【正文】 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 第四版 清華大學電子學教研組 編 童詩白 華成英 主編 自測題與習題解答 2 第 1 章 常用半導體器件 自測題 一、判斷下列說法是否正確，用 “ ”和 “√ ”表示判斷結(jié)果填入空內(nèi)。 (1)在 N 型半導體中如果摻入足夠量的三價元素，可將其改型為 P 型半導體。 ( √ ) (2)因為 N 型半導體的多子是自由電子，所以它帶負電。 ( ) (3)PN 結(jié)在無光照、無外加電壓時，結(jié)電流為零。 ( √ ) (4)處于放大狀態(tài)的晶體管，集電極電流是多子漂移運動形成的。 ( ) (5)結(jié)型場效應(yīng)管外加的柵一源電壓應(yīng)使柵一源間的耗盡層承受反向電壓，才能保證其 GSR 大的特點。 ( √ ) (6)若耗盡型 N 溝道 MOS 管的 GSU 大于零，則其輸入電阻會明顯變小。 ( ) 二、選擇正確答案填入空內(nèi)。 (l) PN 結(jié)加正向電壓時，空間電荷區(qū)將 A 。 (2)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)是其工作在 C 。 (3)當晶體管工作在放大區(qū)時，發(fā)射結(jié)電壓和集電結(jié)電壓應(yīng)為 B 。 、后者也反偏 、后者反偏 、后者也正偏 (4) UGS=0V 時，能夠工作在恒流區(qū)的場效應(yīng)管有 A 、 C 。 MOS 管 MOS 管 三、寫出 圖 所示各電路的輸出電壓值，設(shè)二極管導通電壓 UD=。 圖 解： UO1=, UO2=0V, UO3=, UO4=2V, UO5=, UO6=2V。 四、已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值 UZ=6V，穩(wěn)定電流的最小值 IZmin=5mA。求 圖 所示電路 3 中 UO1 和 UO2 各為多少伏。 (a) (b) 圖 解： 左圖中穩(wěn)壓管工作在擊穿狀態(tài)，故 UO1=6V。 右圖中穩(wěn)壓管沒有擊穿，故 UO2=5V。 五、電路如 圖 所示， VCC=15V， ?=100， UBE=。 試問： (1)Rb=50k?時， Uo=? (2)若 T 臨界飽和，則 Rb=? 解： (1) 26B B B EB bVUIAR ????， I m A??? , 2O C C C cU V I R V? ? ?。 圖 (2)∵ 2 .8 6C C B ECS cVUI m AR???， / C SI I A???? ∴ 4 5 .5B B B Eb BSVURkI?? ? ? 六 、 測得某放大電路中三個 MOS 管的三個電極的 電位如 表 所示，它們的開啟電壓也在表中。試分析各管的工作狀態(tài)（截止區(qū)、恒流區(qū)、可變電阻區(qū)），并填入表內(nèi)。 表 管號 UGS(th)/V US/V UG/V UD/V 工作狀態(tài) T1 4 5 1 3 恒流區(qū) T2 4 3 3 10 截止區(qū) T3 4 6 0 5 可變電阻區(qū) 解： 因為三只管子均有開啟電壓，所以它們均為增強型 MOS 管。根據(jù)表中所示 4 各極電位可判斷出它們各自的工作狀態(tài)，如 表 最后一欄 所示。 習題 選擇合適答案填入空內(nèi)。 (l)在本征半導體中加入 ( A )元素可形成 N 型半導體，加入 ( C )元素可形成 P 型半導體。 (2)當溫度升高時，二極管的反向飽和電流將 (A) 。 (3)工作在放大區(qū)的某三極管，如果當 IB 從 12 uA 增大到 22 uA 時， IC 從 lmA 變?yōu)?mA ，那么它的 β約為 ( C ) 。 (4)當場效應(yīng) 管的漏極直流電流 ID從 2mA 變?yōu)?4mA 時 ,它的低頻跨導 gm 將 ( A ) 。 ； ； 電路如 圖 所示，已知 10siniut?? (V)，試畫出 iu 與 ou 的波形。設(shè)二極管導通電壓可忽略不計。 圖 解圖 解： iu 與 ou 的波形如 解圖 所示。 電路如 圖 所示，已知 tui ?sin5? (V)，二極管導通電壓 UD=。試畫出 iu 與 ou 的波形圖，并標出幅值。 5 圖 解圖 解： 波形如 解圖 所示。 電路如 圖 所示 , 二極管導通電壓 UD=,常溫下 mVUT 26? ，電容 C對交流信號可視為短路； iu 為正弦波，有效值為 10mV。試問二極管中流過的交流電流的有效值為多少？ 解： 二極管的直流電流 ( ) / V U R m A? ? ? 其動態(tài)電阻 : / 10D T Dr U I? ? ? 圖 故動態(tài)電流的有效值 ： /1d i DI U r mA?? 現(xiàn)有兩只穩(wěn)壓管，穩(wěn)壓值分別是 6V 和 8V，正向?qū)妷簽?。試問： 6 (1)若將它們串聯(lián)相接，則可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？ (2)若將它們并聯(lián)相接，則又可得到幾種穩(wěn)壓值？各為多少？ 解： (1)串聯(lián)相接可得 4 種： ； 14V； ； 。 (2)并聯(lián)相接可得 2 種： ； 6V。 已知 圖 所示電路中穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 6ZUV? ，最小穩(wěn)定電流 min 5ZI mA? ，最大穩(wěn)定電流 max 25ZI mA? 。 (1)分別計算 IU 為 10V 、 15V 、 35V 三種情況下輸出電壓 OU 的值； (2)若 35IUV? 時負載開路，則會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 為什么？ 解： (1)只有當加在穩(wěn)壓管兩端的 電壓大于其穩(wěn)壓值時，輸出電壓才為 6V。 ∴ VUI 10? 時， VURR RU ILLO ???； 圖 VUI 15? 時， 5LOILRU U VRR??? ； VUI 35? 時， 1 1 .7LO I ZLRU U V URR? ? ?? ， ∴ VUU ZO 6?? 。 (2)當負載開路時， mAImAR UUI ZZIZ 2529 m a x ?????，故穩(wěn)壓管將被燒毀。 在 圖 所示電路中，發(fā)光二極管導通電壓 UD = ，正向電流在 5~15mA 時才能正常工作。 試問： (1)開關(guān) S 在什么位置時發(fā)光二極管才能發(fā)光？ (2)R 的取值范圍是多少？ 解： (1)S 閉合。 (2) R 的范圍為 : m i n m a x( ) / 233DDR V U I? ? ? ? 7 m a x m i n( ) / 700DDR V U I? ? ? ? 圖 現(xiàn)測得 放大電路中 兩只管 子兩個電極 的電流如 圖 所示。分別求另一電極的電流，標出其方向，并在圓圈中畫出管子 ，且分別求出它們的 電流放大系數(shù) β 。 (a) (b) (a) (b) 圖 解圖 解： 答案如 解圖 所示。 放大倍數(shù)分別為 1 / 10 100a mA A????和 5 / 100 50b mA A???? 測得放大電路中 六只 晶體管的直流電位如 圖 所示。在圓圈中畫出管子，并說明 它們 是硅管還是鍺管。 圖 解 :如 解圖 。 解圖 8 電路如 圖 所示，晶體管導通時 ? ， β=50。試分析 BBV 為 0V、1V、 3V三種情況下 T 的工作狀態(tài)及輸出電壓 Ou 的值。 解： (1)當 0BBV ? 時， T 截止， 12OuV? 。 (2)當 1BBVV? 時，因為 60B B B E QBQ bVUIAR ???? 3CQ BQI I m A??? 9O C C C Q cu V I R V? ? ? 圖 所以 T 處于放大狀態(tài)。 (3)當 3BBVV? 時，因為 460B B B E QBQ bVUIAR ????， 2 3 1 1 .3C C C E SC Q B Q C S cVUI I m A I m AR? ?? ? ? ?， 所以 T 處于飽和狀態(tài)。 電路如 圖 所示 , 晶體管的 β=50 , ? ，飽和管壓降? ；穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 5ZUV? , 正向?qū)妷?? 。試問：當0IuV? 時 Ou? ？；當 5IuV?? 時 Ou? ？ 解：當 0IuV? 時，晶體管截止，穩(wěn)壓管擊穿， 5OZu U V? ? ? ? 。 當 5IuV?? 時，晶體管飽和， ?? 。 因為： 圖 9 480I B EB buUIAR ????， 24CBI I m A???， 0E C CC C cU V I R? ? ? 分別判斷 圖 所示各電路中晶體管是否有可能工作在放大狀態(tài)。 (a) (b) (c) (d) (e) 圖 解： (a)可能； (b)可能； (c)不能； (d)不能， T 的發(fā)射結(jié)會因電流過大而損 壞。 (e)可能。 已知放大電路中一只 N溝道場效應(yīng)管三個極 ① 、 ② 、 ③ 的電位分別為 4V 、8V 、 12V ，管子工作在恒流區(qū)。試判斷它可能是哪種管子（結(jié)型管、 MOS 管、增強型、耗盡型），并說明 ① 、 ② 、 ③ 與 G 、 S 、 D 的對應(yīng)關(guān)系。 解： 管子可能是增強型管、耗盡型管和結(jié)型管，三個極 ① 、 ② 、 ③ 與 G 、 S 、D 的對應(yīng)關(guān)系如 解圖 所示。 10 解圖 已知場效應(yīng)管的輸出特性曲線如 圖 所示，畫 出它在恒流區(qū)的轉(zhuǎn)移特性曲線。 圖 (a) (b) 解圖 解： 在場效應(yīng)管的恒流區(qū)作橫坐標的垂線 (如 解圖 (a)所示 ),讀出其與各條曲線交點的縱坐標值及 GSu 值，建立 ()D GSi f u? 坐標系，描點，連線，即可得到轉(zhuǎn)移特性曲線，如 解圖 (b)所示。 電路如 圖 所示， T 的 輸出特性如 圖 所示 ,分析當 Iu =4V、 8V 、 12V 三種情況下場效應(yīng)管分別工作在什么區(qū)域。 解： 根據(jù)圖 所示 T 的輸出特性可知，其開啟電壓為 5V ，根據(jù) 圖 示電路可知 GS Iuu? 。 當 Iu =4V 時， GSu 小于開啟電壓，故 T 截止。 當 Iu =8V 時，設(shè) T 工作在恒流區(qū)，根據(jù)輸出 特性可知 mA? ，管壓降 10D S D D D du V i R V? ? ?， 因此， 2G D G S D Su u u V? ? ? ?，小于開啟電壓， 說明假設(shè)成立，即 T 工作在恒流區(qū)。 圖 當 Iu =12V時，由于 12DDVV? ，必然使 T 工作在可變電阻區(qū)。 11 分別判斷 圖 所示各電路中的場效應(yīng)管是否有可能工作在恒流區(qū)。 (a) (b) (c) (d) 圖 解： (a)可能 ,(b)不能 ,(c)不能 ,(d)可能。 補充 補 圖 P1(a)、 (b)所示，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 3ZUV? , R 的取值合適，Iu 的波形如圖 (c)所示。試分別畫出 1Ou 和 2Ou 的波形。 (a) (b) (c) 補 圖 P1 解： 波形如下圖所示 補充 20oC 時某晶體管的 2,CBO