第6章 半导体器件习题与解答.pdf

第 6 章 常用半导体器件习题解答 习 题 A 选择题 6 1 对半导体而言 起正确的说法是 C A P 型半导体中由于多数载流子为空穴 所以它带正电 B N 型半导体中由于多数载流子为只有电子 所以它带负电 C P 型半导体和 N 型半导体本身都不带电 6 2 在题 6 2 图所示的电路中 Uo为 B 题 6 2 图 A 12V B 9 C 6 3 在题 6 3 图所示的电路中 Uo为 其中 忽略二极管的正向压降 B 题 6 3 图 A 4V B 1V C 10V 6 4 在题 6 4 图所示的电路中 稳压二极管 DZ1和 DZ2的稳定电压分别为 5V 和 7V 其正向 压降忽略不计 则 Uo为 A 题 6 4 图 A 5V B 7V C 0V 6 5 在题 6 5 图所示的电路中 稳压二极管 Dz1和 Dz2的稳定电压分别为 5V 和 7V 其正向 压降忽略不计 则 Uo为 A 题 6 5 图 A 5 V B 7 V C 0 V 6 6 在放大电路中 若测得某晶体管三个极的电位分别为 9 V 4 V 3 4 V 则这三个级分别为 A A C B E B C E B C E C B 电工与电子技术 2 6 7 在放大电路中 若测得某晶体管三个极的电位分别为 6 V 2 3 V 2 V 则 2 3 V 那个极为 B A 集电极 B 基极 C 发射极 6 8 在放大电路中 若测得某晶体管三个极的电位分别为 6 V 1 2 V 1 V 则此管为 C A NPN 型硅管 B PNP 型锗管 C NPN 型锗管 6 9 对某电路中一个 NPN 型硅管测试 测得 UBE 0 UBC 0 UCE 0 则此管工作在 B A 放大区 B 饱和区 C 截止区 6 10 对某电路中一个 NPN 型硅管测试 测得 UBE 0 UBC0 则此管工作在 A A 放大区 B 饱和区 C 截止区 6 11 对某电路中一个 NPN 型硅管测试 测得 UBE 0 UBC0 则此管工作在 C A 放大区 B 饱和区 C 截止区 6 12 晶体管的控制方式为 B A 输入电流控制输出电压 B 输入电流控制输出电流 C 输入电压控制输出电压 6 13 场效应管的控制方式为 B A 输入电流控制输出电压 B 输入电压控制输出电压 C 输入电压控制输出电流 B 基本题 6 14 设 D 为理想二极管 在以下三种情况下分别计算题 6 14 图所示电路的电位 UY 1 UA UB 0V 时 2 UA 5V UB 0V 时 3 UA UB 5V 时 题 6 14 图 解 解 此题所考查的是电位的概念以及二极管应用的有关知识 假设图中二极管为理想二极 管 可以看出 A B 两点电位的相对高低影响了 DA和 DB两个二极管的导通与关断 当 A B 两点的电位同时为 0 时 DA 和 DB 两个二极管的阳极和阴极 UY 两端电位 同时为 0V 因此均不能导通 当 UA 5V UB 0V 时 DA 的阳极电位为 5V 阴极电位 为 0 接地 根据二极管的导通条件 DA 此时承受正向电压而导通 一旦 DA 导通 则 UY 0 从而使 DB 承受反向电压 UB 0V 而截止 当 UA UB 5V 时 即 DA 和 DB 的阳极电位为大小相同的高电位 所以两管同时导通 两个 1k 的电阻为并联关系 本题解答如下 1 由于 UA UB 0 DA和 DB均处于截止状态 所以 UY 0 2 由 UA 5V UB 0 可知 DA导通 DB截止 所以 UY KK VK 91 59 V5 4 3 由于 UA UB 5V DA 和 DB同时导通 因此 UY KK VK 1 1 9 59 V 19 90 6 15 在题 6 15 图所示电路中 设 D 为理想二极管 已知输入电压 ui的波形 试画出输出 电压 uo的波形图 第 6 章 常用半导体器件习题解答 3 a b 题 6 15 图 解 解 首先从 b 图可以看出 当二极管D导通时 电阻为零 所 以uo ui 当D截止时 电阻为无穷大 相当于断路 因此uo 5V 即是说 只要判断出D导通与否 就可以判断出输出电压的波形 要判断D是否导通 可以以接地为参考点 电位零点 判断出D 开路时两端电位的高低 从而得知 ui 4V时 D导通 uo ui 与 ui对应的 uo波形如右图所示 6 16 试比较硅稳压管与普通二极管在结构和运用上有何异同 解 解 硅稳压管与普通二极管在结构是一样的 都有一个PN结 引出两个电极 但由于 做PN结的工艺不同 二者在运用中就不相同 硅稳压管可以工作在反向击穿区而普通二极 管就不能工作在反向击穿区 如果外加反向电压小于稳压值时 稳压管可作二极管使用 6 17 二极管电路如题 6 17 图所示 试判断图中的二极管是导通还是截止 并求出电压 Uo 图中二极管均为硅管 正向压降取 0 7V a b c d 题 6 17 图 解 解 假设二极管断开 求二极管的开路电压即偏置电压 如果偏置电压大于0 7V 以上 则二极管导通 否则截止 a 假设D断开 二极管的开路电压即偏置电压为6V 可知D 处于导通状态 Uo 6 0 7 5 3V b 假设D断开 二极管的开路电压即偏置电压为12V 6V 6V 可知D处于导通状态 Uo被钳位在12V 0 7V 11 3V c D1 导通 D2 截止 Uo被钳位在0 7V d D1截止 D2 导通 Uo 0 7V 6 18 在题 6 18 图所示的电路中 ui 10sin t V U 5V 试分别画出输出电压 uo的波形 二极管的正向压降可忽略不计 a b c d 题 6 18 图 电工与电子技术 4 解 解 假设二极管断开 根据二极管的开路电压即偏置电压的正负来判断二极管何时 导通 何时截止 分别分析二极管导通与截止的情况下输出电压值 具体分析过程 a 当ui5V 时 二极管导通 uo 5V b 当ui5V 时 二极管截止 uo 5V c 当ui5V 时 二极管截止 uo ui d 当ui5V 时 二极管导通 uo ui 输出电压 uo 波形如下图 a b c d 6 19 特性完全相同的稳压管 2CW15 UZ 8 2V 接成如题 6 20 图所示的电路 各电路输 出电压 Uo是多少 电流 I 是多少 a b c d 题 6 19 图 解 解 由已知 稳压管的UZ 8 2V 正向压降0 7V 如果两个稳压管串联 Uo 为二者电 压之和 如果并联 因为二极管的钳位作用 Uo 为电压值较低的稳压管的电压 由此可得 a Uo 8 2 0 7 8 9V I 18 8 9 1 5 6 07mA b Uo 8 2 8 2 16 4V I 18 16 4 0 5 3 2mA c Uo 0 7V I 18 0 7 2 8 65mA d Uo 8 2V I 18 8 2 1 9 8mA 6 20 有两个稳压管 DZ1和 DZ2 其稳定电压分别为 5 5V 和 8 5V 正向压降都是 0 5V 如 果要得到 0 5V 3V 6V 9V 和 14V 几种稳定电压 这两个稳压管及限流电阻应如何连接 并画出各个电路图 解 解 a Ui 0 5V b Ui 8 5V c Ui 6V d Ui 9V e Ui 14V 6 21 在题 6 21 图所示电路中 UI 20V R1 450 R2 550 稳压管的稳定电压 UZ 10V 最大稳定电流 IZmax 8A 试求稳压管中通过的电流 IDz 是否超过 IZmax 第 6 章 常用半导体器件习题解答 5 题 6 21 图 解 解 电阻R1 中的电流I1 45 0 1020 R U 1 ZI U 22 2 mA 电阻R2 中的电流I2 55 0 10 R U 2 Z 18 18 mA 稳压二极管中的电流IDz I1 I2 4 02mA IZm 8mA 没有超过最大稳定电流 如果超过 则可以增大电阻R1 或者减小电阻R2 也可以另选稳压二极管 6 22 有两个晶体管分别接在放大电路中 它们管脚的电位 对地 分别见下表 晶体管 1 晶体管 2 管脚 1 2 3 管脚 1 2 3 电位 V 3 3 2 9 电位 V6 2 6 2 试判断管子的三个管脚 并说明是硅管还是锗管 是 NPN 型还是 PNP 型 解 解 因为在放大状态下 NPN型管UE UBUB UC 集电极电位最低 硅管的发射极与基极的电位差 即管压降UBE 约为0 6 0 7V 锗管约为 0 2 0 3V 由此可知 晶体管1 NPN型 锗管 1 E 2 B 3 C 晶体管 2 NPN 型 硅管 1 C 2 B 3 E 6 23 某人检修电子设备时 用测电位的办法 测出管脚 对地电位为 6 2V 管脚 对地 电位为 6V 管脚 对地电位为 9V 如题 6 23 图所示 试判断各管脚所属电极及管子 类型 PNP 或 NPN 题 6 23 图 解 解 分析方法同题6 22 由3个管脚的电位高低判断该管为PNP型 根据管脚 和 两 者的电位差值0 2V 判断应为锗管 硅管应为0 6 0 7V 因为PNP型管VE VB VC 据此可 判定管脚 和 分别为基极和发射极 管脚 为集电极 6 24 两个晶体管的共射极输出特性曲线如题 6 24 图所示 试说明哪个管子的 值大 电工与电子技术 6 a b 题 6 24 图 解 解 该题考查了晶体管输出特性和参数的相关知识 从 a b 两图可以看出 当IB变化相同的值时 a 图中IC变化要更大一些 由 B C I I 可知 a 图管子的 值大 6 25 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 集电极电流超过了ICM 20mA 3 不能正常工作 集电结耗散功率超过了 PCM 6 26 在题 6 26 图所示的各个电路中 试问晶体管工作于何种状态 a b c 题 6 26 图 解 解 计算结果见下表 设uBE 0 6V 表中 ICS为晶体管饱和时的集电极电流 IBS为晶 体管临界饱和状态时的基极电流 判断公式 a 管 b 管 c 管 CS I C R CC v 12mA 8mA IBS CS I 0 24mA 0 2mA IB 6 0 6 50 0 11mA 12 0 6 47 0 24mA uBE 0 状态 IB IBS 放大 IB IBS 饱和 截止 6 27 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 第 6 章 常用半导体器件习题解答 7 解 解 三极管工作在放大工作状态时 发射结正偏 集电结反偏 三极管工作在饱和工作状态时 发射结和集电结均正偏 三极管工作在截止工作状态时 发射线和集电结均反偏 6 28 如题 6 28 图所示的电路是一声光报警电路 在正常情况下 B 端电位为 0V 若前接 装置发生故障时 B 端电位上升到 5V 试分析之 并说明电阻 R1和 R2起何作用 题 6 28 图 解 解 在正常情况下 B端点位为0V 晶体管截止 发光二极管不发光 蜂鸣器不发声 当前接装置发生故障时 B端点位上升到 5V 晶体管饱和导通 蜂鸣器发声 发光二 极管发光 起到声光报警的作用 R1 用来限制流过晶体管基极的电流 R2 用来降压使得发光二极管导通过电压为 2V 左 右并且保证发光二极管能发光所需的工作电流 6 29 在题 6 29 图所示电路中 通过稳压管的电流 IZ等于多少 R 是限流电阻 其值是否合 适 题 6 29 图 解解 5 6 1 1220 Z I mA IZmax 18mA 电阻值合适 C 拓宽题 6 30 电路如题 6 30 图所示 不计二极管导通压降 试求电压 Uo 题 6 30 图 解 解 D1 D2 共阴极接法 D1比 D2的阳极电位高 所以 D1比 D2的优先导通 D1导通 起钳位作用使 D1 D2 的阴极电位为 4V 从而导致 D2的反偏而截止 D3 D4 共阳极接法 D3的阴极电位 2V 比 D4的的阴极电位 4V 低 所以 D3比 D4的优先导通 D3导通起钳位作 用使 D1 D2 的阳极电位即电压 Uo 从而导致 D4的反偏而截止 所以电压 Uo 2V 6 31 如题 6 31 图所示是一个自动关灯电路 例如用于走廊或楼道照明 在晶体管集电 极电路接入 JZC 型直流电磁继电器的线圈 线圈的功率和电压分别为 0 36W 和 6V 晶体管 9013 的电流放大系数 为 200 当将按钮 SB 按一下后 继电器的动合触点闭合 电工与电子技术 8 40 W 220V 的照明灯 EL 点亮 经过一定的时间自动熄灭 1 试说明其工作原理 2 刚将按钮按下时 晶体管工作于何种状态 此时 IC和 IB各位多少 是否为 200 设饱和 时 UCE 0 3 刚饱和时 IBS为多少 此时电容上电压衰减到约多少伏 4 图中与线 圈 并联的二极管 作何用处 题 6 31 图 解 解 1 工作原理 当按下按钮 SB 时 6V 加在电容 C 上 也使得晶体管发射结正 偏基极电流足够大而使晶体管饱和 直流电磁继电器的线圈 KA 通过的电流是晶体管集电 极饱和电流 ICS 其值大于直流电磁继电器 KA 的动作电流而动作 常开触点 KA 闭合照明 灯 EL 亮 松手后 按钮 SB 恢复常开状态 则电容 C 放电 IB按指数规律衰减 晶体管从 饱和状态 经过临界饱和状态变为放大状态 最后 电容 C 放电电压小于正向死区电压 硅 管 0 5V 时晶体管截止 IC从饱和状态到临界饱和状态期间基本维持 ICS不变化 但是变 为放大状态时按正比与 IB按指数规律衰减 当然 IC衰减到直流电磁继电器 KA 的恢复电流 时 直流电磁继电器 KA 恢复原来状态 常开触点 KA 恢复到常开状态 照明灯 EL 熄灭 IB衰减为零时 IC也近似为零 晶体管处于截止状态 2 刚将按钮按下时 晶体管工作于