6V 1212V D1 + + A A B B VAB 15V _

D2

12V

D1 + A

B VAB 6V

R 5kΩ R 5kΩ

(a) (b) (c)

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