模拟电子线路习题习题答案解析
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专业资料 值得拥有 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
0nDN=21410cm3
少子空穴浓度
0p=02nni=125.1610cm3
该半导体为N型。
(2)因为DANN=14101cm3>>in,所以多子空穴浓度
0p14101cm3
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=10161014=991014(cm3)>>in,所以,多子自由电子浓度
0n=991410 cm3
空穴浓度
0p=02nni=142101099)105.1(=2.27104(cm3) WORD格式整理
专业资料 值得拥有 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)100LREImA D
题图1.4 10V +
E RL
100 +
6V D R
100
图1.3 WORD格式整理
专业资料 值得拥有 (2)94L)on(DRUEImA
(3)378.RRUEIDL)on(DmA
(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。WORD格式整理
专业资料 值得拥有 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。 WORD格式整理
专业资料 值得拥有
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(20iUV,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WORD格式整理
专业资料 值得拥有 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=0,221.02020maxiUV
minmaxminmax(1810)457(512.5)iZZLUUVRIImA
式中 5.1280010maxLImA,)1.02020(miniUV=18V
选择R应满足:400
(2) 当250LR时,4025010LImA。
当ZI达到最大时 ,17101.0)4030()(maxmaxZLZiURIIU(V)
当ZI为minZI时,5.14101.0)405()(minminZLZiURIIU(V)
即iV的变化范围是14.5~17V。
(3)当LR时,oU=10V。
当kRL1时,oU=10V8814.9100012100010LZLRrR(V)
6.118108814.9oU(mV)
或
6.1181210001210ZLZZorRrUU9(mV) R
ZD LROU +
_ iU +
_
题图1.11 + WORD格式整理
专业资料 值得拥有 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 WORD格式整理
专业资料 值得拥有 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.UBEV(正偏),74.UCEV(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 WORD格式整理
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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:0,502Q
(2)。mWPVUCMCEOBR330,40)( N )(xnp
0bn1xxO
(d) P N N )(xnp
0bn1xxO
(c) P N
题图2.4