2章常用半导体器件与应用题解Word格式文档下载.docx

1、Rs增加时，Uceq将 （5）卩增加时（换管子）,Uceq将 题图P2.123.为了使结型场效应管正常工作 ，栅源间PN结必须加 电压来改变导电沟道的宽度，它的输入电阻比双极性晶体管的输入电阻 。24.由于晶体三极管 ,所以将它称为双极型器件，由于场效应管 ,所以将其称为单极型器件 。25.对于耗尽型MOS管，Ugs可以为 。对于增强型N沟道MOS管，Ugs只能为 ,并且只有当Ugs 时，才能形有id。26.场效应管与三极管相比较，其输入电阻 、噪声 、温度稳定性 、放大能力_。27.场效应管放大器常用偏置电路一般有 和 两种类型。28. 低频跨导gm反映了场效应管 对 控制能力，其单位为 。

2、解：（1 ）热敏、光敏、掺杂特性。（2 ）五价、三价。（3 ）单向导电性。（4） 0.5、0.7、0.1、0.2 。（5） 1-2.5。（6 ）电流型、电压型。（7）NPN、PNP。（8）锗、硅。（9 ）极性和方向。（10 ）正偏、反偏。（11 ）截止区、放大区、饱和区。（12 ）共射极、共基极、共集电极。（13 ）小。（14 ）静态工作点。（15 ）高（大）、低（小）。（16 ）输入与输出同相、电压放大倍数约等于1、输入电阻大且输出电阻 小。（17 ）直流通路、交流通路。（18 ）分析各点的电流、电压波形和非线性失真情况，一般用于大信号 放大电路；适宜于求解动态参数，一般用于小信号放大器分析

3、。（19 ）反相、相同。（20 ）饱和、太高；截止、太低；输入信号过大（21）NPN、硅。（22）增加、增加、减小、不变、减小。（23）反偏、高。（24 ）通过空穴和自由电子两种载流子参与导电 ，只靠一种载流子 （多子）参与导电。（25）为正为负或者为零；为正； U Gs（th）。（26）高、低、好、弱。（27）自给式、分压式。（28）Ugs、Id、西门子（ms）。2.2选择题1.二极管加正向电压时，其正向电流是由（ ）。（A）多数载流子扩散形成 （B）多数载流子漂移形成（C）少数载流子漂移形成 （D）少数载流子扩散形成2. PN结反向偏置电压的数值增大 ，但小于击穿电压时，（ ）。（A）其反

4、向电流增大 （B）其反向电流减小（C）其反向电流基本不变 （D）其正向电流增大参考材料3.稳压二极管是利用 PN结的（ ）。（A）单向导电性 （B）反偏截止特性（C）电容特性 （D）反向击穿特性4变容二极管在电路中使用时 ，其PN结应（ ）。（A）正偏 （B）反偏答：1、A 2、C 3、D 4、B2.5.题图P2.3中的二极管均为理想二极管，试判断其中二极管的工作状态（是导通还是截止）,并求出Uo题图P2.3（a）导通、-5V （ b） Di与D2均截止、-6V （c） D2导通、Di截止、5V。2.6电路如题图P2.4 所示,已知Ui=5sin 3 t（V）,试画出u。的波形，并标出幅值,分

5、别使用二极管理想模型和恒压降模型 （U d=0.7V）。题图P2.4题图P2.52.8电路如题图P2.6所示，分别用理想二极管和恒压降模型 （Ud=0.7V）计算以下几种情况的Uo值。 A=0V ； B=0V A=0V ； B=5V A=5V ； A=1V ； B=2VI+5VUob；b2题图P2.6A、用理想模型（1）0V （2） 0 （ 3） 5V （4） 1VB、用恒压降模型（1）0.7V （2） 0.7V （ 3） 5V （4） 1.7V。2.9电路如题图P2.7所示，要求负载 Rl电压Ul保持在12V,负载电流可在1040mA范围内变化。已知稳压二极管 Uz =12V、Izmin =

6、5mA、lzmax=50mA，试确定R取值范围。* + R题图P2.766.67门 _ R 乞 88.89。,工作电流为510mA。为使发光二极管正常工作，试确定限流电阻 R的取值范围。5_Uu 5_Uu 5_Uu二极管工作电流|D=-R，故話汁而F，即3Q”68。2.11试画出使用共阴极七段数码管显示字符 5”的电路连接图2.12已知放大电路中一只 N沟道增强型MOS场效应管三个极、的电位分别为为s、为g、为d。其转移特性曲线如下图2.15判断题（1）下面给出几组三极管处于放大状态的各管脚的电位 ，试判断晶体管的类型及材料 2.6V，2V，5V5V, - 5.7V , - 10V 2.5V,

7、 2.3V, 8V 1V, 0.3V , 10V 8V, 7.3V , 3V放大状态下NPN管E、B、C之间的电位关系是 VcVbVe,且UBE -0.7V是 硅管、UBE 0.2V是锗管；PNP管E、B、C之间的电位关系是 Ve Vc,且 Ube 0.7V是硅管、Ube 0.2V是锗管。故（1）分别为B、E、C,且为NPN硅管。（2）分别为E、B、C,且为PNP硅管。（3）分别为B、E、C,且为NPN锗管。（4）分别为B、E、C,且为NPN硅管。（5）分别为E、B、C,且为PNP硅管。（2）判断题图P2.11所示电路中的晶体管，分别处于什么工作状态或是否已损坏 ？0.7V。（3）?如果没有放

8、大作用，则说判断题图P2.12所示电路对正弦信号是否有放大作用 明原因并改正电路（设电容对交流视为短路）。r +V CC（b）（c）（d）（4）+V ccRcC）+i 1 |1rLJUi Vbb -UoRi R2（a）不能放大，缺少基极正偏电阻,改正如下图（a）也不能放大，输入信号被Vbb吸收而不能加到发射结上不能放大，缺少集电极回路电阻，改正如下图（C）。不能放大，缺少基极偏置电流，改正如下图（d ）。在题图P2.13所示电路中，用直）;若Uce却2V ,有可能是因为（Rc开路Rc短路,改正如下图（b）。流电 压表测出Uce0 ,有可能是 因为）。5卩过大6卩过小、或哪个区（放大区、截止区、

9、饱和区）。题图P2.13 题图P2.14（a）该放大晶体管中 Vcc =IbqRb 0.7 （1）IbqRe ,故Ibq 55uA。设晶体管处于放大状态 ，则 I cq = X bq = 5.46mA , Uceq12-5.46 x（1Q+2 ） =-53.52V ,由此 可见该晶体管集电结已经正偏，上述假设不成立，管子实际处于深度饱和状态2Q 207（b）Ub ： 12 2V，故 Icq :- I EQ 0.65mA，1QQ+2Q 2Uceq :T2-0.65 （3 1）=9.4V，显然该晶体管发射结正偏、集电结反偏，工作在放大区。2.16综合练习题电路如题图 P2.15（a）所示，设电容对

10、交流均视为短路 ，Ubeq=0.7V ,卩=100 , rbb=200 Q。估算该电路的 Uceq； 画出微变等效电路；（3）计算交流参数 Au、R、Ro ； 若出现如图（b）所示失真的输出波形，回答该失真波形是什么失真 ？应调整电路中哪个元件 ？如何调整？题图P2.15（2）和失真,12-0 7因UceqMbq 6V，故ICQ如A,盼而厂565K ；要使= 1.5K。| ：. R / R代 C -100 ,则 RC/ R=1K，即 Rlbe2.18电路如题图P2.17所示，晶体管为硅材料其3=100 , rbe=1K Qo （设电容对交流视为短路）求 UcEQ、Au、Ri、Ro ou ceq

11、 UB 12 2V ,30+6.212 -1.18 （1 0.1 3）=7.16V20.7故 IclE = 1.18mAbe f 打Rf 八13.64 ，Ri = Rb1 Rb1 he （1 JrA 3.5K若Ce开路,Au 二PRc/Rlrbe （V -）（Rf Re）= -1.34 ,R =Rb1/ Rb1/ lrbe （1 J（Rf Re : 4.91K。2.19在题图P2.18所示电路中，已知晶体管的 3 =200 , Ube=0.7V , UceS=0.5V。在下列情况下，用直流电压表测量晶体管的集电极电位 ，应分别是多少？正常情况：Rb1开路：Rb1短路：Rb2开路：Rb2短路：R

12、c开路：Rc短 路。在对题图P2.18所示电路进行实验时有 6个同学在实验中用直流电压表测出晶体管各极对地电位如题表 2.1所示，试分析各电路的直流工作状态是否合适 ，若不合适，试分析原因？题表2.1组号12345Vb/V2.20.72.3Ve/V1.5Vc/V7.50.212工作状态故障原因（1）正常情况下 Vc=7.3V; Vc12V : VcVc3.4V : Vc-12V ; Vc-0.87V :Vc=12V。截止放大损坏电源未接通Re短路Rd1开路晶体管开路题图P2.19题图P2.182.20在题图 P2.19所示电路中，已知晶体管的 3 =200 , rbb =200 , UbE=0

13、.7V ,UceS=0.5V。 求该电路的最大输出电压幅值 Uom ,并估算Rp阻值应调为多少？ 计算该电路的 Au、Ri、Ro； 在输出电压幅值Uom最大的基础上，若分别调整Rp到最大或最小时，输出波形将如 何变化？对应的失真称为什么失真 ？（1 ）最大输出时有Uceq -Uces=Icq Rl又 U ceq =Vcc - I cq Rc Re即最大不失真输出时的 Vcc-IcQ RC RE -UcES = ICQ RLIcqVcc =2.09 （ mA）Rl + Rc +Re, ICQ rL故 Uom 2.22V根据分压公式求得 Rp23K（2）% =200 1 1 26 mV 2.7K2

14、.09（ mA ）八 PRc/Rl Au 111R = Rb1 Rb1 be 賂 2KR, =Rc =3K（3） Rp变大会出现波形顶部限幅失真，称为截止失真；当Rp变小会出现波形底部限 幅失真，称为饱和失真。2.21电路如题图P2.20所示，晶体管3=100 , rbe=1K Q。求Uceq；求出Rl分别为a和3KQ时电路的Au、R、R。（1 ）因 Vcc “BQRb Ube IeqR =IbqR. Ub V IbqR.，故Rife （1皿7仙,尺駅2.22 电路如题图 P2.21 所示，晶体管 3=100 , rbe=1K Q, Ube=0.7V ,电容 Ci、C2、C3均足够大。求UcE

15、Q；求 Aui、Au2、Ri、Roi、Ro2（1）因际Ube 1 ：际，故匾十UBEr，1 CQ = j BQ , U CEQ ： VCC _ 1 EQ（ Re Re） = 5.65V。（2）对于Uo1输出端，是一个共射放大器。Au1 Re 1，R =仏/仏（1 JRJ ： 145.2K , R, = Re = 2K。rbe （V -）Re对于对于Uo2输出端，是一个共集放大器2.23某场效应管放大电路和转移特性如图 P2.22 （a）、（ b）所示。已知gm=6ms ,试估算 Udsq、Au、Ri、Ro。 ） ）题图P2.22I DQ = I DSS（1 U GSQ / U GS（off）

16、） , U GSQ =JdQRs。由图 b 可知，式中 IdSS=3 , U GS（off） =-0.5 ,带入求解Idqi = 6.05mA （增根舍去）IDQ2 = 1.03mA , Udsq= Vdd lDQ（Rd + Rs）=6.54V。Au = gmRd = 6X5.1= 30.6 , R = Rg=2M , Ro = Rd =5.1K。、设计项目项目1 :埋设电缆断线检测仪设计一个能够对埋设在墙内或地板下的 220V电源线断线情况进行检测的装置，使用直流电源供电，利用发光二极管作为指示 ，当装置靠近电源线周围时发光二极管点亮 ，若墙内没有导线或已经断线时 ，检测发光二极管熄灭。根据

17、上述要求，试设计出电路并确定基本元件参数，并阐明工作原理。提示：该题目可使用场效应管 、双极性三极管、发光二极管等元器件。带电的电缆产生的电场辐射可视为一个内阻非常高的低频 （50Hz）信号源。电路设计思路是可用场效应管将埋设电缆是否断线产生的电场变化转换为电压的变化 ，经过晶体管放大，由发光二极管的亮暗反映出埋设电缆断线处 。该项目的组成可参考框图 P2.23。电场交流A检测与J显示检测驱动图P2.23埋设电缆断线检测仪框图参考电路场效应管等T1构成探测放大器，栅极金属探针“ensor ”感应到的微弱市电信号经过其 构成的共源放大器放大后，经过漏极电位器调整幅度后输出由 C1、D1、D2、C

18、2、R3等构成的二倍压整流电路变换为直流电压信号 ，当该电压高于T3、T2的发射结导通电压时，T3与T2达林顿管开始导通，集电极电流Id驱动D3发光二级管点亮，表明探针附近有高压电 线；当电线断开或距离探针较远时 ，感应放大后输出的信号不足以使得 T3、T2导通，LED指示灯熄灭，达到了断线检测的目的。项目2 :触摸式防盗报警器设计一个触摸式防盗报警装置 ，使用直流电源供电，触摸感应器为一小金属片，当有 人触摸它一次时，蜂鸣器发声，持续发出报警信号，直到断开电源为止。根据上述要求， 试设计出电路并确定基本元件参数，并阐述工作原理。该题目可使用场效应管、双极性三极管、可控硅等元器件。电路设计思路是可 用场效应管将人体感应信号转换为电压的变化 ，经过晶体管放大，触发可控硅，再接通报警电路。该项目的组成可参考框图 P2.24。图P 2.24触摸式防盗报警器框图参考电路如下：图中T1等构成场效应管放大电路，调节电位器R3的参数使T2平时处于微导通状态，F4 上的压降Ur4很小，T3可控硅处于截止状态，蜂鸣器不发声报警。当人手触摸信号经过 Ti 放大后输出给T2基极，使T2导通，Ur4升高T3导通，蜂鸣器发声报警，直到断开电源 Vcc为止。电容Ci为旁路电容、C2有减少误触发作用、C4为电源退耦电容。V ccRi触摸板