完整版第6章半导体二极管及其应用电路习题答案.docx
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完整版第6章半导体二极管及其应用电路习题答案
6.1选择正确答案填入空内。
（1）在本征半导体中加入A元素可形成N型半导体，加入C元素可形成P型半导体。
A.五价B.四价C.三价
（2）PN结加正向电压时，空间电荷区将_A_。
A.变窄B.基本不变C.变宽
（3）
设二极管的端电压为Vd，则二极管的电流方程是c—。
解：
截止，导通，2.7V。
（2）在图P6.2（b）所示电路中稳压管2CW5的参数为：
稳定电压Vz12V，最大稳定电流IZmax20mA。
图中电压表中流过的电流忽略不计。
当开关S闭合时，电压表V和电流表A1、A2的读数分别为、、；当开关S断开时，其读数分别
为、、。
解：
12V,12mA,6mA,12V,12mA,0mA。
6.3电路如图P6.3所示，已知Vi=56sincot（v），试画出Vi与vo的波形。
设二极管正向导通电压可忽略不计。
6.4电路如图P6.4所示，已知Vi=5sinot（V），二极管导通电压Vd=0.7V。
试画出电路的传输特性及Vi与VO的波形，并标出幅值。
0.3
（b）
图P6.5
解：
uo的波形如解图P1.2所示。
Wll/Vi
1
0.3
CJ
«i/VJ
1
3
03
O
-
1
1
gQ
1
3.7
——一
I
0
f
解图
P1.2
6.6电路如图P6.6所示，
（1）利用硅二极管恒压降模型求电路的Id和Vo的值；
（2）在室
温（300K）的情况下，利用二极管的小信号模型求Vo的变化范围。
图P6.6
解
（1）求二极管的电流和电压
VCC2vD（1020.7）V3八
ID-CCD38.6103A8.6mA
DR1103
VO2VD20.7V1.4V
（2）求Vo的变化范围
2.4」所示，温度T=300K。
图题2.4.1的小信号模型等效电路如图解
rd土空V3.02
ID8.6mA
当rd1=rd2=rd时，贝V
2rd…
23.02
vo
VCC
d1V
6mV
R
2rd
（100023.02
）
vo的变化范围为
（Vo
vo）~（Vo
vo），即1.406V-
-1.394V。
6.7（有错）
电路如图
P6.7所示，
设二极管是理想的。
（a）画出它的传输特性；（b）若
输入电压VI=vi=20sin3tV，试根据传输特性绘出一周期的输出电压vo的波形。
解（a）画传输特性
0vi>12V时，D1导通，D2截止
vo
12k
6k
-12V
2
3vi
4V
-vi
（6
12）k
（612）k
—10V:
vi;
viw—10V时，
D2导通，D1
截止
12k
6k
2
10
vo
vi
（10）V
-vi
（612）k
（6
12）k
3
3
传输特性如图解
2.413中
a所示。
（b）当vo=vi=20sin3tV时，vo波形如图解2.4.13b所示。
图P6.8
解：
图a：
将D断开，以0点为电位参考点，D的阳极电位为一6V，阴极电位为一12V，故D处于正向偏置而导通，Vao=-6V。
图b:
对Di有阳极电位为0V,阴极电位为一12V，故Di导通，此后使D2的阴极电位为0V,而其阳极为—15V，故D2反偏截止，Vao=0V。
图C：
对Di有阳极电位为12V，阴极电位为0V，对D2有阳极电位为12V，阴极电位为—6V•故D2更易导通，此后使Va=—6V;D1反偏而截止，故Vao=—6V。
6.9二极管电路如图P6.9所示，设输入电压w（t）波形如图b所示，在0vtv5ms的时间间隔内，试绘出Vo（t）的波形，设二极管是理想的。
解VI（t）v6V时，D截止，Vo（t）=6V;VI（t）>6V时，D导通
vo（t）的波形如图P6.9（c）所示
=0
+
（f）
图P6.10
解：
二极管的直流电流
Id=（V—Ud）/R=2.6mA
其动态电阻
rD〜Ut/|d=10Q
故动态电流有效值
Id=Ui/rD~1mA
6.12现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为6V和8V，正向导通电压为0.7V。
试问:
（1）若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？
各为多少？
（2）若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？
各为多少？
解：
（1）两只稳压管串联时可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。
6.13已知稳压管的稳压值Vz=6V，稳定电流的最小值Izmin=5mA。
求图P6.13所示电路中VO1和VO2各为多少伏。
图p6.13
解：
Voi=6V,V02=5V。
6.14已知稳压管的稳定电压Vz=6V，稳定电流的最小值Izmin=5mA，最大功耗PZM=
150mW。
试求图P6.14所示电路中电阻R的取值范围。
解：
稳压管的最大稳定电流
Izm=Pzm/Uz=25mA
电阻R的电流为Izm〜Izmin，所以其取值范围为
RUj—U^0.36〜1.8k
图P6.14
6.15已知图P6.15所示电路中稳压管的稳定电压Uz=6V，最小稳定电流Izmin=5mA，最
大稳定电流Izmax=25mA。
（1）分别计算Ui为10V、15V、35V三种情况下输出电压Uo的值；
（2）若Vi=35V时负载开路，则会出现什么现象？
为什么？
解：
（〔）当U|=10V时，若Uo=Uz=6V，则稳压管的电流为4mA，小于其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。
故
Rl
UoLUi3.33V
RRl
当Ui=15V时，UoLUi5V,没有被击穿。
RRl
Uo=5V
同理，当Ui=35V时，Uo=Uz=6V。
（2）Idz（UiUz）R29mA>Izm=25mA，稳压管将因功耗过大而损坏。
图P6.15
图P6.16
6.16已知稳压二极管Vz=6V,Pz=0.12w,lzmin=2mA，当要求Rl两端电压Vo稳定在6V时,求Rl的变化范围。
若超出这个范围，电路将出现什么情况？
6.17电路如图P6.17（a）、（b）所示，稳压管的稳定电压Vz=3V,R的取值合适，vi的波
形如图（C）所示。
试分别画出VO1和VO2的波形。
解:
Rl300
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