电工与电子技术基础第4章答案

1、第4章半导体器件习题解答习4.1计算题4.1图所示电路的电位UY。（1）UA=UB=0时。（2）UA=E, UB=0时。（3） UA=UB=E 时。题解：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0,因此均不能导通；当UA=E, UB = 0时，DA的阳极电位为E,阴极电位为0（接地），根据二极管的导通条件，DA此时承受正压而导通，一旦DA导通，则UY 0,从而使DB承受反压（UB=0）而截止；当

2、UA=UB=E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1kQ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；9kQ - E 9 = E； 1kQ + 9kQ 10 18 2 x 9kQ - E = E。（3）由于 UA=UB=E, DA 和 DB 同时导通，因此 UY= 2 x 9kQ + 1kQ 19（2）由UA=E, UB = 0可知，DA导通，DB截止，所以UY= 4.2在题4.2图所示电 路中，设VD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。 题4.1图题4.2图解：此题

3、的考查点为二极管的伏安特性以及电路的基本知识。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 第4章半导体器件习题解答阻为无穷大，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 两端电位的高低，从而得知是否导通。uo与ui的波形对比如右图所示：4.3 同？试比较硅稳压管与普通二极管在结构和运用上有何异答：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

4、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。4.4 二极管电路如题4.4图所示，试判断图中的二极管是导通还是截止，并求出A、O两点 间的电压UO。图中二极管均为硅管，正向压降取0.7V。题4.4图解：解题思路：假设二极管断开，取O点为参考点，判断二极管的阳极点和阴极点电位高 低，如果阳极电位高于阴极电位0.7V以上，则二极管导通，否则截止。（a）假设VD断 开，因其阳极点电位（6V）高于阴极点电位（0V），可知VD处于导通 状态,UO=6-0.7=5.3V；（b） VD1 导通，VD2 截止，UO 被钳位在 0.7V； （c） VD 导通，UO=12-0.7=

5、11.3V； （d） VD1, VD2均截止，UO=-6V 4.5在题4.5图所示的电路中，ui = 10sin st V , E=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。第4章半导体器件习题解答解：解题方法：1.判断二极管导通与截止条件。假设二极管断开，根据二极管两端电位高低 判断二极管何时导通，何时截止。2.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； TOC o 1-5 h z （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=

6、ui。输出电压uo波形如下图： uo/V 5 0 -10（a）（b）uo/V 10 5 0 3t 3t（c）（d）4.6在题4.5图所示的电路中，ui = 10sin t V，E=2V，试分别画出输出电压uO的波形。 二极管的正向压降仍可忽略不计。解：参考题4.54.7特性完全相同的稳压管2CW15, UZ=8.2V，接成如题4.7图所示的电路，各电路输 出电压UO是多少？电流I是多少？（硅稳压管的正向压降取0.7V）。题4.5图第4章半导体器件习题解答题4.7图解：由已知，稳压管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

7、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）/15004.07mA （b）UO=8.2+8.2=16.4V，I=（ 18-16.4） /500=3.2mA（c）UO=0.7V，I=（18-0.7）/2000=8.65mA（d） 4.8UO=8.2V，I=（18-8.2）/1000=9.8mA有两个稳压管VDZ1和VDZ2，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、和14V几种稳定电压，3V 6V 9V这两个稳压管及限流电阻应 如何连接？请画出各个电路图。解：参考题4.7。4.9在题4.9图所示电路中，E

8、=20V，R1=900Q，R2=1100Q。稳压管的稳定电压UZ=10V， 最大稳定电流IZM=8A。试求稳压管中通过的电流IZ是否超过IZM？如果超过，应如何 解决？题4.9图解：电阻R1中的电流I1 =电阻R2中的电流I 2 =E - U Z 20 - 10 = = 11.1 （mA） ； 900 R1UZ = 9.09 （mA） ； R2 稳压二极管中的电流 I Z = I1 - I 2 = 2.01mA I ZM = 8mA，没有超 过最大值；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。4.10有两个晶体管分别接在电路中，它们管脚的电位（对地）分别如下表所示：

9、 晶体管1管脚 电位/V 1 3 2 3.2 3 9管脚 电位/V 1 -6晶体管2 2 -2.6 3 -2 试判断管子的三个管脚，并说明是硅管还是错管？是NPN型还是PNP型？ 第4章半导体器件习题解答解：因为NPN型管UEUBUBUC,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,错管约为0.2-0.3V, 由此 可知：晶体管1： NPN型，错管，1E，2B，3C；晶体管2： PNP型， 硅管，1C，2B，3E。4.11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4.11图所示。试

10、判断各管脚所属电极及管子 类型。(PNP或NPN)解：分析方法同题4.10，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判断应为错管(硅管应为0.6-0.7V)，因为PNP 型管UEUBUC,据此可判定管脚和分别为基极和发射极，管脚为集电极。4.12两 个晶体管的共射极输出特性曲线如题4.12图所示。试说明哪个管子的P值大？哪个管子 的热稳定性好？题4.11图题4.12图解：该题考查了晶体管输出特性和参数的相关知识。(a)由从(a)(b)两图可以看出： IB变化相同的值时，图中IC变化要更大一些，P =当可知(a)图管子的0值大，热 稳定性差，而(b)图由于0值小

11、，热稳定性较好。I C AI B4.13一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？ (1) UCE =3V，IC =10mA； 2) UCE =2V，IC =40mA； 3) UCE =6V，IC =20mA。(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。4.14在题4.14图所示的各个电路中，试问晶体管工作于何种状态？解：计算结果见下 表，设UBE=0.6V。表中，I C (sat )为晶体管饱和时的集电极电流，I B为晶体 管临界饱和状态时的基极电流。第4

12、章半导体器件习题解答判断公式 TOC o 1-5 h z 管管管I C ( sat )-U CC RC12mA 0.24mA(6-0.6) /50=0.11mA8 mA 0.2mA(12-0.6) /47=0.24mAIB =I C (sat )UBE00IB状态f I B I B，饱和 截止4.15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 结具有的特点。解：三极管工作在放大工作状态时，集电结反偏，发射结下偏。三极管工作在饱和工作状 态时，发射线和集电结均正偏。三极管工作在截止工作状态时，发射线和集电结均反偏。 4.16题4.16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