复旦大学模电课后题答案
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习题:一.填空题1. 半导体的导电能力与温度、光照强度、掺杂浓度和材料性质有关。
2. 利用PN结击穿时的特性可制成稳压二极管,利用发光材料可制成发光二级管,利用PN结的光敏性可制成光敏(光电)二级管。
3.在本征半导体中加入__5价__元素可形成N型半导体,加入_3价_元素可形成P型半导体。
N型半导体中的多子是_自由电子_______;P型半导体中的多子是___空穴____。
4. PN结外加正向电压时导通外加反向电压时截止这种特性称为PN结的单向导电性。
5. 通常情况下硅材料二极管的正向导通电压为0.7v ,锗材料二极管的正向导通电压为0.2v 。
6..理想二极管正向电阻为__0______,反向电阻为_______,这两种状态相当于一个___开关____。
7..晶体管的三个工作区分别为放大区、截止区和饱和区。
8.. 稳压二极管是利用PN结的反向击穿特性特性制作的。
9.. 三极管从结构上看可以分成 PNP 和 NPN 两种类型。
10. 晶体三极管工作时有自由电子和空穴两种载流子参与导电,因此三极管又称为双极型晶体管。
11.设晶体管的压降U CE不变,基极电流为20μA时,集电极电流等于2mA,则β=__100__。
12. 场效应管可分为绝缘栅效应管和结型两大类,目前广泛应用的绝缘栅效应管是MOS管,按其工作方式分可分为耗尽型和增强型两大类,每一类中又分为N沟道和P沟道两种。
13. 查阅电子器件手册,了解下列常用三极管的极限参数,并记录填写题表2-1在下表中题表2-1二.选择题1.杂质半导体中,多数载流子的浓度主要取决于 A 。
A、杂质浓度B、温度C、输入D、电压2.理想二极管加正向电压时可视为 B ,加反向电压时可视为__A__。
A.开路B.短路C.不能确定3.稳压管的稳压区是二极管工作在__D__状态。
A.正向导通B.反向截止C.反向导通D.反向击穿4.当温度升高时,二极管的反向饱和电流将__A__。
模拟电子技术基础课后答案(完整版)第一章简介1.描述模拟信号和数字信号的区别。
模拟信号是连续变化的信号,可以表示任意数值;数字信号是离散变化的信号,只能表示有限的数值。
2.简要介绍电子技术的分类和应用领域。
电子技术可以分为模拟电子技术和数字电子技术。
模拟电子技术主要应用于信号处理、放大、调制、解调等领域;数字电子技术主要应用于数字电路设计、逻辑运算、通信、计算机等领域。
第二章电压电流基本概念1.定义电压和电流,并给出它们的单位。
电压(V)是电势差,单位为伏特(V);电流(I)是电荷通过导体的速率,单位为安培(A)。
2.列举常见的电压源和电流源。
常见的电压源有电池、发电机、电源等;常见的电流源有电流表、发电机、电源等。
3.简述欧姆定律的定义和公式。
欧姆定律规定了电压、电流和电阻之间的关系。
根据欧姆定律,电流等于电压与电阻之间的比值,即I=V/R,其中I为电流,V为电压,R为电阻。
第三章电阻与电阻电路1.简述电阻的定义和单位。
电阻是指导体对电流的阻碍程度,单位为欧姆(Ω)。
2.串联电阻和并联电阻的计算方法是什么?给出示意图。
–串联电阻的计算方法是将所有电阻值相加,即R= R1 + R2 + … + Rn,其中R为总电阻,R1、R2、…、Rn为各个电阻值。
–并联电阻的计算方法是将所有电阻的倒数相加,再取倒数,即1/R= 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn,其中R为总电阻,R1、R2、…、Rn为各个电阻值。
串联和并联电阻示意图3.简述电压分压原理并给出示意图。
电压分压原理指的是当在一个电阻网络中,多个电阻串联,电压将按照电阻值的比例分配给各个电阻。
电压分压原理示意图第四章电容与电容电路1.简述电容的定义和单位。
电容是指导体上储存电荷的能力,单位为法拉(F)。
2.串联电容和并联电容的计算方法是什么?给出示意图。
–串联电容的计算方法是将所有电容的倒数相加,再取倒数,即1/C= 1/C1 + 1/C2 + … + 1/Cn,其中C为总电容,C1、C2、…、Cn为各个电容值。
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; V T =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。
BabbaCbcbaBcb1.PN结加正向电压时,空间电荷区将( B )。
a.变宽b.变窄c. 基本不变2.在本征半导体中加入(A)元素可行成N型半导体。
a.五价b.四价c.三价3.当晶体管工作在放大区时,发射结电压和集电结电压应为(B)。
a.前者反偏、后者正偏;b.前者正偏、后者反偏;c.前者正偏、后者正偏;4.直接耦合放大电路存在零点漂移的主要原因是( B )。
a.电阻阻值有误差b.晶体管参数受温度影响c.电源电压不稳5.当信号频率等于放大电路的或时,放大增益下降(A).a.3dB b.4dB c..5dB6.交流负反馈是指(C)a. 直接耦合放大电路中引入的负反馈b. 只有放大直流信号时才有的负反馈c. 在交流通路中的负反馈7.稳定放大电路的放大倍数(增益),应引入( B )。
a. 直流负反馈b. 交流负反馈c. 正反馈8.为了增大放大电路的输入电阻,应引入( C )负反馈。
a. 电压b. 电流c. 串联d. 并联9.欲将正弦波电压移相,应选用( B )电路。
a. 反相比例运算b. 同相比例运c. 微分运算10.欲将方波电压转换为三角波电压,应选用(A)电路。
a. 积分运算 b .乘方运算 c. 同相比例运算11.为了获得输入电压中的低频信号,应选用( B )滤波电路。
a. 高通b. 低通c. 带通12.一个实际的正弦波振荡绝大多数属于正反馈电路,它主要由( C )组成。
a:负反馈b:放大电路和反馈网络c:放大电路、反馈网络和选频网13.功率放大电路的转换效率是指( B )。
a.输出功率与晶体管所消耗的功率之比b.最大输出功率与电源提供的平均功率之比c.晶体管所消耗的功率与电源提供的平均功率之比。
习题解答第1章1.1简述半导体的导电特性。
答:半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。
半导体一般呈晶体结构,其原子核对价电子的束缚较弱,当半导体受到外界光和热的刺激时,它便释放价电子,从而使导电能力发生变化。
例如纯净的锗从20℃升高到30℃时,它的电阻率几乎减小为原来的1/2。
又如一种硫化镉薄膜,在暗处其电阻为几十兆欧姆,受光照后,电阻可以下降到几十千欧姆,只有原来的百分之一。
利用这些敏感性可制成各种光敏元件和热敏元件。
若在纯净的半导体中加入微量的杂质,则半导体的导电能力会有更显著的增加,例如在半导体硅中,只要掺入亿分之一的硼,电阻率就会下降到原来的几万分之一,这是半导体最显著的导电特征。
利用这个特性,可制造出各种半导体器件。
1.2 简述PN结是如何形成的。
答:当P型和N型半导体结合在一起时,由于交界面两侧多数载流子浓度的差别,N区的多数载流子电子向P区扩散,P区的多数载流子空穴也要向N区扩散,于是电子与空穴复合,在交界面附近P区一侧因复合失去空穴而形成负离子区,N区一侧也因复合失去电子而形成正离子区。
这些不能移动的带电离子形成了空间电荷区,称为PN结。
PN结内存在一个由N区指向P区的内电场。
内电场的形成将阻止多数载流子的继续扩散,另一方面又会促进少数载流子的漂移,即N区的少数载流子空穴向P区移动,P区的少数载流子电子向N区移动。
因此,在交界面两侧存在两种对立的运动,漂移运动欲使PN结变窄,扩散运动运动欲使PN结变宽。
当扩散运动产生的扩散电流和漂移运动产生的漂移电流大小相等,两种运动达到动态平衡时,PN结宽度不再变化,即PN结维持一定的宽度。
由于内电场的存在,使载流子几乎不能在PN结内部停留,所以,PN 结也称为耗尽层。
1.3 二极管的特性曲线有哪几个区域?二极管的单向导电能力是指特性曲线上的哪个区域的性质?二极管的稳压能力又是指特性曲线上的哪个区域性质?答:二极管的特性曲线有正向特性、方向特性和反向击穿特性三个区域。
第五章 放大电路的频率响应自 测 题一、选择正确答案填入空内。
(1)测试放大电路输出电压幅值与相位的变化,可以得到它的频率响应,条件是 。
A.输入电压幅值不变,改变频率B.输入电压频率不变,改变幅值C.输入电压的幅值与频率同时变化(2)放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 ,而低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 。
A.耦合电容和旁路电容的存在B.半导体管极间电容和分布电容的存在。
C.半导体管的非线性特性D.放大电路的静态工作点不合适(3)当信号频率等于放大电路的f L 或f H 时,放大倍数的值约下降到中频时的 。
A.0.5倍B.0.7倍C.0.9倍 即增益下降 。
A.3dBB.4dBC.5dB (4)对于单管共射放大电路,当f = f L 时,与相位关系是 o U &iU &。
A.+45˚B.-90˚C.-135˚当f = f H 时,与的相位关系是 oU &i U &。
A.-45˚ B.-135˚ C.-225˚ 解:(1)A (2)B ,A (3)B A (4)C C二、电路如图T5.2所示。
已知:V C C =12V ;晶体管的C μ=4pF ,f T = 50MHz ,=100Ω, β'bb r 0=80。
试求解: (1)中频电压放大倍数; smu A & (2);'πC (3)f H 和f L ;(4)画出波特图。
图T5.2解:(1)静态及动态的分析估算: ∥178)(mA/V2.69k 27.1k 27.1k 17.1mV26)1(V 3mA 8.1)1(Aμ 6.22c m bee b'i s ismTEQ m b be i e b'bb'be EQe b'c CQ CC CEQ BQ EQ bBEQCC BQ −≈−⋅+=≈=Ω≈=Ω≈+=Ω≈+=≈−=≈+=≈−=R g r r R R R A U I g R r R r r r I r R I V U I I R U V I u &ββ(2)估算:'πCpF1602)1(pF214π2)(π2μc m 'μTe b'0μπe b'0T ≈++=≈−≈+≈C R g C C C f r C C C r f πππββ(3)求解上限、下限截止频率:Hz14)π(21kHz 175π21567)()(i s L 'πH s b b'e b'b s b b'e b'≈+=≈=Ω≈+≈+=CR R f RC f R r r R R r r R ∥∥∥(4)在中频段的增益为dB 45lg 20sm≈u A & 频率特性曲线如解图T5.2所示。
模拟电子技术基础第1章 常用半导体器件1.9测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.9所示。
在圆圈中画出管子,并说明它们是硅管还是锗管。
图P1.9解:如解图1.9。
解图1.9第2章 基本放大电路习题2.5在图P2.5所示电路中,已知晶体管的β=80,ber =1kΩ,20iU mV = ,静态时0.7BEQ U V =,4CEQ U V =,20BQ I A μ=。
判断下列结论是否正确,在括号内打“√”和“×”表示。
(1)342002010uA -=-=-⨯ (×) (2)4 5.710.7uA =-=- (×) (3)8054001u A ⨯=-=- (×) (4)80 2.52001uA ⨯=-=- (√) (5)20120i R k k =Ω=Ω (×) (6)0.7350.02i R k k =Ω=Ω (×) (7)3i R k ≈Ω (×) (8)1i R k ≈Ω (√) (9)5OR k =Ω (√) (10) 2.5O R k =Ω (×)(11)20S U mV ≈ (×) (12)60SU mV ≈ (√)2.7电路如图P2.7所示,晶体管的β=80 ,'100bb r =Ω。
分别计算L R =∞和3L R k =Ω时的Q 点、uA 、i R 和o R 。
解:在空载和带负载情况下,电路的静态电流、be r 均相等,它们分别为:22CC BEQBEQ BQ bsV U U I A R R μ-=-≈1.76CQ BQ I I mA β=≈'26(1)1.3be bb EQmVr r k I β=++≈Ω 空载时,静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为:6.2CEQ CC CQ c U V I R V =-≈; 308c ubeR A r β=-≈-// 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω; 93beusube sr A A r R ≈⋅≈-+5o c R R k ==Ω3L R k =Ω时,静态管压降、电压放大倍数分别为:(//) 2.3LCEQ CC CQ c L L cR U V I R R VR R =-≈+用基尔霍夫电流定律容易理解(//)115c L u be R R A r β=-≈- 34.7be us ube sr A A r R ≈⋅≈-+ // 1.3i b be be R R r r k =≈≈Ω 5o c R R k ==Ω。
习题解答第1章1.1简述半导体的导电特性。
答:半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。
半导体一般呈晶体结构,其原子核对价电子的束缚较弱,当半导体受到外界光和热的刺激时,它便释放价电子,从而使导电能力发生变化。
例如纯净的锗从20℃升高到30℃时,它的电阻率几乎减小为原来的1/2。
又如一种硫化镉薄膜,在暗处其电阻为几十兆欧姆,受光照后,电阻可以下降到几十千欧姆,只有原来的百分之一。
利用这些敏感性可制成各种光敏元件和热敏元件。
若在纯净的半导体中加入微量的杂质,则半导体的导电能力会有更显著的增加,例如在半导体硅中,只要掺入亿分之一的硼,电阻率就会下降到原来的几万分之一,这是半导体最显著的导电特征。
利用这个特性,可制造出各种半导体器件。
1.2 简述PN结是如何形成的。
答:当P型和N型半导体结合在一起时,由于交界面两侧多数载流子浓度的差别,N区的多数载流子电子向P区扩散,P区的多数载流子空穴也要向N区扩散,于是电子与空穴复合,在交界面附近P区一侧因复合失去空穴而形成负离子区,N区一侧也因复合失去电子而形成正离子区。
这些不能移动的带电离子形成了空间电荷区,称为PN结。
PN结内存在一个由N区指向P区的内电场。
内电场的形成将阻止多数载流子的继续扩散,另一方面又会促进少数载流子的漂移,即N区的少数载流子空穴向P区移动,P区的少数载流子电子向N区移动。
因此,在交界面两侧存在两种对立的运动,漂移运动欲使PN结变窄,扩散运动运动欲使PN结变宽。
当扩散运动产生的扩散电流和漂移运动产生的漂移电流大小相等,两种运动达到动态平衡时,PN结宽度不再变化,即PN结维持一定的宽度。
由于内电场的存在,使载流子几乎不能在PN结内部停留,所以,PN 结也称为耗尽层。
1.3 二极管的特性曲线有哪几个区域?二极管的单向导电能力是指特性曲线上的哪个区域的性质?二极管的稳压能力又是指特性曲线上的哪个区域性质?答:二极管的特性曲线有正向特性、方向特性和反向击穿特性三个区域。
V cc - U CESR c =2.86mA第一章半导体基础知识自测题一、(1)v (2)X ( 3)v (4)X ( 5)v (6)X二、(1) A (2) C ( 3) C (4) B ( 5) AC三、U oi 〜1.3V U02 = 0 U03 1.3V U O4〜2V U05 〜2.3V U°6―2V四、U O1 = 6V U O2= 5V五、根据P CM = 200mW 可得:U CE= 40V 时I C= 5mA , U CE= 30V 时I C 〜6.67mA,U CE = 20V 时 I c = 10mA , U CE = 10V 时 I c = 20mA,将改点连接成曲线,即为临界过损耗线。
图略。
六、1、I B =V BB —U BE詔6讥R bI c 二T B二2.6mAU CE = Vcc j c R c = 2VU O = U CE= 2V。
2、临界饱和时U CES=U BE= 0.7V,所以I B=28.6讥&=V BB一 U BE,45.4小I B七、T1 :恒流区;T2:夹断区;T3:可变电阻区。
习题1.1 (1) A C (2) A ( 3) C ( 4) A1.2不能。
因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系,当端电压为1.3V时管子会因电流过大而烧坏。
..'t1.3 u i和U o的波形如图所示。
1.4 u i和U o的波形如图所示。
1.5 u o的波形如图所示。
1.6I D=( V —U D) /R=2.6mA ,U T/I D = 10Q , l d= U i/r D心 1mA。
1.7(1 )两只稳压管串联时可得 1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。
(2)两只稳压管并联时可得0.7V和6V等两种稳压值。
1.8l ZM = P ZM/U Z = 25mA, R= U Z/I DZ = 0.24 〜〔.2k Q。
1.9(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。