模拟电子线路习题习题答案
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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 cm
3,所以可得多子自由浓度为
0n
DN
=21410cm
3
少子空穴浓度
0p=02nni=125.1610cm
3
该半导体为N型。 (2)因为DANN=14101cm3>>in
,所以多子空穴浓度
0p
14101cm
3
少子电子浓度
0n=02pni=25.2610cm
3
该半导体为P型。 (3)因为AN=DN
,所以
0p= 0n= in=5.11010cm
3
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 cm
3
空穴浓度
0p=
0
2
nn
i=142101099)105.1(=2.27104(cm3)
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=A
100
7.06=53mA
(2) DR=AV310537.0=13.2
Dr=
DT
I
U=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?
+ 6V D
R
100
图1.3 (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)100LR
E
ImA
(2)94L)on(DRUEImA
(3)378.RRUEIDL)on(D
mA
(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
D 题图1.4 10V
+
E RL
100 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。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。
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)40030iZZL
UUVRIImA
式中,因maxLR,所以minLI=0,221.02020maxiU
V
minmaxminmax(1810)457(512.5)iZZL
UUVRIImA
R ZD L
R
OU
+ _ iU +
_ 题图1.11
+ 式中 5.12800
10
maxLImA,)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 6.1181210001210ZLZZorR
r
UU9(mV)
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。
0.7V 8V 0V
(a)
-0.7V -8V 0V
(b)
4V 1V 3.7V
(c)
4V 4.3V 9V
(d) 题图2.1 解: 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
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):
-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