下载文档原格式
模拟电子技术第1章半导体二极管及其基本应用1．1 填空题1．半导体中有空穴和自由电子两种载流子参与导电。
2．本征半导体中，若掺入微量的五价元素，则形成 N 型半导体，其多数载流子是电子；若掺入微量的三价元素，则形成 P 型半导体，其多数载流子是空穴。
3．PN结在正偏时导通反偏时截止，这种特性称为单向导电性。
4．当温度升高时，二极管的反向饱和电流将增大，正向压降将减小。
5．整流电路是利用二极管的单向导电性，将交流电变为单向脉动的直流电。
稳压二极管是利用二极管的反向击穿特性实现稳压的。
6．发光二极管是一种通以正向电流就会发光的二极管。
7．光电二极管能将光信号转变为电信号，它工作时需加反向偏置电压。
8．测得某二极管的正向电流为1 mA，正向压降为0.65 V，该二极管的直流电阻等于 650 Ω，交流电阻等于 26 Ω。
1．2 单选题1．杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于( C )。
A．温度 B．掺杂工艺 C．掺杂浓度 D．晶格缺陷2．PN结形成后，空间电荷区由( D )构成。
A．价电子 B．自由电子 C．空穴 D．杂质离子3．硅二极管的反向电流很小，其大小随反向电压的增大而( B )。
A．减小 B．基本不变 C．增大4．流过二极管的正向电流增大，其直流电阻将( C )。
A．增大 B．基本不变 C．减小5．变容二极管在电路中主要用作( D )。
、A．整流 B．稳压 C．发光 D．可变电容器1．3 是非题1．在N型半导体中如果掺人足够量的三价元素，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。
( × )3．二极管在工作电流大于最大整流电流IF时会损坏。
( × )4．只要稳压二极管两端加反向电压就能起稳压作用。
( × )1．4 分析计算题1．电路如图T1．1所示，设二极管的导通电压UD(on)=0.7V，试写出各电路的输出电压Uo值。
2011-2012（2）《模拟电子技术基础》总复习一. 二极管及其应用（一）二极管的符号及伏安特性曲线：（二）二极管的特性：单向导电性（三）二极管的模型：重点掌握理想模型和恒压降模型（四）典型习题1. 电路如图所示，已知u i =10sinωt（V），二极管的正向导通电压和反向电流可忽略不计，试分析二极管的状态，并画出输出u i与u o的波形。
（a）（b）（c）2. 设二极管是理想的，试判断下图中各二极管是否导通，并求出电路的输出电压U o。
（a）（b）3.电路如图所示，已知u i =8sinωt（V），二极管的正向导通电压U D=0.7V，试分析二极管的状态，画出输出u i与u o的波形，并标出幅值。
（a）（b）（c）4. 电路如图所示，已知二极管的正向导通电压和反向电流可忽略不计，试分析二极管D1和D2的状态，并求出输出电压U o。
（a）（b）二. 三极管及场效应管的应用（一）三极管的符号及伏安特性曲线：i B =f (u BE )∣u CE =const i C =f (u CE )∣i B =const此为NPN 管共射极放大电路的特性曲线，PNP 管的特性曲线（二）三极管的电流控制作用：B C i i β=（三）三极管放大电路的直流通路和交流通路：（四）三极管的交流等效电路：（五）三极管放大电路的组态（六）放大电路的分析方法交流等效电路法：利用三极管的交流等效模型求解A us 、A u 、R i 、R o 。
图解法：利用三极管的输入和输出特性曲线以及放大电路的输入和输出回路负载线，采用作图的方式确定一个Q 点。
（七）放大电路的非线性失真饱和失真：工作点位于饱和区截止失真：工作点位于截止区注意：图为NPN 管共射极放大电路出现的饱和失真和截止失真，PNP 管的失真现象正好与NPN 管相反。
（八）放大电路静态工作点稳定问题Q 点不合适， 的波形要失真；，A u 与I B 有关。
在电路中引入直流负反馈。
精心整理模拟电子技术第1章半导体二极管及其基本应用1．1填空题1．半导体中有空穴和自由电子两种载流子参与导电。
2．本征半导体中，若掺入微量的五价元素，则形成N型半导体，其多数载流子是电子；若掺入微量的三价元素，则形成P型半导体，其多数载流子是空穴。
3．PN结在正偏时导通反偏时截止，这种特性称为单向导电性。
456781．1A2．A3A4A5A1．12341．1值。
解：(a)二极管正向导通，所以输出电压U＝(6—0.7)V＝5.3V。
(b)令二极管断开，可得UP ＝6V、UN＝10V，UP<UN，所以二极管反向偏压而截止，U＝10V。
(c)令V1、V2均断开，UN1＝0V、UN2＝6V、UP＝10V，UP—UN1>Up—UN2，故V1优先导通后，V2截止，所以输出电压U＝0.7V。
2．电路如图T1．2所示，二极管具有理想特性，已知ui＝(sinωt)V，试对应画出ui 、u、iD的波形。
解：输入电压ui 为正半周时，二极管正偏导通，所以二极管两端压降为零，即u＝0，而流过二极管的电流iD ＝ui／R，为半波正弦波，其最大值IDm＝10V／1kΩ＝10mA；当ui为负半周时，二极管反偏截止，iD ＝0，u＝ui为半波正弦波。
因此可画出电压u电流iD的波形如图(b)所示。
3．稳压二极管电路如图T1．3所示，已知UZ ＝5V，IZ＝5mA，电压表中流过的电流忽略不计。
试求当开关s断开和闭合时，电压表和电流表、读数分别为多大?解：当开关S断开，R2支路不通，IA2＝0，此时R1与稳压二极管V相串联，因此由图可得可见稳定二极管处于稳压状态，所以电压表的读数为5V。
当开关S闭合，令稳压二极管开路，可求得R2两端压降为故稳压二极管不能被反向击穿而处于反向截止状态，因此，R1、R2构成串联电路，电流表A1、A2的读数相同，即而电压表的读数，即R2两端压降为3.6V。
第2章半导体三极管及其基本应用2．1填空题12种载流子参与导电。
第1章 半导体二极管及其应用试确定图（a ）、（b ）所示电路中二极管D 是处于正偏还是反偏状态，并计算A 、B 、C 、D 各点的电位。
设二极管的正向导通压降V D(on) ＝。
解：如图E1.1所示，断开二极管，利用电位计算的方法，计算二极管开始工作前的外加电压，将电路中的二极管用恒压降模型等效，有（a ）V D1＇＝（12－0）V ＝12V ＞0.7V ，D 1正偏导通，)7.02.22.28.17.012(A +⨯+-=VV B ＝V A －V D(on)）V ＝6. 215V（b ）V D2＇＝（0－12）V ＝－12V ＜0.7V ，D 2反偏截止，有V C ＝12V ，V D ＝0V二极管电路如图所示，设二极管的正向导通压降V D(on) ＝，试确定各电路中二极管D 的工作状态，并计算电路的输出电压V O 。
解：如图E1.2所示，将电路中连接的二极管开路，计算二极管的端电压，有 （a ）V D1＇＝[－9－（－12）]V ＝3V ＞0.7V ，D 1正偏导通V O1（b ）V D2＇＝[－3－（－29）]V ＝1.5V ＞0.7V ，D 2正偏导通V O2图E1.2（c）V D3＇＝9V＞0.7V，V D4＇＝[9－（－6）]V＝15V＞0.7V，V D4＇＞V D3＇，D4首先导通。
D4导通后，V D3＇＇＝（0.7－6）V＝－5.3V＜，D3反偏截止，V O3。
二极管电路如图所示，设二极管是理想的，输入信号v i=10sinωt V，试画出输出信号v O的波形。
图E1.3解：如图E1.3所示电路，二极管的工作状态取决于电路中的输入信号v i的变化。
（a）当v i＜0时，D1反偏截止，v O1＝0；当v i＞0时，D1正偏导通，v O1＝v i。
（b）当v i＜0时，D2反偏截止，v O2＝v i；当v i＞0时，D2正偏导通，v O2＝0。
（c）当v i＜0时，D3正偏导通，v O3＝v i；当v i＞0时，D3反偏截止，v O3＝0。
实验五二极管及三极管电路
一、实验目的
1、掌握二极管正向特性和反向特性的测试
2、掌握二极管的线性模型电路
3、掌握三极管的特性测试
二、实验设备与软件
安装好Multisim软件的PC机一台
三、实验原理
1、二极管的正向特性和反向特性
2、二极管的线性模型
3、三极管的输出特性
四、实验结果
1、二极管参数测试
1）二极管正向特性测试电路
2）二极管正向特性仿真测试数据
3）二极管反向特性测试电路
4）二极管发向特性仿真测试数据
2、二极管电路分析仿真
1）二极管实验电路
2）二极管双向限幅电路
3）二极管双向限幅电路的输出电压波形。
模拟电路二极管应用在现代电子技术中，二极管是一种最基本的电子元件，具有众多应用。
它在模拟电路中扮演着重要的角色，本文将介绍二极管的基本原理和几种常见的应用。
一、二极管的基本原理二极管由两个半导体材料组成，其中一个材料是N型半导体，另一个是P型半导体，它们通过P-N结相接而成。
在二极管中，P型半导体中的电子会从高浓度区域流向N型半导体中的低浓度区域，形成电流流动的路径。
二极管的基本特性是其正向导通和反向截止。
当二极管的正向电压超过其正向电阻压降（一般为0.6-0.7V），二极管会导通，电流可以流过。
而当反向电压作用于二极管时，由于P-N结的结电容效应，二极管阻止电流通过。
二、二极管应用之整流电路在实际应用中，我们经常会使用二极管进行整流。
整流电路可以将交流信号转换为直流信号。
具体来说，当正弦交流信号作用于二极管时，二极管的正半周部分导通，负半周部分截止。
这样，通过一个二极管的电流就只能在一个方向上流动，从而实现了交流到直流的转换。
三、二极管应用之稳压电路二极管还可以被用于稳压电路中。
在一个简单的稳压电路中，将一个二极管与一个负载电阻和电压源相连。
当电源电压发生变化时，二极管的导通电压也会发生改变。
当电源电压增加时，二极管正向电压增加，导致二极管导通电流增大，反之则减小。
通过这种调节作用，稳压电路可以保持负载电阻上的电压稳定。
四、二极管应用之信号限制电路二极管还可以用于信号限制电路，以限制信号的幅度范围。
在一个简单的信号限制电路中，一个二极管与一个电阻组成。
在正向偏置电压下，信号的正部分会通过二极管导通，而负部分则被截止。
这样，信号的幅度就被限制在二极管的导通电压范围内。
五、二极管应用之温度测量电路二极管还可以用于温度测量电路中，因为二极管的导通特性与温度密切相关。
二极管的导通压降随温度变化而变化，这可以被用于测量环境的温度。
通过电压-温度的关系曲线，可以精确地计算出环境的温度。
总结：二极管在模拟电路中应用非常广泛，从整流到稳压，再到信号限制和温度测量，二极管的重要性不可低估。
二极管功能种类及应用二极管是一种电子器件，具有单向导电性能。
它由P型半导体和N 型半导体组成，其中P型半导体具有多余的正电荷，N型半导体具有多余的负电荷。
在二极管中，P-N结是最重要的部分，它决定了二极管的性能。
二极管有许多不同的功能和种类，下面将介绍其中一些常见的二极管及其应用。
1. 整流二极管：整流二极管也称为稳压二极管或信号二极管，是最常见的二极管之一。
它的主要功能是将交流信号转换为直流信号。
当正向电压施加在整流二极管上时，电流可以流过，而当反向电压施加在整流二极管上时，电流几乎不会通过。
这种特性使得整流二极管在电路中用于整流和稳压。
2. 稳压二极管：稳压二极管是一种特殊的二极管，它具有稳定电平的特性。
当电压低于指定值时，稳压二极管会自动开始导通，将电流引导到负载上，从而使电压保持在稳定水平。
这使得稳压二极管广泛应用于电源电路中，以稳定输出电压。
3. 功率二极管：功率二极管是一种具有高电流和高压的二极管。
它能够承受更大的功率和电流，适用于高功率电路和开关电源中。
功率二极管通常具有较大的封装，以便散热和保护。
4. 发光二极管（LED）：发光二极管是一种能够将电能转化为可见光的二极管。
LED具有高效率、长寿命和低功耗的特点，广泛应用于照明、显示和指示灯等领域。
不同的材料和掺杂可以产生不同颜色的LED，包括红色、绿色、蓝色等。
5. 齐纳二极管：齐纳二极管是一种具有可变电容的二极管。
当电压施加在齐纳二极管上时，它的电容会随着电压的变化而改变。
这种特性使得齐纳二极管在调谐电路和滤波电路中得到广泛应用。
6. 可控硅二极管（SCR）：可控硅二极管是一种具有控制性能的二极管。
它可以在一定条件下被触发，使电流流过。
SCR广泛应用于电力电子设备中，如调光器、电机控制和电压调整等。
7. 肖特基二极管：肖特基二极管是一种具有快速开关特性和低反向电流的二极管。
它的开关速度比普通二极管快得多，反向电流很小。
肖特基二极管适用于高频电路和高速开关电路。
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。
模拟电子技术主编第1章半导体二极管及其基本应用1.1.1 半导体的基础知识本证半导体1.定义：纯净的单晶半导体称为本征半导体。
2.本征半导体的原子结构及共价键：共价键内的两个电子由相邻的原子各用一个价电子组成，称为束缚电子。
3.本征激发和两种载流子：——自由电子和空穴受温度的影响，束缚电子脱离共价键成为自由电子，在原来的位置留有一个空位，称此空位为空穴。
在本征半导体中，自由电子和空穴成对出现，数目相同。
复合现象：空穴出现以后，邻近的束缚电子可能获取足够的能量来填补这个空穴，而在这个束缚电子的位置又出现一个新的空位，另一个束缚电子又会填补这个新的空位，这样就形成束缚电子填补空穴的运动。
为了区别自由电子的运动，称此束缚电子填补空穴的运动为空穴运动。
4. 结论(1）半导体中存在两种载流子，一种是带负电的自由电子，另一种是带正电的空穴，它们都可以运载电荷形成电流。
（2）本征半导体中，自由电子和空穴相伴产生,数目相同。
（3）一定温度下，本征半导体中电子空穴对的产生与复合相对平衡，电子空穴对的数目相对稳定。
（4）温度升高，激发的电子空穴对数目增加，半导体的导电能力增强。
这是半导体和导体在导电机制的本质差异。
另一方面，空穴的出现是半导体导电区别导体导电的一个主要特征。
杂质半导体1.定义：为了提高半导体的导电能力可在本征半导体中掺入微量杂质元素，该半导体称为杂质半导体。
2.半导体分类在本征半导体中有意识加入微量的三价元素或五价元素等杂质原子，可使其导电性能显著改变。
根据掺入杂质的性质不同，杂质半导体分为两类：电子型（N 型）半导体和空穴型（P 型）半导体。
（1）N 型半导体在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量的五价元素，如磷（P）、砷（As）等，则构成N 型半导体。
五价的元素具有五个价电子，它们进入由硅（或锗）组成的半导体晶体中，五价的原子取代四价的硅（或锗）原子，在与相邻的硅（或锗）原子组成共价键时，因为多一个价电子不受共价键的束缚，很容易成为自由电子，于是半导体中自由电子的数目大量增加。
