2章-常用半导体器件及应用题解

第二章常用半导体器件及应用一、习题填空1. 半导材料有三个特性，它们是________ 、______ 、_______ 。

2. 在本征半导体中加入______ 元素可形成N型半导体，加入 _____ 元素可形成P型半导体。

3. 二极管的主要特性是______________ 。

4•在常温下，硅二极管的门限电压约为亠，导通后的正向压降约为_V ;锗二极管的门限电压约为V ，导通后的正向压降约为丄。

5. _______________________ 在常温下，发光二极管的正向导通电压约为 _冬,考虑发光二极管的发光亮度和寿命，其工作电流一般控制在mA 。

6. 晶体管（BJT）是一种_____ 控制器件；场效应管是一种________ 控制器件。

7. 晶体管按结构分有______ 和_______ 两种类型。

8. 晶体管按材料分有______ 和_____ 两种类型。

9. NPN和PNP晶体管的主要区别是电压和电流的 ______ 不同。

10. 晶体管实现放大作用的外部条件是发射结_、集电结_。

11. 从晶体管的输出特性曲线来看，它的三个工作区域分别是__________ 、____ 、______ 。

12. 晶体管放大电路有三种组态________ 、________ 、_______ 。

13. 有两个放大倍数相同，输入电阻和输出电阻不同的放大电路A和B,对同一个具有内阻的信号源电压进行放大。

在负载开路的条件下，测得A放大器的输出电压小，这说明A 的输入电阻______ 。

14 . 三极管的交流等效输入电阻随变化。

15 . 共集电极放大电路的输入电阻很，输出电阻很。

16 . 射极跟随器的三个主要特点是、、。

17 . 放大器的静态工作点由它的决定，而放大器的增益、输入电阻、输出电阻等由它的决定。

18 •图解法适合于___________ ，而等效电路法则适合于_______________ 。

19 .在单级共射极放大电路中，如果输入为正弦波，用示波器观察u o和u的波形的相位关系为____ ；当为共集电极电路时，则U o和U i的相位关系为____ 。

20. 在NPN共射极放大电路中，其输出电压的波形底部被削掉，称为__________ 失真，原因是Q点（太高或太低），若输出电压的波形顶部被削掉，称为__________ 失真，原因是Q 点（太高或太低）。

如果其输出电压的波形顶部底都被削掉，原因是_____________________ 。

21. 某三极管处于放大状态，三个电极A、B C的电位分别为9V、2V和，则该三极管属于—型，由 ________ 半导体材料制成。

22. 在题图电路中，某一元件参数变化时，将U EQ 的变化情况（增加；减小；不变）填入相应的空格内。

(1)R）增加U C EQ将⑵R减小时，U C EQ将⑶R c增加时，U C EQ将⑷R增加时，U C EQ将卩增加时（换管子），U EQ将+V cc题图23. _________________________________________________ 为了使结型场效应管正常工作，栅源间PN结必须加_________________________________________ 电压来改变导电沟道的宽度，它的输入电阻比双极性晶体管的输入电阻 _______ 。

24. _____________________________________________ 由于晶体三极管，所以将它称为双极型器件，由于场效应管 __________________________________ ，所以将其称为单极型器件。

25. __________________________________ 对于耗尽型M0管,U Gs可以为。

对于增强型N 沟道MOS管, U Gs只能为 _并且只有当U Gs 时，才能形有i d。

26.场效应管与三极管相比较，其输入电阻、噪声、温度稳定性、放大能力。

27.场效应管放大器常用偏置电路一般有和两种类型。

28.低频跨导g m反映了场效应管对控制能力，其单位为。

解：(1)热敏、光敏、掺杂特性。

(2)五价、三价。

3)单向导电性。

(4)、、、。

(5 )。

(6)电流型、电压型。

(7)NPN、PNP。

(8)锗、硅。

9)极性和方向。

(10)正偏、反偏。

11 )截止区、放大区、饱和区。

(12 )共射极、共基极、共集电极。

(13)小。

(14)静态工作点。

(15)高(大)、低(小)。

(16 )输入与输出同相、电压放大倍数约等于1、输入电阻大且输出电阻小。

(17)直流通路、交流通路。

(18 )分析各点的电流、电压波形和非线性失真情况，一般用于大信号放大电路；适宜于求解动态参数，一般用于小信号放大器分析。

(19)反相、相同。

20)饱和、太高；截止、太低；输入信号过大。

(21)NPN 硅。

(22)增加、增加、减小、不变、减小。

(23)反偏、高。

(24)通过空穴和自由电子两种载流子参与导电，只靠一种载流子(多子)参与导电。

(25)为正为负或者为零；为正；> U Gs(th)。

(26)高、低、好、弱。

(27)自给式、分压式。

(28)U Gs I D、西门子(ms)。

选择题1•二极管加正向电压时，其正向电流是由()。

(A)多数载流子扩散形成(B)多数载流子漂移形成(C)少数载流子漂移形成(D)少数载流子扩散形成2 • PN结反向偏置电压的数值增大，但小于击穿电压时，()。

(A)其反向电流增大(B) 其反向电流减小(C)其反向电流基本不变(D) 其正向电流增大3 •稳压二极管是利用PN结的()。

(A)单向导电性(B) 反偏截止特性(C)电容特性(D) 反向击穿特性4 •变容二极管在电路中使用时，其PN结应()。

(A)正偏(B) 反偏答：1、A 2、C 3、D 4、B写出题图所示各电路的输出电压值。

(设二极管均为理想二极管)解：(a) 3V(b) 0V (c) -3V ( d) 3V。

重复题，设二极管均为恒压降模型，且导通电压U On=。

(a)(b) (c) (d)题图解：(a) (b) 0V (c) ( d) 3V。

.题图中的二极管均为理想二极管，试判断其中二极管的工作状态(是导通还是截止), 并求出U。

题图解：(a)导通、-5V ( b) D与D2均截止、-6V (c) D2导通、D截止、5V。

电路如题图所示，已知u =5sin 3 t(V),，试画出U o的波形，并标出幅值，分别使用二极管理想模型和恒压降模型(U D=。

解：因为输入电压高，应采用理想模型，输出波形如右图。

电路如题图所示，分别用理想二极管和恒压降模型 (U D =计算以下几种情况的 U O 值。

⑴ A=0V ； B=0V ⑵ A=0V ；B=5V⑶A=5V ； B=5V ⑷ A=1V ； B=2V+ID •--- o+DU i R_ U o-I(a)o - +4=1 -------- J ------- pD 垃 D2j£ 2V* 2V=L(b)-o+ U o(b) 理想模型电路如题图(a)所示，u 如图(b)所示，试画出(b)恒压降模型U o 波形。

解:.t2V-2V2.7V-2.7Vt题图解：A 、用理想模型(1) 0V (2) 0 (3) 5V (4) 1VB 用恒压降模型 (1) (2) ( 3) 5V (4)。

电路如题图所示，要求负载 F L 电压U 保持在12V ,负载电流可在已知稳压二极管 I Z =12V> I Zmin =5mA I ZmaX =50mA 试确定 R 取值范围。

•11 i + R---- 41 ---------—* + U i =16VDz ? 5R LU♦ ------------------------------------- A---------- 1——题图L10~40mA 范围内变化。

解：U =U -U L - 4V 。

在负载电流最小时，流过 DZ 电流为最大，此时应最大时，流过D Z 电流为最小，此时应I RL > 45mA ;所以I RL W 60mA 在负载电流4 0.06R 4，即 0.04566.67 R 88.89。

发光二极管驱动电路如题图所示，已知发光二极管的正向导通压降 5~10mA 为使发光二极管正常工作，试确定限流电阻R 的取值范U F =，工作电流为解：二极管工作电流I 尸匚^，故RR 0.01试画出使用共阴极七段数码管显示字符“ 5”的电路连接图。

〜，即3400.005R 680 。

DPgfedcb_GND答：电路如右，R 为限流电阻。

已知放大电路中一只 N 沟道增强型MOS 场效应管三个极①、②、③的电位分别为6V 、9V ,场效应管工作在恒流区。

试说明①、②、③与g 、s 、d 的对应关系。

解：①为s 、②为g 、③为d 。

一个结型场效应管的转移特性曲线如题图所示。

O题图+V cc□RR⑴试判断它是什么沟道的场效应管⑵Uh s(off)、I DSS各为多少答：(1 )为N沟道。

(2) U Gs(off)=、I Dss=4mA已知场效应管的输出特性曲线如题图所示，试画出该管在恒流区(1)下面给出几组三极管处于放大状态的各管脚的电位，试判断晶体管的类型及材料⑴，2V，5V⑵一5V,—, —10V⑶,,8V⑷ 1V , , 10V⑸ 8V ,, 3V解:放大状态下NPN管E、B、C之间的电位关系是V>V B>V E,且U BE~是硅管、U BE(2) 判断题图所示电路中的晶体管，分别处于什么工作状态或是否已损坏L Ds=6V的转移特性曲线。

~是锗管；PNP管E、B C之间的电位关系是V E >V B>V C,且U BE心是硅管、UBE 是锗管。

故(1)分别为B、E、C,且为NPN硅管。

(2)(3)(4)(5)分别为分别为分别为分别为E、E、B、E、E、B、C,C,C且为且为且为且为PNP硅管。

NPN锗管。

题图jD/mA10 2 4 6 8 10 12 U DS/V题图判断题T5V11.5V 2.5V2V TC0V -3V- 2.3V-A1.4V0V 2.3V题图解：第一只为放大状态。

满足发射结正偏、集电结反偏。

第二只为截止状态。

因为发射结零偏置。

第三只为饱和状态。

因为发射结和集电结均正偏。

第四只为截止状态。

因为发射结反偏。

第五只为损坏。

因U BE =2V>>。

（3）判断题图所示电路对正弦信号是否有放大作用如果没有放大作用，则说明原因并改正电路（设电容对交流视为短路）。

解：（a）不能放大，缺少基极正偏电阻，改正如下图（a）。

（b）也不能放大，输入信号被V BB吸收而不能加到发射结上，改正如下图（ b ）。