模电二三两章习题及答案

模拟电路部分习题答案第二章晶体二极管及应用电路2-1．填空（1）N型半导体是在本征半导体中掺入五价元素；P型半导体是在本征半导体中掺入三价元素。

（2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流会增大。

（3）PN结的结电容包括势垒电容和扩散电容。

（4）晶体管的三个工作区分别是放大区、截止区和饱和区。

在放大电路中，晶体管通常工作在放大区区。

（5）结型场效应管工作在恒流区时，其栅-源间所加电压应该反偏。

（正偏、反偏）2-2．判断下列说法正确与否。

（1）本征半导体温度升高后，两种载流子浓度仍然相等。

（）（2）P型半导体带正电，N型半导体带负电。

（）（3）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R GS大的特点。

（）（4）只要在稳压管两端加反向电压就能起稳压作用。

（）（5）晶体管工作在饱和状态时发射极没有电流流过。

（）（6）在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。

（）（7）PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。

（）（8）若耗尽型N沟道MOS场效应管的U GS大于零，则其输入电阻会明显减小。

（）答案：（1）对；温度升高后，载流子浓度会增加，但是对于本征半导体来讲，电子和空穴的数量始终是相等的。

（2）错；对于P型半导体或N型半导体在没有形成PN结时，处于电中性的状态。

（3）对；结型场效应管在栅源之间没有绝缘层，所以外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R GS大的特点。

（4）错；稳压管要进入稳压工作状态两端加反向电压必须达到稳压值。

（5）错；晶体管工作在饱和状态和放大状态时发射极有电流流过，只有在截止状态时没有电流流过。

（6）对；N型半导体中掺入足够量的三价元素，不但可复合原先掺入的五价元素，而且可使空穴成为多数载流子，从而形成P型半导体。

（7）对；PN结在无光照、无外加电压时，处于动态平衡状态，扩散电流和漂移电流相等。

（8）错。

绝缘栅场效应管因为栅源间和栅漏之间有SiO2绝缘层而使栅源间电阻非常大。

第一章 半导体器件1-1 当T=300K 时，锗和硅二极管的反向饱和电流I S 分别为1A μ和pA 。

如将此两个二极管串联起来，有1μA 的正向电流流过，试问它们的结电压各为多少？ 解：二极管正偏时，TD U U S eI I ≈ ， ST D I I lnU U ≈ 对于硅管：mV 6.179A1mA1ln mV 26U D =μ≈ 对于锗管：mV 8.556pA5.0mA1ln mV 26U D =≈1-2 室温27C 时，某硅二极管的反向饱和电流I S =。

（1）当二极管正偏压为时，二极管的正向电流为多少？（2）当温度升至67C 或降至10C -时，分别计算二极管的反向饱和电流。

此时，如保持（1）中的正向电流不变，则二极管的正偏压应为多少？ 解：（1）mA 2.7e 101.0eI I mA26mA 65012U U S TD =⨯⨯=≈-（2）当温度每上升10℃时，S I 增加1倍，则pA107.72101.02)27(I )10(I pA6.12101.02)27(I )67(I 37.312102710SS 412102767S S -------⨯=⨯⨯=⨯=-=⨯⨯=⨯=T=300k(即27℃)，30026q K mA 26300qKq KT )27(U T ==⨯==即则67℃时，mA7.716pA 107.7mA2.7ln 8.22U ,C 10mA7.655pA6.1mA 2.7ln 5.29U ,C 67mV8.2226330026)10(U mV 5.2934030026)67(U 3D D T T =⨯=-===⨯=-=⨯=-时时1-3 二极管电路如图P1-3（a ）所示，二极管伏安特性如图P1-3（b ）所示。

已知电源电压为6V ，二极管压降为伏。

试求： （1）流过二极管的直流电流；（2）二极管的直流电阻D R 和交流电阻D r 。

解：（1）mA 53100V7.06I D =Ω-=（2）Ω===Ω==49.0mA 53mA 26I mA 26r 2.13mA53V7.0R D D D1-4 当T=300K 时，硅二极管的正向电压为，正向电流为1mA ，试计算正向电压加至时正向电流为多少？ 解：mA26mA 800SmA26mA 700SU U S e II e I 1mA eI I TD ⨯=⨯=≈则 mA 35.1e I TU 100=≈1-5 双极型晶体管可以等效为二只背靠背的二极管，如图P1-5所示。

模拟电子技术基础答案第三部分 习题与解答习题1客观检测题一、填空题1、在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于掺入的 杂质浓度 ，而少数载流子的浓度则与 温度 有很大关系。

2、当PN 结外加正向电压时，扩散电流 大于 漂移电流，耗尽层 变窄 。

当外加反向电压时，扩散电流 小于 漂移电流，耗尽层 变宽 。

3、在N 型半导体中，电子为多数载流子， 空穴 为少数载流子。

二．判断题1、由于P 型半导体中含有大量空穴载流子，N 型半导体中含有大量电子载流子，所以P 型半导体带正电，N 型半导体带负电。

（ × ）2、在N 型半导体中，掺入高浓度三价元素杂质，可以改为P 型半导体。

（ √ ）3、扩散电流是由半导体的杂质浓度引起的，即杂质浓度大，扩散电流大；杂质浓度小，扩散电流小。

（× ）4、本征激发过程中，当激发与复合处于动态平衡时，两种作用相互抵消，激发与复合停止。

（ × ）5、PN 结在无光照无外加电压时，结电流为零。

（ √ ）6、温度升高时，PN 结的反向饱和电流将减小。

（ × ）7、PN 结加正向电压时，空间电荷区将变宽。

（× ）三．简答题1、PN 结的伏安特性有何特点？答：根据统计物理理论分析，PN 结的伏安特性可用式)1e (I I T V Vs D -⋅=表示。

式中，I D 为流过PN 结的电流；I s 为PN 结的反向饱和电流，是一个与环境温度和材料等有关的参数，单位与I的单位一致；V为外加电压； VT=kT/q ，为温度的电压当量（其单位与V 的单位一致），其中玻尔兹曼常数k .J /K -=⨯2313810，电子电量)(C 1060217731.1q 19库伦-⨯=，则)V (2.11594TV T =，在常温（T=300K ）下，V T =25.875mV=26mV 。

当外加正向电压，即V 为正值，且V 比V T 大几倍时，1eTV V >>，于是TV V s eI I ⋅=，这时正向电流将随着正向电压的增加按指数规律增大，PN 结为正向导通状态.外加反向电压，即V 为负值，且|V|比V T 大几倍时，1eTV V <<，于是s I I -≈，这时PN 结只流过很小的反向饱和电流，且数值上基本不随外加电压而变，PN 结呈反向截止状态。

第二篇 第3章习题题2.3.1 某集成运放的一个偏置电路如图题2.3.1所示，设T 1、T 2管的参数完全相同。

问：(1) T 1、T 2和R REF 组成什么电路？(2) I C2与I REF 有什么关系？写出I C2的表达式。

图题2.3.1解：(1) T 1、T 2和R 2组成基本镜像电流源电路。

(2) I C2与参考电流I REF 相同，REFBECC REF C R V V I I -==2题2.3.2 在图题2.3.2所示的差分放大电路中，已知晶体管的β =80，r be =2 k Ω。

(1) 求输入电阻R i 和输出电阻R o ；(2) 求差模电压放大倍数vdA 。

图题 2.3.2解：(1) 该电路是双端输入双端输出电路，所以差模输入电阻：1.4)05.02(2)(2=+⨯=+=e be i R r R k Ω差模输出电阻为：R o =2R c =10 k Ω(2) 差模电压放大倍数为：6605.0812580)1(-=⨯+⨯-=β++β-=ebe cvdR r R A题2.3.3 在图题2.3.3所示的差动放大电路中，设T 1、T 2管特性对称，β1=β2=100，V BE =0.7V ，且r bb ′=200Ω，其余参数如图中所示。

(1) 计算T 1、T 2管的静态电流I CQ 和静态电压V CEQ ，若将R c1短路，其它参数不变，则T 1、T 2管的静态电流和电压如何变化？(2) 计算差模输入电阻R id 。

当从单端（c 2）输出时的差模电压放大倍数2d A =?； (3) 当两输入端加入共模信号时，求共模电压放大倍数2c A 和共模抑制比K CMR ； (4) 当v I1=105 mV ，v I2=95 mV 时，问v C2相对于静态值变化了多少？e 点电位v E 变化了多少？图题2.3.3解：(1) 求静态工作点：mA56.0102101/107122)1/(1=⨯+-=+β+-=eb BE EE CQ R R V V IV7.07.01010056.01-≈-⨯-=--=BE b BQ E V R I VV1.77.01056.012=+⨯-=--=E c CQ CC CEQ V R I V V若将R c1短路，则mA56.021==Q C Q C I I （不变）V7.127.0121=+=-=E CC Q CE V V VV1.77.01056.0122=+⨯-=--=E c CQ CC Q CE V R I V V （不变）(2) 计算差模输入电阻和差模电压放大倍数：Ω=⨯+=β++=k 9.456.026101200)1('EQT bb be I V r rΩ=+⨯=+=k 8.29)9.410(2)(2be b id r R R5.338.2910100)(22=⨯=+β=be b c d r R R A(3) 求共模电压放大倍数和共模抑制比：5.0201019.410101002)1(2-=⨯++⨯-=β+++β-=ebe b cc R r R R A675.05.3322===c d CMRA A K （即36.5dB ） (4) 当v I1=105 mV ，v I2=95 mV 时，mV 109510521=-=-=I I Id v v v mV100295105221=+=+=I I Ic v v vmV 285100)5.0(105.33222=⨯-+⨯=⋅+⋅=∆Icc Id d O v A v A v 所以，V O2相对于静态值增加了285 mV 。

模拟电子技术基础答案 第1章习题及答案1.1．在图题1.1所示的各电路图中E ＝5V ，t u i ωsin 10=V ，二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压o u 的波形。

oo(a)(b)(c)(d)图题1.1解：（a ）图：当i u > E 时，o u = E ，当i u < E 时，i o u u =。

（b ）图：当i u < E 时，o i u u =；当i u > E 时，E u o =。

（c ）图：当i u < E 时，E u o =；当i u > E 时，i o u u =。

（d ）图：当i u > E 时，i o u u =；当i u < E 时，E u o =。

画出o u 波形如图所示。

Vu i /u o /u o /u o /u o /1.2．有两个稳压管D Z1和D Z2，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，问这两个稳压管（还有限流电阻）应如何连接？画出各个电路。

解：各电路图如图所示。

(a)0.5V ；(b)3V ；(c)6V ；(d)9V ；(e)14V。

R LR L(a)(b)R LR LR L(c) (d) (e)1.3．在如图题1.3所示的发光二极管的应用电路中若输入电压为1.0V 试问发光二极管是否发光，为什么？U图题1.3解：若输入电压U I =1.0V ，发光二极管不发光，因为发光二极管正向工作电压为2～2.5V 。

1.4．光电二极管在电路中使用时，是正向连接还是反向连接？解：光电二极管在电路中使用时，是反向连接，因为光电二极管工作在反偏状态，它的反向电流随光照强度的增加而上升，用于实现光电转换功能。

1.5．某二极管的管壳标有电路符号，如图所示，已知该二极管是好的，万用表的欧姆档示意图如图题1.5所示，（1）在测二极管的正向电阻时，两根表笔如何连接？（2）在测二极管的反向电阻时，两根表笔又如何连接？（3）两次测量中哪一次指针偏转角度大？偏转角度大的一次的阻值小还是阻值大？图题1.5解：（1）在测二极管的正向电阻时，黑表笔接正极，红表笔接负极。

第一章参考答案一、判断题1、√2、×3、√4、√5、×6、×二、单项选择1、(a)2、(c)3、(c)4、(a)5、(c)6、(c)7、(c)8、(b)9、(b) 10、(b)11、(c) 12、(a) 13、(a) 14、(b) 15、(a) 16、(c) 17、(b) 8、(a) 19、(a) 20、(b)21、(c)三、解：U O1≈1.3V，U O2＝0，U O3≈－1.3V，U O4≈2V，U O5≈1.3V，U O6≈－2V。

四、解：U O1＝6V，U O2＝5V。

五、解：u i和u o的波形如题5解图所示。

题6解图题5解图六、解：u i和u o的波形如题6解图所示。

题6解图七、解：1、当U I＝10V时，若U O＝U Z＝6V，则稳压管的电流为4mA，小于其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。

故V 33.3I LLO ≈⋅+=U R R R U当U I ＝15V 时，稳压管中的电流大于最小稳定电流I Zmin ，所以U O ＝U Z ＝6V同理，当U I ＝35V 时，U O ＝U Z ＝6V 。

2、 =-=R U U I )(Z I D Z 29mA ＞I ZM ＝25mA ，稳压管将因功耗过大而损坏。

八、解：波形如题8解图所示。

题8解图第二章 参考答案一、判断1、√2、×3、×4、√5、×6、√7、×8、×9、√ 10、× 11、√二、单项选择题1、(c)2、(a)3、(b)4、(b)5、(c)6、(a)7、(a)8、(a)9、(b) 10、(c) 11、(b) 12、(a) 13、(c) 14、(b) 15、(c) 16、(b) 17、(b) 18、(c) 19、(b) 20、(a) 21、(c) 22、(a) 23、(c) 24、(c) 25、(a) 26、(c) 27、(c) 28、(c) 29、(a) 30、(b) 31、(c) 32、(b) 33、(b) 34、(a) (a) (a) 35、(c) 36、(a) 37、(c) 38、(c) 39、(b) 40、(c) 41、(c) 42、(b) 43、(b) 44、(c) 45、(c) 46、(b) 47、(b) 48、(b) 49、(a) 50、(a) 51、(c) 52、(c) 53、(c) (c) 54、(c) (a)二、填空题1、NPN,PNP ；硅，锗；电子和空穴。

第二章自我检测题参考答案一、填空题1.三极管用来放大时，应使发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置。

2.型号为3CG4D的三极管是PNP型高频小功率管。

3.温度升高时，三极管的电流放大系数β增大，反向饱和电流I CBO增大，正向结电压U BE下降。

4. 有两只三极管：A管β=200，I CEO=200μA；B管β=80，I CEO=10μA，其他参数大致相同，一般应选B管。

5.共射基本电路电压放大倍数为负值，说明输出信号与输入信号相位相差180o。

6.放大电路未输入信号时的状态称为静态，其在特性曲线上的点称为静态工作点；有输入信号时的状态称为动态，动态工作点移动的轨迹称为交流负载线。

7.在放大电路的下限截止频率处，幅度的放大倍数为中频处的0.707倍，这主要是由电路的频率失真引起的。

8.场效应晶体管是通过改变栅源电压来改变漏极电流（输出电流），所以它是一个电压控制电流源（或电压控制）器件。

二、判断题1.由于放大的是变化量，所以在输入直流信号时，任何放大电路的输出量都没有变化。

（×）提示：直接耦合放大电路就有变化。

2.阻容耦合多级放大电路的点相互独立，（√）它只能放大交流信号。

（√）3.放大电路中各电量的交流成分是由交流信号源提供的。

（×）提示：增加的幅度所需能量是由直流电源提供的。

4.通常，JFET在漏极与源极互换时，仍有正常放大作用。

（√）三、选择题1.测得某放大电路中三极管三个管脚对地电压分别为U1=2V，U2=6V，U3=2.7V，则三极管三个电极为（B）。

A.①管脚为发射极，②管脚为基极，③管脚为集电极；B.①管脚为发射极，②管脚为集电极，③管脚为基极；C.①管脚为集电极，②管脚为基极，③管脚为发射极；D. ①管脚为发射极，②管脚为集电极，③管脚为基极。

2.在共射基本放大电路中，集电极电阻R C的作用是（C）。

A.放大电流B.调节I BQC.防止输出信号交流对地短，把放大了的电流转换成电压。

第一章 常用半导体器件自 测 题一、判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。

（1）在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。

（ ）（2）因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。

（ ） （3）PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。

（ ）（4）处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。

（ ） （5）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其R G S 大的特点。

（ ） （6）若耗尽型N 沟道MOS 管的U G S 大于零，则其输入电阻会明显变小。

（ ）解：（1）√ （2）× （3）√ （4）× （5）√ （6）×二、选择正确答案填入空内。

（1）PN 结加正向电压时，空间电荷区将 。

A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽 （2）设二极管的端电压为U ，则二极管的电流方程是 。

A. I S e U B. TU U I eS C. )1e (S －T U U I（3）稳压管的稳压区是其工作在 。

A. 正向导通B.反向截止C.反向击穿（4）当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 。

A. 前者反偏、后者也反偏 B. 前者正偏、后者反偏 C. 前者正偏、后者也正偏（5）U G S ＝0V 时，能够工作在恒流区的场效应管有 。

A. 结型管 B. 增强型MOS 管 C. 耗尽型MOS 管 解：（1）A （2）C （3）C （4）B （5）A C三、写出图T1.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D＝0.7V。

图T1.3解：U O1≈1.3V，U O2＝0，U O3≈－1.3V，U O4≈2V，U O5≈1.3V，U O6≈－2V。

四、已知稳压管的稳压值U Z＝6V，稳定电流的最小值I Z m i n＝5mA。

求图T1.4所示电路中U O1和U O2各为多少伏。

【1】电路如图(a)所示。

设为A理想的运算放大器，稳压管DZ的稳定电压等于5V。

（1）若输入信号的波形如图(b)所示，试画出输出电压的波形。

（2）试说明本电路中稳压管的作用。

图(a) 图(b)【相关知识】反相输入比例器、稳压管、运放。

【解题思路】（1）当稳压管截止时，电路为反相比例器。

（2）当稳压管导通后，输出电压被限制在稳压管的稳定电压。

【解题过程】（1）当时，稳压管截止，电路的电压增益故输出电压当时，稳压管导通，电路的输出电压被限制在，即。

根据以上分析，可画出的波形如图(c)所示。

图(c)（2）由以上的分析可知，当输入信号较小时，电路能线性放大；当输入信号较大时稳压管起限幅的作用。

【2】在图(a)示电路中，已知, ，，设A为理想运算放大器，其输出电压最大值为，试分别求出当电位器的滑动端移到最上端、中间位置和最下端时的输出电压的值。

反馈类型？图(a)【相关知识】反相输入比例器。

【解题思路】当时电路工作闭环状态；当时电路工作开环状态。

【解题过程】（1）当的滑动端上移到最上端时，电路为典型的反相输入比例放大电路。

输出电压（2）当的滑动端处在中间位置时，画出输出端等效电路及电流的参考方向如图(b)所示。

图中。

图(b)由图可知以上各式联立求解得代入有关数据得（3）当的滑动端处于最下端时，电路因负反馈消失而工作在开环状态。

此时，反相输入端电位高于同相输入端电位，运放处于负饱和状态。

输出电压。

【3】电压－电流转换电路如图所示，已知集成运放为理想运放，R2＝R3＝R4＝R7＝R，R5＝2R。

求解i L与u I之间的函数关系。

【相关知识】集成运放工作在线性区的特点，“虚短”和“虚断”的分析方法，基本运算电路的识别。

【解题思路】（1）由图判断出集成运放A1和A2分别引入的局部电压反馈为负反馈。

（2）识别集成运放A1和A2分别组成的基本运算电路类型。

（3）根据运算电路类型以及“虚短”和“虚断”的分析方法分别求解u O1以及u O2的表达式，从而得到i L与u I之间的函数关系。

模拟电子线路随堂练习第一章半导体器件作业1-1一、习题（满分100分）1.N型半导体带负电，P型半导体带正电。

（）2.以空穴为主要导电方式的半导体称为P型半导体。

（）3.PN结处于正向偏置时，正向电流小，电阻大，处于导通状态。

（）4.晶体二极管的反向电压上升到一定值时，反向电流剧增，二极管被击穿，就不能再使用了。

（）5.硅二极管两端只要加上正向电压时立即导通。

（）6.在本征半导体中，空穴和自由电子两种载流子的数量不相等。

（）7.晶体三极管的基极，集电极，发射极都不可互换使用。

（）8.晶体三极管工作在饱和状态的条件是：发射结正偏，集电结正偏。

（）9.晶体三极管有三种工作状态，即：放大状态，饱和状态，导通状态。

（）10.三极管是一种电压控制器件，场效应管是一种电流控制器件。

（）11.温度升高后，在纯净的半导体中（）。

A.自由电子和空穴数目都增多，且增量相同B.空穴增多，自由电子数目不变C.自由电子增多，空穴不变D.自由电子和空穴数目都不变12.如果PN结反向电压的数值增大（小于击穿电压），则（）。

A.阻当层不变，反向电流基本不变B.阻当层变厚，反向电流基本不变C.阻当层变窄，反向电流增大D.阻当层变厚，反向电流减小作业1-2一、习题（满分100分）1.N型半导体（）。

A.带正电B.带负电Ｃ.呈中性Ｄ.不确定2.如果二极管的正反向电阻都很大，则该二极管（）。

A.正常B.断路Ｃ.被击穿Ｄ.短路3.对于晶体二极管，下列说法正确的是（）。

A.正向偏置时导通，反向偏置时截止B.反向偏置时无电流流过二极管C.反向击穿后立即烧毁D.导通时可等效为一线性电阻4.工作在放大状态的三极管两个电极电流如图，那么，第三个电极的电流大小、方向和管脚自左至右顺序分别为（）。

流出三极管 e、c、b 流进三极管 e、c、b流出三极管 c、e、b 流进三极管 c、e、b5.测得电路中晶体三极管各电极相对于地的电位如图，从而可判断该晶体管工作在（）。