模拟电子线路习题习题答案

第一章

1.1 在一本征硅中，掺入施主杂质，其浓度DN=21410cm3。

（1）求室温300K时自由电子和空穴的热平衡浓度值，并说明半导体为P型或N型。

（2 若再掺入受主杂质，其浓度AN=31410cm3，重复（1）。

（3）若DN=AN=1510cm3,，重复（1）。

（4）若DN=1610cm3，AN=1410cm3，重复（1）。

解：（1）已知本征硅室温时热平衡载流子浓度值in=5.11010 cm3，施主杂质DN=21410cm3>> in=5.11010 cm3，所以可得多子自由浓度为

0nDN=21410cm3

少子空穴浓度

0p=02nni=125.1610cm3

该半导体为N型。

（2）因为DANN=14101cm3>>in，所以多子空穴浓度

0p14101cm3

少子电子浓度

0n=02pni=25.2610cm3

该半导体为P型。

（3）因为AN=DN,所以

0p= 0n= in=5.11010cm3

该半导体为本征半导体。

（4）因为ADNN=10161014=991014（cm3）>>in，所以，多子自由电子浓度

0n=991410 cm3

空穴浓度

0p=02nni=142101099)105.1(=2.27104（cm3） 该导体为N型。

1.3 二极管电路如图1.3所示。已知直流电源电压为6V，二极管直流管压降为0.7V。

（1） 试求流过二极管的直流电流。

（2）二极管的直流电阻DR和交流电阻Dr各为多少？

解：（1）流过二极管的直流电流也就是图1.3的回路电流，即

DI=A1007.06=53mA

(2) DR=AV310537.0=13.2

Dr=DTIU=AV3310531026=0.49

1.4二极管电路如题图1.4所示。

（1）设二极管为理想二极管，试问流过负载LR的电流为多少？

（2）设二极管可看作是恒压降模型，并设二极管的导通电压7.0)(onDUV，试问流过负载LR的电流是多少？

（3）设二极管可看作是折线模型，并设二极管的门限电压7.0)(onDUV，20onDr，试问流过负载的电流是多少？

（4）将电源电压反接时，流过负载电阻的电流是多少？

（5）增加电源电压E，其他参数不变时，二极管的交流电阻怎样变化？

解：（1）100LREImA D

题图1.4 10V +

E RL

100 +

6V D R

100

图1.3 （2）94L)on(DRUEImA

（3）378.RRUEIDL)on(DmA

（4） 0I或SII

（5）E增加，直流电流DI增加，交流电阻DTI U下降。

1.6 在图1.6所示各电路中，设二极管均为理想二极管。试判断各二极管是否导通，并求Uo的值。

题图1.6

解：(1)在图(a)中，V2导通，V1截止，U0＝5V。

(2)在图(b)中，V1导通，V2截止，U0＝0V。

(3)在图(c)中，V1、V2均导通，此时有

VRRRRREU984.12)051.0//1(426)//(432140

1.7 二极管限幅电路如图1.7(a)、(b)所示。将二极管等效为恒压降模型，且UD(on)=0.7V。若ui＝5sinωt(V)，试画出u0的波形。

题图1.7

解：(1)在图(a)中：当ui＞一2.7V时，V管截止，u0＝一2V；当ui≤一2.7V时，V管导通，u0＝ui。当ui＝5sinωt(V)时，对应的u0波形如图答图1.7(a)所示。

(2)在图(b)中：当ui＞1.3V时，V管截止，u0＝ui；当ui≤1.3V时，V管导通，u0＝2V。其相应波形如答图1.7 (b)所示。

答图1.7

1.9 在题图1.9 (a)所示电路中，二极管等效为恒压降模型。已知输入电压u1、u2的波形如题图1.9(b)所示，试画出u0的波形。

题图1.9

解：该电路为高电平选择电路，即u1、u2中至少有一个为3V，则u0＝3一0.7＝2.3V。u1、u2均为0时，uo＝一0.7V。其波形答图1.9(c)所示。

答图1.9

1.10 在题图1.10所示电路中，设稳压管的Uz＝5V，正向导通压降为0.7V。若ui＝10 sinωt(V)，试画出u0的波形。

题图1.10

解：当ui≥5V时，Vz击穿，u0＝5V。当ui≤一0.7V时，Vz正向导通，u0＝一0.7V。

当一0.7V＜ui＜5V时，Vz截止，u0＝ui。由此画出的u0波形如答图1.10所示。

答图1.10

1.11 稳压管电路如题图1.11所示。

（1）设%)101(20iUV，稳压管ZD的稳定电压ZU=10V，允许最大稳定电流maxZI=30mA，minZI=5mA, minLR=800,maxLR=。试选择限流电阻R的值。

（2）稳压管的参数如（1）中所示，R=100，LR=250，试求iU允许的变化范围。

（3）稳压管的参数如（1）中所示，当ZU=10V时，其工作电流ZI=20mA，Zr=12，如iU=20V不变，试求LR从无穷大到1k时，输出电压变化的值0U为多少？

解：（1）因为

maxminmaxmin(2210)40030iZZLUUVRIImA

式中，因maxLR，所以minLI=0，221.02020maxiUV

minmaxminmax(1810)457(512.5)iZZLUUVRIImA

式中 5.1280010maxLImA,)1.02020(miniUV=18V

选择R应满足：400

(2) 当250LR时，4025010LImA。

当ZI达到最大时 ，17101.0)4030()(maxmaxZLZiURIIU（V）

当ZI为minZI时，5.14101.0)405()(minminZLZiURIIU（V）

即iV的变化范围是14.5~17V。

（3）当LR时，oU=10V。

当kRL1时，oU=10V8814.9100012100010LZLRrR（V）

6.118108814.9oU（mV）

或

6.1181210001210ZLZZorRrUU9(mV) R

ZD LR

OU +

_ iU +

_

题图1.11 + 第二章

2.1 已知晶体管工作在线性放大区，并测得个电极对地电位如题图2.1所示。试画出各晶体管的电路符号，确定每管的b、e、c极，并说明是锗管还是硅管。

解：

8V

0V 0.7V 硅NPN -8V

0V -0.7V 硅PNP

1V

4V 3.7V 锗PNP 9V

4.3V 锗NPN

4V 题图（a）： 题图（b）：

题图（c）： 题图（d）： 0.7V

8V 0V (a) -0.7V

-8V 0V (b) 4V

1V 3.7V (c) 4V

4.3V 9V

(d)

题图2.1 2.3已测得晶体管电极管各电极对地电位如题图2.3所示，试判别各晶体管的工作状态（放大、饱和、截止或损坏）。

解：题图（a）3AX为PNP锗管，30.UBEV（正偏），74.UCEV（反偏），放大状态

题图（b）：e结反偏，c结反偏，截止状态

题图（c）：e结正偏，c结正偏，饱和状态

题图（d）：e结开路，晶体管损坏

2.4 PNN型晶体管基区的少数载流子的浓度分布曲线如题图2.4所示，其中nb0表示平衡时自由电子的浓度。

（1）说明每种浓度分布曲线所对应的发射结和集电结的偏置状态。

（2）说明每种浓度分布曲线所对应的晶体管的工作状态。 -5V

-0.3V

0V 3AX81 (a) 12V

3V

0V

(d) 3DG8 6.6V

6.3V

7V 3CG21 (c) 8V

2.5V

3V

(b) 3BX1

题图2.3

N )(xnp

0bn

1xxO

（b） P N N )(xnp

0bn1xx O

（a） P N

解：（1）对于PNN晶体管，当发射结（集电结）正偏时，由于从发射区（集电区）向基区注入了非平衡少子电子，所以)(01xxx处P区边界上少子电子的浓度大于平衡的电子浓度0bn，当发射结（集电结）反偏时，在阻挡层两侧边界上的少子浓度趋向于零。据此，可以判别：

（1）图 (a)：发射结反偏，集电结反偏。图 (b)：发射结正偏，集电结反偏。图 (c)：发射结正偏，集电结正偏。图 (d)：发射结反偏，集电结正偏。

（2）图 (a)：截止。图 (b)：放大。图 (c)：饱和。图（d）：反向放大。

2.6某晶体管的共射输出特性曲线如题图2.6所示

（1） 求IBQ=0.3mA时，Q1、Q2点的β值。

（2） 确定该管的U(BR)CEO和PCM。

题图2.6

解：（1）Q1点：。点：0,502Q

（2）。mWPVUCMCEOBR330,40)( N )(xnp

0bn1xxO

（d） P N N )(xnp

0bn1xxO

（c） P N

题图2.4