完整版电工学电子技术课后答案秦曾煌Word格式.docx
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15V
(d)
例14.1图
大于Ud=0.7V,二极管处于导通状态,
解:
◎图(a)电路中的二极管所加正偏压为2V,则输出电压U0=Ua—Ud=2V—0.7V=1.3V。
◎图(b)电路中的二极管所加反偏压为-5V,小于Ud,二极管处于截止状态,电路中电
流为零,电阻R上的压降为零,则输出电压U0=-5V。
⑥图(c)电路中的二极管D2所加反偏压为(-3V),二极管D2截止。
二极管D1所加正
偏压为9V,大于Ud,二极管D1处于导通状态。
二极管D1接在B点和“地”之间,贝UD1
导通后将B点电位箝位在(-0.7V),贝UU0=UB=-0.7V。
④如果分别断开图(d)电路中的二极管D1和D2,D1处于正偏压为15V,D2处于正
偏压为25V,都大于Ud。
但是,二极管D2所加正偏压远大于D1所加正偏压,D?
优先导
通并将A点电位箝位在Ua=-10V+0.7V=-9.3V,实际上,二极管D-\处于反偏压,处于截止状态。
则输出电压U0=Ua=-9.3V。
例14.2电路如例14.2图所示,已知Uj=5sin(t)(V),二极管导通电压UD=0-7V,试画出Uj与U。
的波形,并标出幅值。
在Uj正半周,当5大于3.7V时,二极管D!
处于正偏压而导通,输出电压箝位在U°
=3.7V,此时的二极管D2截止。
当Uj小于3.7V时,二极管Di和D2均处于反偏压而截止,输出电压U°
=Ui。
在Ui的负半周,当Ui小于(-3.7V),二极管D2处于正偏压而导通,输出电压
U°
=-3.7V,二极管Di截止。
257
当Uj大于(-3.7V)时,二极管Di和D2均处于反偏压而截止,输出电压u。
=Ui。
□~~I-
+
D1二
Ui
3VT^
例14.2图
例14.3电路如例14.3(a)图所示,设稳压管的稳定电压U2=10V,试画出
0VUi30V范围内的传输特性曲线U°
=f(Ui)。
当Ui<
10V时,D2反向截止,所以Uo=-Ui;
当Ui10V时,D2反向击穿,所以
Uo=Ui—10—10=Ui—20V。
所以传输特性曲线Uo=f(Ui)如图(b)所示。
DzE
R[20Dz
(b)
例14.3
例14.4晶体管工作在放大区时,要求发射结上加正向电压,集电结上加反向电压。
试就NPN型和PNP型两种情况计论。
①Uc和Ub的电位哪个高?
UCB是正还是负?
②UB和UE的电位哪个高?
Ube是正还是负?
②Uc和UE的电位哪个高?
UCE是正还是负?
先就NPN管来分析。
1Uc>
Ub,UCB为正。
2Ub>
Ue,Ube为正。
3Uc>
Ue,Uce为正。
258
PNP管的各项结论同NPN管的各项结论相反。
例14.5用直流电压表测量某电路三只晶体管的三个电极对地的电压分别如例
14.5图所示。
试指出每只晶体管的C、B、E极。
-2.3V-3V
-0.7V5V
例14.5图
T管:
②为C级,②为B极,②为E极。
丁2管:
O为B极,O为E极,O为C极。
T3管:
O为E极,G为B极,©
为C极。
例14.6在例14.6图中,晶体管Ti、T2、T3的三个电极上的电流分别为:
例14.6图
I1=0.01mA
I2=2mA13=2.01mA
2I1=2mAI2=—0.02mA13=—1.98mA
11=3mAI2=3.03mA13=0.03mA
试指出每只晶体管的B、C、E极。
O为B级,G为C极,O为E极。
T2管:
G为E极,G为B极,G为C极。
O为C极,G为E极,G为B极。
14.4练习与思考
259
答:
电子导电是指在外电场的作用下,自由电子定向运动形成的电子电流。
空穴导电是指在外电场作用下,被原子核束缚的价电子递补空穴形成空穴电流。
由此可见,空
穴电流不是自由电子递补空穴所形成的。
练习与思考14.1.2杂质半导体中的多数载流子和少数载流子是怎样产生的?
为什么杂质半导体中少数载流的子的浓度比本征载流子的浓度小?
杂质半导体中的多数载流子是由掺杂产生的,少数载流子是由本征激发产生的。
本征激发产生电子空穴对,其中有一种载流子和多数载流子相同,归于多数载流子,所
以少数载流子的浓度比本征载流子的浓度小。
练习与思考14.1.3N型半导体中的自由电子多于空穴,而P型半导体的空穴多
于自由电子,是否N型半导体带负电,而P型半导体带正电?
整个晶体呈电中性不带电,所以不能说N型半导体带负电和P型半导体带正
电。
练习与思考14.3.1二极管的伏安特性曲线上有一个死区电压。
什么是死区电压?
硅管和锗管的死区电压典型值约为多少?
当二极管正向偏压很小时,正向电流几乎为零,当正向偏压超过一定数值后,电流随电压增长很快。
这个一定数值的正向电压称为死区电压。
硅管死区电压约为0.5V,锗管的死区电压约为0.1V。
练习与思考14.3.2为什么二极管的反向饱和电流与外加反向电压基本无关,而当环境温度升高时,又明显增大?
当二极管加反向电压时,通过PN结的只有少数载流子的漂移运动所形成的漂移电流。
在常温下,由于少数载流子数目极少,在不太大的反向电压下已全部通过PN结,因而,即使反向电压再升高,反向饱和电流仍保持很小的数值不变。
当环境温度升高时,少数载流子迅速增多,电流也明显增大。
练习与思考14.3.3用万用表测量二极管的正向电阻时,用R*100挡测出的电阻值小,而用R*1k挡测出的大,这是为什么?
万用表测电阻是通过测量电阻中的电流而获得其电阻值。
指针式万用表测电阻,指针偏转角度越大,读出电阻值越小。
在使用R*100挡时,万用表内阻小,加到二极管两端的正偏压大,流过二极管的正向电流大,指针向右偏转角度大,测得的电阻小。
在使用R*1k挡时,万用表内阻大,加到二极管两端的正向偏压小,流过二极管的正向电流小,指针向右偏转角度小,测得的电阻大。
练习与思考14.3.4怎样用万用表判断二极管的正极和负极以及管子的好坏?
答:
将万用表旋到电阻挡,表笔接在二极管两端,以阻值较小的一次测量为
260
准,黑表笔所接的为正极,红表笔接的一端为负极。
当正接时电阻较小,反接时电阻很大表明二极管是好的。
练习与思考14.3.5把一个1.5V的干电池直接接到(正向接法)二极管的两端,会不会发生什么问题?
产生大的电流,烧坏电源。
练习与思考14.3.6在某电路中,要求通过二极管的正向平均电流为80mA,加在上面的最高反向电压为110V,试从附录C中选用一合适的二极管。
选择2CZ52D
练习与思考14.4.1为什么稳压二极管的动态电阻愈小,则稳压愈好?
动态电阻是指稳压二极管端电压的变化量与相应的电流变化量的比值,动态电阻越小,反向击穿特性曲线越陡,稳压效果越好。
练习与思考14.4.2利用稳压二极管或者普通的二极管的正向压降,是否也可以稳压?
也具有一定的稳压作用,硅管两端保持0.6~0.8V,锗管两端保持0.2~0.3V,其
实际意义不大。
练习与思考14.5.1晶体管的发射极和集电极是否可以调换使用,为什么?
晶体管结构主要特点是:
E区的掺杂浓度高,B区的掺杂浓度低且薄,C区结面积较大,因此E极和C极不可调换使用。
练习与思考14.5.2晶体管在输出特性曲线的饱和区工作时,其电流放大系数和在放大区工作时是否一样大?
不一样大,在饱和区,Ib的变化对Ic影响较小,两者不成正比,放大区的放
大系数不适用于饱和区。
练习与思考14.5.3晶体管具有电流放大作用,其外部条件和内部条件各为什
么?
外部条件:
晶体管的偏置电压必须满足发射结正向偏置,集电结反向偏置。
内部条件:
发射区掺杂浓度高,基区很薄且掺杂浓度低,集电结面积大,且集电压掺杂浓度低。
练习与思考14.5.4为什么晶体管基区掺杂浓度小且做得很薄?
只有这样才可以大大减少电子与基区空穴复合的机会,使绝大部分自由电子都
能扩散到集电结边缘,形成集电极电流IC=lb,使晶体管成为电流控制器件。
261
练习与思考14.5.5将一PNP型晶体管接成共发射极电路,要使它具有电流放大作用,Ec和Eb的正、负极应如何连接,为什么?
画出电路图。
电路如图所示,这样连接才能保持发射结正向偏置,集电结么向偏置,三极管具有电流放大作用。
练习与思考14.5.5图
练习与思考14.5.6有两个晶体管,一个管子=50,|CBO=0.5A;
另一个管子
=150,ICBO=2A的晶体管由于Icbo比较大,受温度影响大,影响静态工作点的稳定性。
练习与思考14.5.7使用晶体管时,只要1)集电极电流超过|CM值;
2)耗损功
率Pcm值;
3)集一射极电压超过U(br)ceo值,晶体管就必然损坏。
上述几种说法是否都是对的?
1)会损坏;
2)会损坏;
3)会损坏,以上几种说法都正确。
练习与思考14.5.8在附录C中查出晶体管3DG100B的直流参数和极限参数。
直流参数:
ICBO=0.1A,IEBO=0.1A,ICEO=0.1A,UBE(sat)=1.1V,
hFE()=30
极限参数:
U(br)cbo=40V,U(br)ceo=30V,U(br)ebo=4V,Icm=20mA,
PcM=100mV,「m=150C
练习与思考14.5.9测得某一晶体管的IB=10A,IC=1mA,能否确定它的电
流放大系数?
什么情况下可以,什么情况下不可以?
II
=丄,C,两者的含义是不同的,但在输出特性曲线近于平行等距,
并且Iceo较小的情况下,两者数值较为接近,在这种情况下,可以利用IB和IC的值确
定,否则不行。
练习与思考14.5.10晶体管在工作时,基极引线万一断开,为什么有时会导致管
子损坏?
当基极断开,加在C极,E极之间的电压Uce>
U(br)ceO时,管子会被损坏。
14.5习题讲解
习题14.3.1题14.3.1图是二极管组成的电路和输入电压U|的波形,试画出
输出电压U0和电阻R上电压Ur的波形。
二极管的正向压降可忽略不计。
Ui/V10
D
分析:
在二极管正向压降可忽略不计的条件下,
UI5V时,二极管导通,u0=5V+uR。
当U|<
5V时,二极管截止,Uo=5V。
Ur与Uo波形如下图所示:
Ur/V
Ui/V
10
5v
Uo/V
正向压降可忽略不计,试分别画出输出电压u0的波形。
263
习题14.3.2图
图(a)和图(c)电路中,二极管接在输出回路中,当二极管导通时,u0=E;
当
极管截止时,u°
=Uj。
图(b)和图(d)电路中,二极管串接在输入回路中,二极管截止时,
U0=E;
二极管导通时,U0=E+UR=Ui。
(a):
Ui为正半周时,当Ui>
E,D导通,当Ui<
E,D截止。
Ui负半周时,D截止。
两种情况的等效电路如下图(e)、(f)所示,由图可见,D导通时,u0=E;
D截止时,U0=Uj。
(e)二极管导通
(b):
Ui为正半周时,当q>
E,D截止,
通。
两种情况的等效电路如下图(
(f)二极管截止
Ui<
E,D导通;
Ui为负半周时,Ui<
E,D导
g)、(h)所示,由图可见,D导通时,u0=Ui,D截止时,
Uo=E。
(h)二极管截止
(c):
图(c)与图(a)电路比较,二极管反接,导通和截止时间刚好相反。
(d):
图(d)与图(b)电路比较,二极管反接,导通和截止时间刚好相反。
264
图(a)和图(b)电路输出电压的波形
图(C)和图(d)电路输出电压的波形
习题14.3.3在题14.3.3图所示的两个电路中,已知ui=30sin(t)(v),二极管的正
习题14.3.3图
此题分析同题14.3.2图,其输出波形如下图所示。
265
习题14.3.4在题14.3.4图中,试求下列几种情况下输出端Y的电V及各元件
(R,Da,Db)中通过的电流:
(1)Va=Vb=0V;
(2)Va=+3V,Vb=0V;
(3)Va=Vb=3V。
二极管的正向压降忽略不计。
(1)Va=Vb=0V时,Da、Db同时导通,正向压降忽略,Va=Vb=Vy
所以
Vy=0V
12lR33.08mA
R3.9X103
1IdIdIr1.54mA
AB2
(2)Va=+3V,Vb=0V时,Db因正偏压而优先导通,使Vy=Vb=0V,Da截止,故
有:
12
lRId33.08mA
RDB3.9X103
(3)Va=Vb=+3V,Da、Db同时导通,Vy=Va=Vb=3V
12332.3mA3.9X103
IDb
1IdA1r1.15mA2
VY及各元件中通过的电
习题14.3.5在题14.3.5图中,试求下列几种情况下输出端电位
流:
OVa=+10V,Vb=0V;
③Va=+6V,Vb=+5.8;
©
Va=Vb=+5V。
设二极管的正向电阻为零,反向电阻无穷大。
O二极管Da优先导通,则
+12V
Va
Da
*
3.9k
Vr
Db
Vy
101
Vb
Ida
9V9V
习题14.3.4图
Va103191mA
Da、Db都能导通,由结点电压法得:
615.81V5.59V1119
rJ
5.8V
由此可知,
Db管可以导通。
1K
1KDb
Vb..
(Da
彎A11030.41mA
习题14.3.5图
Idb
5.85.5911030.21mA
9k
266-270
0.62mA
③Da、Db都可以导通:
5/15/1
v
4.74V
1/1
1/11/9
Vy
4.74A
0.53mA
lR
3A
9103
DA
1DB
RmA0.26mA
2
习题1436
在习题14.3.6图中,E=10V,e
30sintv。
试用波形图表示二极管上的电压
DUd
假定可忽略二极管的正向压降。
当Ee1030sint0时,D导通,D两端电压为0;
当Ee1030sint0时,D截止,D两端压降为1030sint。
信号e和电源E的波形如图(a)所示,二极管D上的电压如图(b)所示:
习题14.4.1在题14.4.1图中,E=20V,Rj=900,R2=1100。
稳压二极管Dz的稳定电压Uz=10V,最大稳定电流lzM=8mA。
试求稳压二极管中通过的电流Iz是否超过Izm?
如果超过,怎么办?
解①求Iz:
设流过R1的电流为11,流过R2的电流为12,则I1=l2+|z。
2010由于l111.11mA90010129.09mA1100lz11.119.092.02mAlZM8mA,即没超过Izm。
2010
②如果超过了IZM,说明R1取值太小,可根据lz确定:
R1
R2
Dz
Ri
1ZM
81031.25K即R1
1.25K时,就不会超过Izm了。
习题14.4.2有两个稳压二极管Dz1和DZ2,其稳定电压分别为5.5V和8.5V,正向压降都是0.5V。
如果要得到0.5V,3V,6V,9V,和14V几种稳定电压,这两个稳压二极管(还有限流电阻)应该如何连接?
画出各个电路图。
①要得到
2要得到
3要得到
4要得到
5要得到
0.5V,取任何一个使其正向导通即可。
3V,引出DZ1和DZ2的两端子,即8.5-5.5=3V。
6V,使DZ1和DZ2串联,DZ2正向导通,DZ1稳压状态。
9V,使DZ1和DZ2串联,DZ2稳压,DZ1正向导通。
14V,DZ1和Dz2均处于稳压状态,即5.5+8.5=14V,电路图分别为下图(a)、
图(b)、图(c)、图(d)、图(e)。
6V
++
ui
DZ19Vui
JEDZ114V
DZ2
(d)(e)
习题14.5.1有两个晶体管分别接在电路中,今测得它们管脚的电位(对“地”、分别如
F表所列,试判别管子的三个管脚,并说明是硅管还是锗管?
是NPN型还是PNP型?
晶体管I
管脚
1
3
电位/V
4
3.4
9
晶体管n
-6
-2.3
-2
对于NPN型:
集电极电位最高,发射极电位低,Ube>
0;
对于PNP型:
发射极电位最高,集电极电位最低,Ube<
0。
对于锗管:
其基极电位与发射极电位相差为0.2V或0.3V;
对于硅管:
基极电位与发射极电位大约相差0.6V或0.7V。
由分析可知:
晶体管I为NPN型硅管,1,2,3管脚分别对应b、e、c极。
晶体管n为PNP型锗管,1,2,3管脚分别对应b、e、c极。
习题14.5.2某一晶体管的PcM=100mW,lcM=20mA,u(br)ceo=15V,试问:
在下列几种情
况下,那种是正常工作?
1uce=3V,lC=10mA:
②uce=2V,lc=40mA。
③uce=6V,lc=20mA。
只有第①种情况下是正常工作的。
第②种情况中,lc=40mA,超过了集电极最大允许电流20mA。
低③种情况中,实际PcmUce?
lc120mW,超过了集电极最大允许耗散功率
100mW,所以②、③种情况不正常。
习题14.5.3如何用万用表判断一个晶体管是NPN型还是PNP型?
如何判断出管子的三个
管脚?
又如何通过实验来区分是锗管还是硅管?
解:
①判断基极及类型:
将插入万用表“-”插孔的测试笔轮流接任一管脚,而将另一测试笔分别接另外两个管脚,
如果两次测得的管脚间的电阻均为低电阻,BE间和BC间的PN结为正向压降,为NPN管,
且接万用表“-”插孔的是基极。
如果两次测得的管脚间的电阻为高电阻,BE和BC的PN结
上为反向电压,为PNP型管,且接万用表“-”插孔的是基极。
②判断集电极:
对已知的
NPN型管和PNP型管分别按如下两种方式连接。
(-)
将未知管脚1和2分别接万用表的
(+)(-)
(b)PNP型
厂(+)
100K
——(-)
+”,“-”插孔(“-”插孔接内电源的正极)
对于NPN型管,若1,2脚间的电阻较低时接“-”孔的为集电极。
对于PNP型管,若1,2脚间的电阻较低时接“+”孔的集电极。
③判断是锗管还是硅管。
BE极间正向压降为0.6-0.7V时为硅管,在0.2-0.3V时为锗管。
习题14.5.4在题14.5.4图所示的各个电路中,试问晶体管处于何种状态?
+12V
1kQ
+6V.,
50kQ
T
(a)(b)
习题14.5.4图
假设ube=0.6V,对于图(
Ucc
a):
IC(sat)
亠3
12mA。
Rc
'
IC(sat)
IB
12mA500.24mA。
Ib
7a
501030.11mA。
故Ib
IB晶体管处于放
大状态。
对于图(b):
IC(sat)
■UC^12mA8mAI'
b
Rc1.5'
'
IC(sat)
0.2mA
120.6
IBmA0.24mA。
故IbIb处于饱和状态。
47
对于图(c):
由图可知&
0,所以是截止状态。
习题14.5.5题14.5.5图是一自动关灯电路(例如用于走廊或楼道照明)。
在晶体管集电
极电路接入JZC型直流电磁继电器的线圈KA线圈的功率和电压分别为0.36W和6V。
晶体
管9013的电流放大系数为200。
当将按钮SB按一下后,
继电器的动合触点闭合,40W220V的照明灯EL点亮,经过
一定时间自动熄灭。
试说明其工作原理。
按下按钮SB后,对C充电,晶体管导通,KA合,灯亮,松开SB后,
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- 完整版 电工学 电子技术 课后 答案 秦曾煌