下载文档原格式
模拟电子技术习题答案(1)第一章常用半导体器件1习题答案〖题1.1〗（1）杂质浓度，温度（2）呈圆形电中性，呈圆形电中性（3）等同于，大于，变宽，大于，变窄（4）逆向打穿（5）减小，减小，增大（6）左移，下移，加高（7）、发射结，erf（8）一种载流子参予导电，两种载流子参予导电，压控，流控。
〖题1.2〗二极管电路如图t1.2所示，判断图中二极管是导通还是截止，并确定各电路的输出端电压uo。
设二极管的导通压降为ud=0.7v。
adbadr10v5vcb?uo??r5v10vuo?(a)b1d1a?r12v9v?uob1b2(b)d1d2r10v15vuoab2d2??(c)(d)图t1.2解：（a）uo=ua－ud=－5v－0.7v=－5.7v（b）uo=ub=uc=－5v（c）uo=ua=－0.7v（d）uo=ua=－9.3v〖题1.3〗二极管电路例如图t1.3(a)右图，未知ui?10sin?t(mv)，e?1.2v，ui电容c和直流电源e对交流视为短路，二极管的伏安特性曲线如图t1.3(b)所示，r?100?，谋二极管两端的电压和穿过二极管的电流。
解：id?id?id?(5?1.92sin?t)maud?ud?ud?(0.7?0.01sin?t)v+redcid/ma12id8400.30.60.91.2ud/v??ud(a)(b)图t1.3第一章常用半导体器件2〖题1.4〗设图t1.4中的二极管d为理想二极管，试通过计算判断它们是否导通？。
6k?d4k??5k?1k?4k?5kb20v?18kd?20k?14kb?1k5k?15v10vaa10v?2k(a)(b)图t1.4解：(a)ua??10?41?(?20)9v4?61?45ub??2010v,ua?ub,二极管导通；5?525?(?15)4v(b)ua??10?2?185?201ub??151v,ua?ub,二极管截至。
1?141k?1k??d5v?(a)d??〖题1.5〗在图t1.5所示电路中，已知ui=10sinωt(v),二极管的正向压降和反向电流均可忽略。
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 型半导体中掺入足够量的三价元素，可将其改为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 GS 大的特点。
（ ）（6）若耗尽型N 沟道MOS 管的U GS 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.T U U I e S C. )1e (S －TU 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 GS＝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、写出图所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D＝。
解：U O1≈，U O2＝0，U O3≈－，U O4≈2V，U O5≈，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 Zmin＝5mA。
求图所示电路中U O1和U O2各为多少伏。
解：U O1＝6V，U O2＝5V。
五、某晶体管的输出特性曲线如图所示，其集电极最大耗散功率P CM＝200mW，试画出它的过损耗区。
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。
半导体器件的模拟设计及验证半导体器件是现代电子科技领域中的重要组成部分。
在数字电路、模拟电路、射频电路等各类电路中均有广泛应用。
由于半导体器件的特殊性质，其模拟设计及验证需要特定的技术手段和方法，下面将对这一话题进行探讨。
一、半导体器件分析与模拟半导体器件的模拟设计与验证，首先需要对器件内部的物理过程进行分析和模拟。
现代集成电路中常见的半导体器件有晶体管、MOS场效应管、二极管等。
这些器件在工作时遵循不同的物理规律，例如PN结的电子和空穴的扩散漂移、场效应管的电荷积累效应等。
我们可以利用数学方法对这些物理过程进行建模，进而在计算机上实现器件的仿真。
二、半导体器件的模拟设计当确定了半导体器件内部物理过程的模型和仿真方法后，我们就可以开始进行半导体器件的模拟设计。
模拟设计的主要目的是通过理论计算得到理想的电器参数，并通过多次推导优化得到与实际工艺相符的电器参数。
具体的步骤包括：1. 制定模拟设计方案：制定器件的设计方案，例如电极的布局、电极宽度、材料选择等。
设计方案需要考虑器件的特定用途以及实际工艺流程的要求。
2. 电路与结构仿真：对确定后的器件设计方案，在电路仿真软件中建立对应的电路模型，进行仿真计算，获得电器特性参数。
3. 仿真参数优化：根据仿真结果，进行仿真参数优化，调整设计方案，进行多次仿真，直至获得与实际工艺流程相符的仿真结果。
4. 器件制造流程：根据完成后的器件仿真结果，确定器件的制造流程，制造真实半导体器件。
5. 实验测试验证：对制造好的器件进行实验测试验证，进行器件的检测和分析，确保其所具备的电学性能与预期的一致。
三、半导体器件的验证在设计和制造过程中，我们需要对半导体器件进行验证，以保障制造的半导体器件符合设计要求。
半导体器件的验证主要可以分为两个方面：电学行为测试和非电学行为测试。
1. 电学行为测试对于半导体器件的电学行为，我们需要进行电参数测试。
电参数包括直流电阻、交流电阻、开路电压等，这些参数是半导体器件的基本物理属性，需要精确测试。
《模拟电子》第一章半导体器件基础本章练习题或思考题1．如图1.1所示电路，判定电路中硅二极管的工作状态，并计算U AB的值。
设VD正向导通压降为0.7V。
图1.1 图1.22．如图1.2稳压管稳压电路，若限流电阻R=1.6KΩ，U Z=12V，I Zmax=18mA。
通过稳压管的电流I Z等于多少？限流电阻的值是否合适？3．如图1.3所示，二极管构成的各电路，设二极管的正向导通压降为0.7V。
（1）判定各电路中二极管的工作状态；（2）试求各电路的输出电压U o。
图1.34．如图1.4所示，当输入电压为u i=5sinωt V时，试对应输入电压u i画出输出电压u o的波形。
设二极管的正向导通压降为0.7V。
图1.45．如何用万用表确定一个二极管的极性和好坏？6．稳压二极管稳压电路如图1.5所示，已知稳压管的稳定电压为U Z=8V，正向导通压降为0.7V，当输入电压为u i=15sinωt V时，试对应输入电压u i画出输出电压u o的波形。
图1.57．若测得放大状态中的三极管I B=0.025mA，取β=50。
试计算I C和I E的值。
8．两个双极型三极管：A管的β＝200，I CEO=200μA；B管的β＝50，I CEO=50μA，其它参数相同，应选用哪一个？9．一个工作在放大状态中的三极管，已经测得其三个引出端的电位分别为①3.5V、②6.6V和③2.8V。
试问此三极管为什么类型？三个引出端分别对应管子的什么电极？10．测得电路中三极管的各电极电位如图1.6所示，试判定各个三极管是工作在截止、放大还是饱和状态？-5.3V 2.4V图1.6第二章 基本放大电路和多级放大电路本章练习题或思考题1．三极管在放大电路中的三种连接方式是什么？2．①如果一个放大电路的电压放大倍数为100倍，用分贝作单位其电压增益为多少分贝？②若一个放大电路的电压增益为60分贝（dB ），此放大电路的电压放大倍数有多少？3．如图2.1共射放大电路，输出电压出现的是什么失真？如何调整偏置电阻Rb 的值 可减小此失真？+6V+u 0-+ui -RbR C图2.1 图2.24．如图2.2所示电路，已知U CC =10V ，R b =320K Ω，β=80，R c =R L =2K Ω，试估算Q 点的值，计算放大电路的电压放大倍数A u 、输入电阻R i 、输出电阻R o 。
各章节重难点
第1章半导体器件
•PN结及其单向导电性
•半导体二极管电路分析
•半导体三极管及其特性曲线
•场效应管的原理及特性
第2章基本放大电路
•放大电路的结构
•微变等效电路
•三种组态放大电路的分析
•放大电路的频率特性
第3章集成运算放大器
•集成电路的特点
•多级放大电路的分析
•差分放大电路的分析和计算
第4章放大电路中的负反馈
•负反馈的概念及分类
•负反馈的判断
•深度负反馈下电路的计算
第5章集成运算放大器的应用
•集成运放的基本运算
•集成运放的非线形应用
•有源滤波器的分析
第6章功率放大电路
•功率放大电路的特点
•互补对称功率放大电路的分析
第7章波形产生电路
•正弦波振荡电路的振荡条件
•RC正弦波振荡电路的原理
•L C正弦波振荡电路的原理
第8章直流稳压电源
•单相桥式整流电路的分析
•滤波电路的分析
•稳压电路的分析与设计
•开关稳压电源的分析与设计。
第一章半导体二极管及其电路【教学要求】本章主要介绍了半导体的基础知识及半导体器件的核心环节—PN结。
PN结具有单向导电特性、击穿特性和电容特性。
介绍了半导体二极管的物理结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
理想情况下，二极管相当于开关闭合与断开。
介绍了二极管的简单应用电路，包括整流、限幅电路等。
同时还介绍了稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管。
教学内容、要求和重点见如表1.1。
表1.1 教学内容、要求和重点【例题分析与解答】【例题1-1】二极管电路及其输入波形如图1-1所示，设U im>U R,，二极管为理想，试分析电路输出电压，并画出其波形。
解：求解这类电路的基本思路是确定二极管D在信号作用下所处的状态，即根据理想二极管单向导电的特性及具体构成的电路，可获得输出U o的波形。
本电路具体分析如下：当U i增大至U R时，二极管D导通，输出U o被U R嵌位，U o=U R，其他情况下，U o=U i。
这类电路又称为限幅电路。
图1-1【例题1-2】二极管双向限幅电路如图1-2 (a)所示，若输入电压U i=7sinωt (V)，试分析并画出电路输出电压的波形。
（设二极管的U on为0.7V，忽略二极管内阻）。
图1-2解：用恒压降等效模型代替实际二极管，等效电路如图1-2(b)所示，当U i<－3.7V时，D2反偏截止，D1正偏导通，输出电压被钳制在－3.7V；当－3.7V<U i <3.7V时，D1、D2均反偏截止，此时R中无电流，所以U o=U i；当3.7V<U i时，D1反偏截止，D2正偏导通，输出电压被钳制在3.7V。
综合上述分析，可画出的波形如图1-20(c)所示，输出电压的幅度被限制在正负3.7V 之间。
【例题1-3】电路如图1-3（a），二极管为理想，当B点输入幅度为±3V、频率为1kH Z的方波，A点输入幅度为3V、频率为100kH Z的正弦波时，如图1-3（b），试画出Uo点波形。
模拟电子技术课程作业第1章 半导体器件1将PN 结加适当的正向电压，则空间电荷区将( b )。
(a)变宽 (b)变窄 (c)不变2半导体二极管的主要特点sdf 是具有( b )。
(a)电流放大作用 (b)单向导电性(c)电压放大作用3二极管导通的条件是加在二极管两端的电压( a )。
(a)正向电压大于PN 结的死区电压 (b)正向电压等于零 (c)必须加反向电压4电路如图1所示，设D 1，D 2均为理想元件，已知输入电压u i =150sin ωt V 如图2所示，试画出电压u O 的波形。
20V100V 0u Iu i V/ωtD 2D 140k Ω40k Ω150u O+- 图1+-图2+-+-答案u i V /ωt150ωt 10060u i V /0100605电路如图1所示，设输入信号u I1,u I2的波形如图2所示，若忽略二极管的正向压降，试画出输出电压u O 的波形，并说明t 1,t 2时间内二极管D 1，D 2的工作状态。
u I2R Lu Ot 1t 2tt2D 1D 2图1图2u I1+-u I1/ V-22-2u I2/ V答案t 1t 2tu O /V -2t 1:D 1导通，D 2截止t 2:D 2导通，D 1截止第2章 基本放大电路1下列电路中能实现交流放大的是图( b )。
++++++++U CCu oU CCU CCU CC()a ()b (c)(d)+-+-+-+-+-+-+-+-u iu iu ou ou iu ou i++++2图示电路，已知晶体管β=60，U BE .V =07，R C k =2 Ω，忽略U BE ，如要将集电极电流I C 调整到1.5mA ，R B 应取( a )。
(a)480k Ω (b)120k Ω (c)240k Ω (d)360k Ω++C 2C 1R BR C u ou i+-+-+12V3固定偏置放大电路中，晶体管的β＝50，若将该管调换为β=80的另外一个晶体管，则该电路中晶体管集电极电流IC 将( a )。
第一章 半导体器件1.1 电路如图P1.1所示，设二极管为理想的，试判断下列情况下，电路中的二极管是导通还是截止，并求出AO 两端的电压AO U 。
（1）V V DD 61=，V V DD 122=；（2）V V DD 61=、V V DD 122-=；（3）V V DD 61-=、V V DD 122-=。
解：1、当V V DD 61=、V V DD 122=时，假设二极管是截止的，则V V B 6=、V V A 12=二极管承受反偏电压，所以二极管截止假设成立。
V V U DD AO 122==。
2、当V V DD 61=、V V DD 122-=时，假设二极管是截止的则V V B 6=、V V A 12-=二极管承受正偏电压，所以二极管截止假设不成立，二极管导通。
V V U DD AO 61==。
3、当V V DD 61-=、V V DD 122-=时，假设二极管是截止的，则V V B 6-=、V V A 12-= 二极管承受正偏电压，所以二极管截止假设不成立，二极管导通。
V V U U DD BO AO 61-===。
1.2 二极管电路如图P1.2所示，二极管的导通电压VU D 7.0)on (=，试分别求出Ω=k R 1、Ω=k R 4时，电路中的电流O I I I 、、21和输出电压O U 。
解：1、当Ω=k R 1时，假设二极管是截止的，则mA I I O 5.41192=+=-= V R I U V L O O B 5.415.4-=⨯-===V V A 3-= (V V V B A 5.1=-)由上分析可知，二极管承受正偏电压导通（假设不成立）故可得其等效电路如图P1.2b 所示：根据KCL 、 KVL ：⎪⎩⎪⎨⎧+-=-+=+=RI R I R I I I I LO O222197.039 解之：mA I mAI mA I 3.56.17.3210==-=V R I U L O O 7.317.3-=⨯-==2、当Ω=k R 4时，假设二极管是截止的，则mA I I O 8.11492=+=-=VR I U V L O O B 8.118.1-=⨯-===V V A 3-= V U U B A 2.1-=-由上分析可知，二极管承受反偏电压截止（假设成立）01=I mA I I 8.102=-=V R I U L O O 8.118.1-=⨯-==3.3 设二极管为理想的，试判断P1.3所示电路中各二极管是导通还是截止，并求出AO两端的电压AO U解：（a ）假设21V V 、均截止，则V V A 10=、V V B 6-=、V V O 0=， 21V V 、均承受正偏电压，但2V 管的正向偏值电压更大，故它首先导通。
