1、大学模拟电子技术基础练习题第一章 常用半导体器件第一章 常用半导体器件自 测 题 一、判断下列说法是否正确,用“”和“”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RGS大的特点。( ) (6)若耗尽型N沟道MOS管的UGS大于零,则其输入电阻会明显变小。( )解:(1) (2)
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. 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. C. (3)稳压管的稳压区是其工作在 。 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)UGS0V时,能够工作在恒流区的场效应管有 。 A. 结型管 B. 增强型MOS管 C. 耗尽型MOS管 解:(1)A (2)C (3)C (
3、4)B (5)A C 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UD0.7V。图T1.3解:UO11.3V,UO20,UO31.3V,UO42V,UO51.3V,UO62V。四、已知稳压管的稳压值UZ6V,稳定电流的最小值IZmin5mA。求图T1.4所示电路中UO1和UO2各为多少伏。图T1.4 解:UO16V,UO25V。 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PCM200mW,试画出它的过损耗区。 图T1.5 解图T1.5 解:根据PCM200mW可得:UCE40V时IC5mA,UCE30V时IC6.67mA,UCE20V时IC10mA,UCE1
4、0V时IC20mA,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,VCC15V,100,UBE0.7V。试问: (1)Rb50k时,uO? (2)若T临界饱和,则Rb? 解:(1)Rb50k时,基极电流、集电极电流和管压降分别为 A 所以输出电压UOUCE2V。 图T1.6(2)设临界饱和时UCESUBE0.7V,所以 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UGS(th)/VUS/VUG/VUD/V
5、工作状态T14513T243310T34605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UGS(th)/VUS/VUG/VUD/V工作状态T14513恒流区T243310截止区T34605可变电阻区习 题 1.1 选择合适答案填入空内。 (1)在本征半导体中加入 元素可形成N型半导体,加入 元素可形成P型半导体。 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12A增大到22A时
6、,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.减小 解:(1)A ,C (2)A (3)C (4)A 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ui10sint(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P1.3 解图P1.3 解:ui和uo的波形如解图P1.3所示。 1.4
7、电路如图P1.4所示,已知ui5sint (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P1.4 解图P1.4 解:波形如解图P1.4所示。 1.5 电路如图P1.5(a)所示,其输入电压uI1和uI2的波形如图(b)所示,二极管导通电压UD0.7V。试画出输出电压uO的波形,并标出幅值。图P1.5解:uO的波形如解图P1.5所示。解图P1.5 1.6 电路如图P1.6所示,二极管导通电压UD0.7V,常温下UT26mV,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(VUD)/R
8、2.6mA其动态电阻 rDUT/ID10故动态电流有效值 IdUi/rD1mA 图P1.6 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UZ6V,稳定电流的最小值IZmin5mA,最大功耗PZM150mW。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
9、IZMPZM/UZ25mA电阻R的电流为IZMIZmin,所以其取值范围为 图P1.8 1.9 已知图P1.9所示电路中稳压管的稳定电压UZ6V,最小稳定电流IZmin5mA,最大稳定电流IZmax25mA。 (1)分别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输出电压UO的值; (2)若UI35V时负载开路,则会出现什么现象?为什么?解:(1)当UI10V时,若UOUZ6V,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 当UI15V时,假设UOUZ6V, 图P1.912mA,而,同样小于其最小稳定电流,所以稳压管未击穿。故:。 当UI35V时,同理,假设UOUZ6V,。故
10、稳压管工作在稳压状态,UOUZ6V。 (2)29mAIZM25mA,稳压管将因功耗过大而损坏。 1.10 在图P1.10所示电路中,发光二极管导通电压UD1.5V,正向电流在515mA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的取值范围是多少? 解:(1)S闭合。(2)R的范围为 图P1.101.11 电路如图P1.11(a)、(b)所示,稳压管的稳定电压UZ3V,R的取值合适,uI的波形如图(c)所示。试分别画出uO1和uO2的波形。图P1.11解:波形如解图P1.11所示解图P1.11 1.12 在温度20时某晶体管的ICBO2A,试问温度是60时ICB
11、O? 解:60时ICBO32A。 1.13 有两只晶体管,一只的200,ICEO200A;另一只的100,ICEO10A,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、ICBO10A的管子,因其适中、ICEO较小,因而温度稳定性较另一只管子好。 1.14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P1.14解:答案如解图P1.14所示。 解图P1.14 1.15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,并分别说明它们是硅
12、管还是锗管。图P1.15 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T1T2T3T4T5T6上ecebcb中bbbeee下ceccbc管型PNPNPNNPNPNPPNPNPN材料SiSiSiGeGeGe 1.16 电路如图P1.16所示,晶体管导通时UBE0.7V,=50。试分析VBB为0V、1V、1.5V三种情况下T的工作状态及输出电压uO的值。 解:(1)当VBB0时,T截止,uO12V。 (2)当VBB1V时,因为 A 所以T处于放大状态。 (3)当VBB1.5V时,若T工作在放大区 图P1.16有,。故工作在放大区。 1.17 电路如图P1.17
13、所示,试问大于多少时晶体管饱和? 解:取UCESUBE,若管子饱和,则 所以,时,管子饱和。 图P1.171.18 电路如图P1.18所示,晶体管的50,|UBE|0.2V,饱和管压降|UCES|0.1V;稳压管的稳定电压UZ5V,正向导通电压UD0.5V。试问:当uI0V时uO?当uI5V时uO? 解:当uI0时,晶体管截止,稳压管击穿,uOUZ5V。 当uI5V时,晶体管饱和,uO0.1V。因为 图P1.18 1.19 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P1.19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
14、1.20 已知某结型场效应管的IDSS2mA,UGS(off)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 逐点求出确定的uGS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uGDUGS(off)的点连接起来,便为予夹断线;如解图P1.20所示。解图P1.20 1.21 已知放大电路中一只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P1.2
15、1所示。解图P1.21 1.22 已知场效应管的输出特性曲线如图P1.22所示,画出它在恒流区的转移特性曲线。 图P1.22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UGS值,建立iDf(uGS)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P1.221.23 电路如图1.23所示,T的输出特性如图P1.22所示,分析当uI4V、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uGSuI。当uI4V时,uGS小于开启电压,故T截止。当uI8V时,设T工作在恒流区,根据 输出特性可知iD0.6mA,管压降 uDSVDDiDRd10V因此,uGDuGSuDS2V,小于开启电压, 图P1.23说明假设成立,即T工作在恒流区。 当uI12V时,由于VDD 12V,必然使T工作在可变电阻区。 1.24 分别判断图P1.24所示各电路中的场效应管是否有可能工作在恒流区。图P1.24解:(a)可能 (b)不能 (c)不能 (d)可能
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