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第第 4 章 常用半导体器件复习练习题 章 常用半导体器件复习练习题 基本概念 基本概念 了解半导体基本知识和 PN 结的形成及其单向导电性 掌握二极管的伏安特性以及单向 导电性特点 理解二极管的主要参数及意义 掌握二极管电路符号 理解硅稳压管的结构和主要参数 掌握稳压管的电路符号 了解三极管的基本结构和电流放大作用 理解三极管的特性曲线及工作在放大 区 饱和区和截止区特点 理解三极管的主要参数 掌握 NPN 型和 PNP 型三极管的电路符号 分析依据和方法 分析依据和方法 二极管承受正向电压 正偏 二极管导通 承受反向电压 反偏 二极管截止 稳压管在限流电阻作用下承受反向击穿电流时 稳压管两端电压稳定不变 施加反向电压大于稳定 电压 否者 稳压管反向截止 若稳压管承受正向电压 稳压管导通 与二极管相同 理想二极管和理想稳压管 作理想化处理即正向导通电压为零 反向截止电阻无穷大 三极管工作在放大区 发射结承受正偏电压 集电结承受反偏电压 三极管工作在饱和区 发射结承受正偏电压 集电结承受正偏电压 三极管工作在截止区 发射结承受反偏电压 集电结承受反偏电压 难点难点 含二极管和稳压管电路分析 三极管三种工作状态判断以及三极管类型 极性和材料的判断 一 填空题一 填空题 1 本征半导体中价电子挣脱共价键的束缚成为 留下一个空位称为 它们分别带负 电和正电 称为载流子 自由电子 空穴 2 在本征半导体中掺微量的五价元素 就称为 N 型半导体 其多数载流子是 少数载流子 是 它主要依靠多数载流子导电 自由电子 空穴 3 在本征半导体中掺微量的三价元素 就称为 P 型半导体 其多数载流子是 少数载流子 是 它主要依靠多数载流子导电 空穴 自由电子 4 PN 结加 时 有较大的电流通过 其电阻较小 加 时处于截止状态 这就是 PN 结的单向导电性 正向电压 反向电压 5 在半导体二极管中 与 P 区相连的电极称为正极或 与 N 区相连的电极称为负极 或 阳极 阴极 6 晶体管工作在截止区的条件是 发射结 反向 偏置 集电结 反向 偏置 7 晶体管工作在放大区的条件是 发射结 正向 偏置 集电结 反向 偏置 8 晶体管工作在饱和区的条件是 发射结 正向 偏置 集电结 正向 偏置 9 三极管 IB IC IE之间的关系式是 IE IB IC IC IB的比值叫 IC IB的比 值叫 直流电流放大系数 交流电流放大系数 10 在电子技术中三极管的主要作用是 具有电流放大作用 和开关作用 11 若给三极管发射结施加反向电压 可使三极管处于可靠的 状态 截止 12 已知某 PNP 型三极管处于放大状态 测得其三个电极的电位分别为 9V 6V 和 6 2V 则三个 电极分别为 和 集电极 发射极 基极 13 已知某 NPN 型三极管处于放大状态 测得其三个电极的电位分别为 9V 6 2V 和 6V 则三个 电极分别为 和 集电极 基极 发射极 14 N 型半导体中 是多数载流子 是少数载流子 自由电子 空穴 15 P 型半导体中 是多数载流子 是少数载流子 空穴 自由电子 16 给半导体 PN 结加正向电压时 电源的正极应接半导体的 区 电源的负极通过电阻接半 导体的 区 P N 17 给半导体 PN 结加反向电压时 电源的正极应接半导体的 区 电源的负极通过电阻接半 导体的 区 N P 18 半导体三极管具有放大作用的外部条件是发射结 集电结 正向偏置 反向偏置 19 二极管的反向漏电流越小 二极管的单向导电性能就 越好 20 半导体三极管是具有二个 PN 结即 和 发射结 集电结 二 计算题二 计算题 1 1 如图所示电路 输入端 A 的电位UA 3V B点的电位UB 0V 电阻R接电源电压为 15V 求输出 端F的电位UF 解 解 因为 DA和 DB为共阴极连接 A B 两端为它们的阳极 因此UA UB中的高电位对应的管子将会优 先导通 由UA UB可知 DA将会优先导通 如果 DA为硅二极管 其正向压降为 0V 则此时UF 3V 当 DA导 通后 DB因承受反向电压而截止 在此处 DA起的就是钳位作用 把 F 端的电位钳置在 3V DB起隔离作用 把输入端 B 和输出端 F 隔 离开 2 2 有两只晶体管 一只的 200 ICEO 200 A 另一只的 100 ICEO 10 A 其它参数大致相 同 你认为应选用哪只管子 为什么 解 解 选用 100 ICBO 10 A 的管子 因其 适中 ICEO较小 因而温度稳定性较另一只管子好 3 3 已知两只晶体管的电流放大系数 分别为 50 和 100 现测得放大电路中这两只管子两个电极的电 流如图所示 分别求另一电极的电流 标出其实际方向 并在圆圈中画出管子 解 解 答案如解图所示 正确一个 5 分 扣分原则 电流标错各扣 2 分 三个极画错各扣 2 分 发射 极标错扣 1 分 4 4 测得放大电路中三只晶体管的直流电位如图所示 在圆圈中画出管子 并分别说明它们是硅管还 是锗管 解 解 晶体管三个极分别为上 中 下管脚 答案如下表所示 管号 T1 T2 T3 上 e c e 中 b b b 下 c e c 管型 PNP NPN NPN 材料 Si Si Si 5 测得放大电路中三只晶体管的直流电位如图所示 在圆圈中画出管子 并分别说明它们是硅管还 是锗管 解 解 晶体管三个极分别为上 中 下管脚 答案如下表所示 15 分 错一个扣 1 分 管号 T1 T2 T3 上 b c b 中 e e e 下 c b c 管型 PNP PNP NPN 材料 Ge Ge Ge 6 如图所示 试求UAB 并说明二极管的作用 解 取 B 点作参考点 断开二极管 分析二极管阳极和阴极的电位 U阳 6 V U阴 12 V U阳 U阴 二极管导通 若忽略管压降 二极管可看作短路 UAB 6V 否则 UAB 低于 6V 一个管压降 为 6 3 或 6 7V 在这里 二极管起钳位作用 7 7 求 UAB 并说明 D1 D2 的作用 解 两个二极管的阴极接在一起 取 B 点作参考点 断开二极管 分析二极管阳极和阴极的电位 U1 阳 6 V U2 阳 0 V U1 阴 U2 阴 12 V UD1 6V 1 分 UD2 12V UD2 UD1 D2 优先导通 D1截止 若忽略管压降 二极管可看作短路 UAB 0 V 流过 D2 的电流为 D1承受反向电压为 6 V 在这里 D2 起钳位作用 D1起隔离作用 8 已知 二极管是理想的 试画出 uo 波形 解 ui 8V 二极管导通 可看作短路 uo 8V ui i uV 时 D 导通 io uu 5 i u V 时 D 截止 5 o uV uo与ui的波形对比如右图所示 11 一晶体管的极限参数为PCM 100mW ICM 20mA U BR CEO 15V 试问在下列情况下 哪种是正常 工作 UCE 3V IC 10mA UCE 2V IC 40mA UCE 6V IC 20mA 解 解 1 能正常工作 2 不能正常工作 集电极电流太大 3 不能正常工作 其积大于集电结耗散功率 12 试总结晶体三极管分别工作在放大 饱和 截止三种工作状态时 三极管中的两个 PN 结所具有 的特点 解 解 三极管工作在放大工作状态时 集电结反偏 发射结正偏 三极管工作在饱和工作状态时 发射线和集电结均正偏 3 分 三极管工作在截止工作状态时 发射线和集电结均反偏 3 分 13 稳压二极管技术数据为 稳压值UZ 10V Izmax 12mA Izmin 2mA 负载电阻RL 2k 输入电压ui 12V 限流电阻R 200 若负载电阻变化范围为 1 5 k 4 k 是否还能稳压 解 UZ 10V ui 12V R 200 Izmax 12mA Izmin 2mA RL 2k 1 5 k 4 k iL uo RL UZ RL 10 2 5 mA i ui UZ R 12 10 0 2 10 mA iZ i iL 10 5 5 mA RL 1 5 k iL 10 1 5 6 7 mA iZ 10 6 7 3 3 mA RL 4 k iL 10 4 2 5 mA iZ 10 2 5 7 5 mA 负载变化 但iZ仍在 12mA 和 2mA 之间 所以稳压管仍能起稳压作用 14 50 USC 12V RB 70k RC 6k 当USB 2V 2V 5V 时 晶体管的静态工作点 Q 位于 哪个区 解 USB 2V IB 0 IC 0 Q 位于截止区 USB 2V IB USB UBE RB 2 0 7 70 0 019 mA IC IB 50 0 019 0 95 mA ICS 2 mA Q 位于饱和区 实际上 此时IC和IB 已不是 的关系 15 图中通过稳压管电流IM等于多数 R值是否合适 解 16 测得某一晶体管的IB 10 A IC 1mA 能否确定它的电流放大系数 什么情况下可以 什么情况 下不可以 答 不可以 1 分 放大情况下可以 2 分 饱和情况下不可以 2 分 17 在如图所示的电路中 设 D 为理想二极管 已知输入电压ui的波形如图 试经分析后 画