2章常用半导体器件及应用题解.docx
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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
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.
管的门限电压约为V,导通后的正向压降约为
5.
mA。
在常温下,发光二极管的正向导通电压约为.和寿命,其工作电流一般控制在
6.
控制器件。
晶体管(BJT)是一种控制器件:
场效应管是一种.
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.
10.
11.
12.
13.
NPN和PNP晶体管的主要区別是电压和电流的不同。
晶体管实现放大作用的外部条件是发射结_、集电结_。
从晶体管的输出特性曲线来看,它的三个工作区域分別是、、。
晶体管放大电路有三种组态、、。
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
内阻的信号源电乐进行放大。
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.
16・
17.
等由它的
共集电极放大电路的输入电阻很,输出电阻很_-
射极跟随器的三个主要特点是、、。
放大器的静态工作点由它的决泄,而放大器的增益、输入电阻、输出电阻
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"。
和S的波形的相
位关系为:
当为共集电极电路时,则血和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,称为央真,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的电位分別为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UcEQ的变化情况(增加;减小:
不变)填入相应的空格内。
UcEQ将,UciQ将.
Uc€q将UcEQ将.
{1)Rb增加时,
{2)Rc减小时,
{3)Rc增加时,
{4)Rs增加时,(5)6增加时(换管子),UcEQ将.
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—O
24.由于晶体三极管,所以将它称为双极型器件,
由于场效应皆,所以将其称为单极型器件。
25.对于耗尽型MOS管,%可以为。
对于增强型N沟逍MOS管,%
只能为—,并且只有当—时,才能形有d
26.场效应管与三极管相比较,其输入电阻_、噪声_、温度稳主性、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O解S
(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)错、硅。
(9)极性和方向。
正偏、反偏。
(10)
截止区、放大区、饱和区。
共射极、共基极、共集电极。
静态工作点。
高(大)、低(小)。
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
直流通路、交流通路。
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。
增加、增加、减小、不变、减小。
反偏、高。
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。
为正为负或者为零:
为正;>&勺训。
高、低、好、弱。
自给式、分压式。
Ugs、怙、西门子(ms〉。
(A)多数载流子扩散形成
(C)少数载流子漂移形成
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、A2、C3、D4sB
写岀题图所示各■电路的输出电压值。
(设二极管均为理想二极管)解:
(a)3V(b)OV(c)・3V(d)3V。
重复题,设二极管均为恒压降模型,且导通电斥&眉。
題图
解J(a)(b)OV(c)(d)3Vo
.题图中的二极管均为理想二极皆,试判断其中二极管的工作状态(是导通还是截止),并求出Us
解:
(a)导通、-5V(b)Di-tjDz均截止、-6V(c)D2导通、6截止、5V。
电路如题图所示,已知s=5sin3t(V),,试画出的波形,并标出幅值,分别使用二极管理想模型和恒压降模型(Ud=o
解:
题图
»0lOOV
解:
因为输入电压高,应采用理想模型,输出波形如右图。
电路如题图所示,分别用理想二极管和恒压降模型(UdHI•算以下几种情况的&值。
(1)
B=OV
B=5V
B=5V
B=2V
A=0V:
⑵A=0V:
⑶A=5V:
⑷A=1V:
解:
A、用理想模型
IV
(1)OV
(2)0(3)5V(4)
B、用恒压降模型
(1)
(2)(3)5V(4)o
电路如题图所示,要求负载Rl电压S保持在12V.负载电流可在lO-AOmA范圉内变化。
已知稳斥二极管Uz=12V、/zmin=5mA./zmax=50mA,试确定R取值范帀。
3=16V
+
QKl.t/L
题图
解:
U尸U・S84V。
在负载电流最小时,流过Dz电流为最大,此时应Mi^eOmA:
在负载电
44
流最大时,流过Dz电流为最小,此时应ZRL^45mA:
所以——?
<•即
0.060.045
66.67Q<7?
<8&896
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4=,工作电流为5-lOmA,为使发光二极皆正常工作,试确企限流电阻/?
的取值范用。
十5V
D乂
题图
5-£75—U5-f/
解:
二极皆工作电流/□=^—故二BfJ3400 <6800C R0.010.005 试画出使用共阴极七段数码管显示字符“5”的电路连接图。 己知放大电路中一只N沟逍增强型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務特性曲线如题图所示。 (1)试判断它是什么沟道的场效应管 (2)t/GS|off)%/dss徉为多少 答J (1)为N沟道。 (2)UgsmF、ZD5s=4mA 已知场效应管的输出特性曲线如题图所示,试画岀该管在恒流区Uds=6V的转移特性曲线。 IV,,10V 8V,,3V <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 題图集电结反偏。 R cz^ IS 解: 第一只为放大状态。 满足发射结正偏、 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Pbe卜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)。 +V8 R、 CZ]——t-+ 改正如下图(a)o 解: (a)不能放大,缺少基极正偏电阻, (b)也不能放大,输入信号被Fbb吸收而不能加到发射结上,改正如下图(b)o(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)。 2Rc开路 3&短路 4Rc短路 56过大 66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^$晶体管工作在哪个区(放大区、截止区、饱和区)。 题图 题图 解: (a)该放大晶体管中%r=/BQRB+O・7+(l+0”BQ&: ,故/bq855uA。 设晶体管处于放大状态,则Aq=0人Q=5.46mA,UcEQ^x(10+2)=.由此可见该晶体管集电结已经正偏,上述假设不成立,管子实际处于深度饱和状态。 OA9—07 (b)U.^\2x—=2V,故L.,^―—=0.65mA, B100+20(Qg2 ^>ceq=^»2-0.65x(3+1)=9.4V,显然该晶体管发射结正偏、集电结反偏,工作在放大区。 综合练习题 电路如题图(a)所示,设电容对交流均视为短路,Ubeq=.6=100.Abb'=200Qo⑴估算该电路的UcEQ: ⑵画出微变等效电路: ⑶计算交流参数AnRi、ffo: 若出现如图(b)所示失克 的输出波形,回答该失覓波形是什么失真应调整电路中哪个元件如何调整 (2) &=-0&、//血=-[0&5,K=/? h//*^ul・383K,R°=&=3K,失貞属于饱和 失真,应增大Rb。 电路如题图所示,晶体管的6=100.fbe=lKQ»要使t7«q=6V,Rb大约为多少要使Au=-100, Rl应为多少 19—07 解: 因-0/bqX&=6V,故/cQ=2mA,R,==565K: 要使 0 &=-100,则&•//&广IK,即7? 1=L5Ko rbe=lKQo(设电容对交流视为短路) 电路如题图所示,晶体管为硅材料,其6=100, ⑴求OcEQ'Au、Rl、Rqo ⑵求电容G开路情况下的Al、fli.Ro. 2-07 故严TTUyFE诅 =人|//人〃[氐+(1+0)&]轴3.5K Ac 解: ①£/„^12x^2V B30+6.2 t/cEQ^12-1.18x(1+0.1+3)=7.16V ②一0&//竝=_i364r「(l+0)K R©=Rf=3Ko =—1・34,/? 0=Rf=3K» ③若Ce开路,人=一——0RJR'—— '氐+(1+0)(&+凡) 尺=凡|//尺#[氐+(1+0)(&+尺)]轴4.91K。 在题图所示电路中,已知晶体管的6=200,4e=,Uces=o ⑴在下列情况下,用直流电压表测量晶体管的集电极电位,应分别是多少 ①正常情况;②Rbi开路;③Rbj短路: ④Rb2开路: ⑤脳短路: ⑥底开路: ⑦Rc短路。 ⑵在对题图所示电路进行实验时有6个同学在实验中用直流电压表测出晶体管徉极对地电位如题表所示,试分析外电路的直流工作状态是否合适,若不合适,试分析原因題表 组号 1 % 2 3 4 5 Vb/V 0 0 ■ Ve/V 0 0 0 0 Vc/V 0 12 12 工作状态 故障原W * : (1)①正常彳 2) 青况下乂弓②③Vc&12V: ④匕口⑤乂W12V: ⑥VcW: ⑦Vc=12匕 组号 1 2 3 4 5 Vb/V 0 0 Ve/V 0 0 0 0 Vc/V 0 12 12 工作状态 截止 放大 饱和 截止 损坏 故障原W 电源未接通 九短路 島\开路 晶体借开路损坏 解 (1) Worn* 求该电路的最大输出电压幅值"onv并估算弘阻值应调为多少 (2)计算该电路的氐、R,、Rq: (3)在输出电压幅值如m最大的基础上,若分别调整Rp到最大或最小时,输出波形将如何变化对应的失真称为什么失真 解: (1)M大输出时有UcBQ-UcES=ZgX/? r 又UcEQ=$-"cQX(&+应)即最大不失真输出时的V;・c-/cqX(&+4J・Uccs=/cqX&: V-U 2CCf出二(mA) &+&・+&: 故».«n 2.22V 根据分压公式求得Rpn23K <2)E=200+(1+0)"(jV)2・7Kn '"丿2・09(mA) R、=RJRM/2K 凡=&=3K (3)R,变大会出现波形顶部限幅失真,称为截I匕失真: 当Rp变小会出现波形底部限幅失真,称为饱和失真。 电路如题图所示,晶体6=100.n,e=lKQ, (1)求Ucg: (2)求出Rl分别为X和3KQ时电路的久、Ri、ftoo 解:
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- 常用 半导体器件 应用 题解
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