第一章 常用晶体管.docx

1、第一章 常用晶体管第 一 章 常 用 半 导 体 器 件自 测 题一 、判 断 下 列 说 法 是 否 正 确 ，用“ ”和“ u8221X表 示 判 断 结 果 填 入 空 内 。（ 1） 在 N 型 半 导 体 中 如 果 掺 入 足 够 量 的 三 价 元 素 ， 可 将 其 改 型 为 P 型半 导 体 。（ ）（ 2 ） 因 为 N 型 半 导 体 的 多 子 是 自 由 电 子 ， 所 以 它 带 负 电 。（ ）（ 3 ） PN 结 在 无 光 照 、 无 外 加 电 压 时 ， 结 电 流 为 零 。（ ）（ 4） 处 于 放 大 状 态 的 晶 体 管 ， 集 电 极 电 流

2、 是 多 子 漂 移 运 动 形 成 的 。（ ）（ 5 ） 结 型 场 效 应 管 外 加 的 栅 - 源 电 压 应 使 栅 - 源 间 的 耗 尽 层 承 受 反 向 电压 ， 才 能 保 证 其 RG S大 的 特 点 。（ ）（ 6）若 耗 尽 型 N 沟 道 MOS 管 的 UG S大 于 零 ，则 其 输 入 电 阻 会 明 显 变 小 。（ ）解 ：（ 1） （ 2） （ 3 ） （ 4 ） （ 5） （ 6） 二 、 选 择 正 确 答 案 填 入 空 内 。（ 1 ） PN 结 加 正 向 电 压 时 ， 空 间 电 荷 区 将。 A. 变 窄 B. 基 本 不 变 C.

3、变 宽（ 2 ） 设 二 极 管 的 端 电 压 为 U ， 则 二 极 管 的 电 流 方 程 是。 A. ISeU B. ISeUUT C. （ 3 ） 稳 压 管 的 稳 压 区 是 其 工 作 在 。IS(eUUT1) A. 正 向 导 通 B.反 向 截 止 C. 反 向 击 穿（ 4） 当 晶 体 管 工 作 在 放 大 区 时 ， 发 射 结 电 压 和 集 电 结 电 压 应 为 A. 前 者 反 偏 、 后 者 也 反 偏 B. 前 者 正 偏 、 后 者 反 偏 C. 前 者 正 偏 、 后 者 也 正 偏（ 5 ） UG S 0V 时 ， 能 够 工 作 在 恒 流 区

4、的 场 效 应 管 有 。 A. 结 型 管 B. 增 强 型 MOS 管 C. 耗 尽 型 MOS 管解 ：（ 1） A （ 2 ） C （ 3 ） C （ 4） B （ 5） A C 。第 一 章 题 解 1三 、写 出 图 T1.3 所 示 各 电 路 的 输 出 电 压 值 ，设 二 极 管 导 通 电 压 UD 0.7V。图 T 1 . 3 解 ： UO 1 1.3V ， UO 2 0， UO 3 1.3V， UO 4 2V ， UO 5 1.3V，UO 6 2V 。四 、 已 知 稳 压 管 的 稳 压 值 UZ 6V， 稳 定 电 流 的 最 小 值 I Z m i n 5mA

5、。 求图 T1.4 所 示 电 路 中 UO 1和 UO 2各 为 多 少 伏 。图 T 1 . 4 解 ： UO 1 6V， UO 2 5V。第 一 章 题 解 2五 、 某 晶 体 管 的 输 出 特 性 曲 线 如 图 T1.5 所 示 ， 其 集 电 极 最 大 耗 散 功 率PC M 200mW ， 试 画 出 它 的 过 损 耗 区 。图 T 1 . 5 解 图 T 1 . 5解 ： 根 据 PC M 200mW 可 得 ： UC E 40V 时 IC 5mA ， UC E 30V 时 IC 6.67mA， UC E 20V 时 IC 10mA， UC E 10V 时 IC 20m

6、A， 将 各 点 连 接 成曲 线 ， 即 为 临 界 过 损 耗 线 ， 如 解 图 T1.5 所 示 。 临 界 过 损 耗 线 的 左 边 为 过 损 耗区 。六 、 电 路 如 图 T1.6 所 示 ， VC C 15V， 100， UB E 0.7V。 试 问 ：（ 1 ） Rb 50k 时 ， uO ？（ 2 ） 若 T 临 界 饱 和 ， 则 Rb ？解 ：（ 1） Rb 50k 时 ， 基 极 电 流 、 集电 极 电 流 和 管 压 降 分 别 为IB=UVBBBE = 26R A=I Ib=2.6mACU=B I R= 2VCEVCC C C所 以 输 出 电 压 UO U

7、C E 2V 。（ 2 ） 设 临 界 饱 和 时 U C E S UB E 0.7V， 所 以图 T 1.6IC=VCCURCES=2.86mAII= C =c28.6 ABV URb=BBIBBE 45.4k第 一 章 题 解 3七 测 得 某 放 大 电 路 中 三 个 MOS 管 的 三 个 电 极 的 电 位 如 表 T1.7 所 示 ，它 们 的 开 启 电 压 也 在 表 中 。 试 分 析 各 管 的 工 作 状 态 (截 止 区 、 恒 流 区 、 可 变 电阻 区 ）， 并 填 入 表 内 。表 T1.7管 号 UG S（ t h）/VUS/VUG/V UD/V 工 作 状

8、 态T1T2T3 4 44 53 36 0 51 310解 ： 因 为 三 只 管 子 均 有 开 启 电 压 ， 所 以 它 们 均 为 增 强 型 MOS 管 。 根 据表 中 所 示 各 极 电 位 可 判 断 出 它 们 各 自 的 工 作 状 态 ， 如 解 表 T1.7 所 示 。解 表 T1.7管 号 UG S（ t h）/V US/VUG/V UD/V工 作 状 态T14 51 3恒 流 区T2T3 4 43 36 0 5习题10截 止 区可 变 电 阻 区 1.1 选 择 合 适 答 案 填 入 空 内 。（ 1 ）在 本 征 半 导 体 中 加 入可 形 成 P 型 半 导

9、 体 。元 素 可 形 成 N 型 半 导 体 ，加 入元 素 A. 五 价 B. 四 价 C. 三 价（ 2 ） 当 温 度 升 高 时 ， 二 极 管 的 反 向 饱 和 电 流 将。 A. 增 大 B. 不 变 C. 减 小（ 3） 工 作 在 放 大 区 的 某 三 极 管 ， 如 果 当 IB从 12 A 增 大 到 22 A 时 ，IC从 1mA 变 为 2mA ， 那 么 它 的 约 为。 A. 83 B. 91 C. 100（ 4） 当 场 效 应 管 的 漏 极 直 流 电 流 ID从 2mA 变 为 4mA 时 ， 它 的 低 频 跨导 gm将。 A.增 大 B.不 变 C

10、.减 小解 ：（ 1） A ， C （ 2 ） A （ 3） C （ 4） A第 一 章 题 解 4 1.2 能 否 将 1.5V 的 干 电 池 以 正 向 接 法 接 到 二 极 管 两 端 ？ 为 什 么 ？解 ： 不 能 。 因 为 二 极 管 的 正 向 电 流 与 其 端 电 压 成 指 数 关 系 ， 当 端 电 压 为1.5V 时 ， 管 子 会 因 电 流 过 大 而 烧 坏 。1.3 电 路 如 图 P1.3 所 示 ， 已 知 ui 10sin t (v)， 试 画 出 ui与 uO的 波 形 。设 二 极 管 正 向 导 通 电 压 可 忽 略 不 计 。图 P 1 .

11、 3解 图 P 1 . 3 解 ： ui和 uo的 波 形 如 解 图 P1.3 所 示 。 1.4 电 路 如 图 P1.4 所 示 ， 已 知 ui 5sin t (V) ， 二 极 管 导 通 电 压 UD0.7V。 试 画 出 ui与 uO的 波 形 ， 并 标 出 幅 值 。图 P 1 . 4 解 图 P 1 . 4解 ： 波 形 如 解 图 P1.4 所 示 。第 一 章 题 解 5 1.5 电 路 如 图 P1.5 （ a ） 所 示 ， 其 输 入 电 压 uI 1和 uI 2的 波 形 如 图 （ b ） 所示 ， 二 极 管 导 通 电 压 UD 0.7V。 试 画 出 输

12、 出 电 压 uO的 波 形 ， 并 标 出 幅 值 。图 P 1 . 5 解 ： uO的 波 形 如 解 图 P1.5 所 示 。解 图 P 1 . 5第 一 章 题 解 6 1.6 电 路 如 图 P1.6 所 示 ，二 极 管 导 通 电 压 UD 0.7V，常 温 下 UT 26mV ，电 容 C 对 交 流 信 号 可 视 为 短 路 ； ui为 正 弦 波 ， 有 效 值 为 10mV。试 问 二 极 管 中 流 过 的 交 流 电 流 有 效 值为 多 少 ？解 ： 二 极 管 的 直 流 电 流ID （ V UD） / R 2.6mA其 动 态 电 阻rD UT/ ID 10

13、故 动 态 电 流 有 效 值Id Ui/ rD 1mA 图 P 1 . 6 1.7 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 。（ 2 ） 两 只 稳 压 管

14、 并 联 时 可 得 0.7V 和 6V 等 两 种 稳 压 值 。 1.8 已 知 稳 压 管 的 稳 定 电 压 UZ 6V ， 稳 定 电 流 的 最 小 值 I Z m i n 5mA ，最 大 功 耗 PZ M 150mW。 试 求 图 P1.8 所示 电 路 中 电 阻 R 的 取 值 范 围 。解 ： 稳 压 管 的 最 大 稳 定 电 流IZ M PZ M/ UZ 25mA电 阻 R 的 电 流 为 IZ M IZ m i n ，所 以 其取 值 范 围 为= = RUIUZ0.361.8k 图 P 1 . 8IZ第 一 章 题 解 71.9 已 知 图 P1.9 所 示 电

15、路 中 稳 压 管 的 稳 定 电 压 UZ 6V， 最 小 稳 定 电 流I Z m i n 5mA ， 最 大 稳 定 电 流 I Z m a x 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 UI 35V 时 负 载 开 路 ， 则 会出 现 什 么 现 象 ?为 什 么 ？解 ：（ 1） 当 UI 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RUO=+LUI3.33VR RL当 U

16、I 15V 时 ， 稳 压 管 中 的 电 流 大 于 最小 稳 定 电 流 IZ m i n ， 所 以UO UZ 6V同 理 ， 当 UI 35V 时 ， UO UZ 6V 。图 P 1 . 9I=Z)=坏 。（ 2）DZ(UIU R29mA IZ M 25mA ，稳 压 管 将 因 功 耗 过 大 而 损 1.10 在 图 P1.10 所 示 电 路 中 ， 发 光 二 极 管 导 通 电 压 UD 1.5V， 正 向 电 流 在 5 15mA 时 才 能 正 常 工 作 。 试 问 ：（ 1 ） 开 关 S 在 什 么 位 置 时 发 光 二 极 管 才 能 发 光 ？（ 2 ） R

17、的 取 值 范 围 是 多 少 ？解 ：（ 1） S 闭 合 。（ 2） R 的 范 围 为RminRmax= (V U ) ID Dmax= (V U ) ID Dmin 233= 700。图 P 1 . 1 0第 一 章 题 解 81.11 电 路 如 图 P1.11（ a）、（ b） 所 示 ， 稳 压 管 的 稳 定 电 压 UZ 3V， R 的取 值 合 适 ， uI的 波 形 如 图 （ c） 所 示 。 试 分 别 画 出 uO 1和 uO 2的 波 形 。图 P 1 . 11 解 ： 波 形 如 解 图 P1.11 所 示解 图 P 1 . 11 1.12 在 温 度 20 时

18、 某 晶 体 管 的 IC B O 2 A ， 试 问 温 度 是 60 时 I C B O ？5 32 A 。解 ： 60 时 I C B O ICBO（T20C）第 一 章 题 解 9 1.13 有 两 只 晶 体 管 ，一 只 的 200，I C E O 200 A ；另 一 只 的 100，I C E O 10 A ， 其 它 参 数 大 致 相 同 。 你 认 为 应 选 用 哪 只 管 子 ？ 为 什 么 ？解 ： 选 用 100、 IC B O 10 A 的 管 子 ， 因 其 适 中 、 I C E O 较 小 ， 因 而温 度 稳 定 性 较 另 一 只 管 子 好 。1.1

19、4 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 P1.14 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 。图 P 1 . 1 4 解 ： 答 案 如 解 图 P1.14 所 示 。解 图 P 1 . 1 4 第 一 章 题 解 101.15 测 得 放 大 电 路 中 六 只 晶 体 管 的 直 流 电 位 如 图 P1.15 所 示 。 在 圆 圈 中画 出 管 子 ， 并 分 别 说 明

20、 它 们 是 硅 管 还 是 锗 管 。图 P 1 . 1 5 解 ： 晶 体 管 三 个 极 分 别 为 上 、 中 、 下 管 脚 ， 答 案 如 解 表 P1.15 所 示 。解 表 P1.15管 号T1 T2 T3 T4 T5 T6 上中下管 型材 料e c e b c bb b b e e ec e c c b cPNP NPN NPN PNP PNP NPNSi Si Si Ge Ge Ge1.16 电 路 如 图 P1.16 所 示 ， 晶 体 管 导 通 时 UB E 0.7V， =50。 试 分 析VB B为 0V、 1V、 1.5V 三 种 情 况 下 T 的 工 作 状

21、态 及 输 出 电 压 uO的 值 。解 ：（ 1 ）当 VB B 0 时 ，T 截 止 ，uO 1 2 V。（ 2 ） 当 VB B 1V 时 ， 因 为UIBQ=VBBBEQ=60 ARbICQ= IBQ= 3mAu= I ROVCC CQ C= 9V所 以 T 处 于 放 大 状 态 。（ 3 ） 当 VB B 3V 时 ， 因 为第 一 章 题 解 11IBQ=UVBBBEQ=160 ARb图 P 1 . 1 6ICQ= IBQ= 8mAuO= VCCI UCQRC BE所 以 T 处 于 饱 和 状 态 。1.17 电 路 如 图 P1.17 所 示 ，试 问 大 于 多 少时 晶

22、体 管 饱 和 ？解 ： 取 U C E S UB E， 若 管 子 饱 和 ， 则R UVCCBERbRb= RC= UVCCBERC所 以 ， b = 100 时 ， 管 子 饱 和 。RC图 P 1 . 1 71.18 电 路 如 图 P1.18 所 示 ， 晶 体 管 的 50 ， |UB E| 0.2V， 饱 和 管 压 降| UC E S | 0.1V； 稳 压 管 的 稳 定 电 压 UZ 5V ， 正 向 导 通 电 压 UD 0.5V。 试 问 ：当 uI 0V 时 uO ？ 当 uI 5V 时 uO ？解 ： 当 uI 0 时 ， 晶 体 管 截 止 ， 稳 压 管击 穿

23、， uO UZ 5V。当 uI 5V 时 ， 晶 体 管 饱 和 ， uO0.1V。 因 为u UIB=IRbBE=480AIC= IB= 24mAUEC= VCC ICRCVCC图 P 1 . 1 8第 一 章 题 解 121.19 分 别 判 断 图 P1.19 所 示 各 电 路 中 晶 体 管 是 否 有 可 能 工 作 在 放 大 状 态 。图 P 1 . 1 9 解 ：（ a ） 可 能（ b ） 可 能（ c） 不 能（ d ） 不 能 ， T 的 发 射 结 会 因 电 流 过 大 而 损 坏 。（ e） 可 能 1.20 已 知 某 结 型 场 效 应 管 的 ID S S

24、2mA ， UG S（ o f f ） 4V ， 试 画 出 它 的转 移 特 性 曲 线 和 输 出 特 性 曲 线 ， 并 近 似 画 出 予 夹 断 轨 迹 。解 ： 根 据 方 程ui= ID DSS(1 GSU GS(th)2逐 点 求 出 确 定 的 uG S下 的 iD， 可 近 似 画 出 转 移 特 性 和 输 出 特 性 ； 在 输 出 特 性中 ，将 各 条 曲 线 上 uG D UG S（ o f f） 的 点 连 接 起 来 ，便 为 予 夹 断 线 ；如 解 图 P1.20所 示 。第 一 章 题 解 13解 图 P 1 . 2 0 1.21 已 知 放 大 电 路

25、 中 一 只 N 沟 道 场 效 应 管 三 个 极 、 、 的 电 位 分别 为 4V、8V、12V，管 子 工 作 在 恒 流 区 。试 判 断 它 可 能 是 哪 种 管 子（ 结 型 管 、MOS 管 、 增 强 型 、 耗 尽 型 ）， 并 说 明 、 、 与 G、 S 、 D 的 对 应 关 系 。解 ：管 子 可 能 是 增 强 型 管 、耗 尽 型 管 和 结 型 管 ，三 个 极 、 、 与 G 、S、 D 的 对 应 关 系 如 解 图 P1.21 所 示 。解 图 P 1 . 2 1第 一 章 题 解 141.22 已 知 场 效 应 管 的 输 出 特 性 曲 线 如

26、图 P1.22 所 示 ，画 出 它 在 恒 流 区 的转 移 特 性 曲 线 。图 P 1 . 2 2 解 ： 在 场 效 应 管 的 恒 流 区 作 横 坐 标 的 垂 线 如 解 图 P1.22 （ a） 所 示 ， 读出 其 与 各 条 曲 线 交 点 的 纵 坐 标 值 及 UG S值 ， 建 立 iD f （ uG S） 坐 标 系 ， 描 点 ，连 线 ， 即 可 得 到 转 移 特 性 曲 线 ， 如 解 图 P1.22（ b ） 所 示 。解 图 P 1 . 2 2 第 一 章 题 解 151.23 电 路 如 图 1.23 所 示 ，T 的 输 出 特 性 如 图 P1.2

27、2 所 示 ，分 析 当 uI 4V、8V、 12V 三 种 情 况 下 场 效 应 管 分 别 工 作 在 什 么 区 域 。解 ： 根 据 图 P1.22 所 示 T 的 输 出 特 性 可 知 ，其 开 启 电 压 为 5V， 根 据 图 P1.23 所 示 电 路 可 知所 以 uG S uI。当 uI 4V 时 ，uG S小 于 开 启 电 压 ，故 T 截 止 。当 uI 8V 时 ， 设 T 工 作 在 恒 流 区 ， 根 据输 出 特 性 可 知 iD 0.6mA ， 管 压 降uD S VD D iDRd 10V因 此 ， uG D uG S uD S 2V， 小 于 开 启 电 压 ，说 明 假 设 成 立 ， 即 T 工 作 在 恒 流 区 。图 P 1 . 2 3 区 。当 uI 12V 时 ， 由 于 VD D