2章 常用半导体器件及应用题解

第二章 常用半导体器件及应用

一、习题

2.1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uo和ui的波形的相位关系为 ；当为共集电极电路时，则uo和ui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1.4V，则该三极管属于 型，由 半导体材料制成。

22．在题图P2.1电路中，某一元件参数变化时，将UCEQ的变化情况(增加；减小；不变)填入相应的空格内。

(1) Rb增加时，UCEQ将 。 (2) Rc减小时，UCEQ将 。 (3) Rc增加时，UCEQ将 。 (4) Rs增加时，UCEQ将 。 (5) β增加时(换管子)，UCEQ将 。

第二章题解－1

+VCCRbC1+Rsus+RcTRLuo－C2++－

题图P2.1

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，UGS可以为 。对于增强型N沟道MOS管，UGS

只能为 ，并且只有当UGS 时，才能形有id。

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gm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）0.5、0.7、0.1、0.2。 （5）1-2.5。

（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。

第二章题解－2

（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；> UGS(th)。 （26）高、低、好、弱。 （27）自给式、分压式。

（28）UGS、ID、西门子（ms）。 2.2 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

2.3 写出题图P2.2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。

2.4 重复题2.3，设二极管均为恒压降模型，且导通电压Uon=0.7V。

D3VR+UO1?3VDR+UO2?R3V3V+UO3?R3V3V+UO4?

（a） (b) (c) (d)

题图P2.2

解：（a）2.3V（b）0V（c）-2.3V（d）3V。

2.5. 题图P2.3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UO。

D1?+D1KΩ8V?+?+D2?1KΩ10V?+6VUO+(b)D1+D2+?5V1KΩ?5V+(c)+5VUO1UO2?UO3?(a)题图P2.3

解：（a）导通、-5V（b）D1与D2均截止、-6V（c）D2导通、D1截止、5V。

2.6 电路如题图P2.4所示，已知ui=5sinωt(V),，试画出uo的波形，并标出幅值，分别使用二极管理想模型和恒压降模型(U D=0.7V)。

第二章题解－3

+ui?DR+uo?+ui?RD12V(b)D22V+uo?(a)

：

题图 P2.4

解

i5Vi5Vi5V0?5Vt0?5Vt0?5Vtuo5Vuo4.3Vuo2V0t0t-2V0t(a)理理理理i5V(a)理理理理理(b)理理理理0?5Vtuo2.7V-2.7V0t

2.8 电路如题图P2.6所示，分别用理想二极管和恒压降模型(UD=0.7V)计算以下几种情况的UO值。 ⑴ A=0V；B=0V ⑵ A=0V；B=5V ⑶ A=5V；B=5V ⑷ A=1V；B=2V

+5V1KΩAD1BD2UO(b)理理理理

解：A、用理想模型

（1）0V（2）0（3）5V（4）1V

B、用恒压降模型

题图P2.6

（1）0.7V（2）0.7V（3）5V（4）1.7V。 2.15 判断题

（3） 判断题图P2.12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)。

第二章题解－4

+VCC+VCCRcR+TC+RcR1+CT+R2ui?(a)RLuo?ui?VBBRLuo?(b)+VCC+VCCR2R1+TC+RcR1+TC+ui?(c)RLuo?ui?R2RLuo?(d)

题图P2.12

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VBB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）。

+VCC+VCCRbR+RcTC+RcR1+TC+ui?(a)RLuo?ui?R2VBB(b)RLuo?+VCC+VCCR2R1+RCTC+RcR2R1+TC+ui?(c)RLuo?ui?(d)RLuo?

（5） 题图P2.14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)。

+12VRb330KΩC1+Rc3KΩC2+51KΩ+12V10KΩ100KΩ+12V3KΩ+β=1002KΩ20KΩβ=1001KΩ+ui?TRLuo?

(a)(b)

题图P2.13

题图P2.14

第二章题解－5

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