第一章半导体器件参考答案(1)

第一章半导体器件

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1． 杂质半导体有哪两种基本类型？载流子分别是什么？各载流子主要与哪些因素有关？

解：N型和P型杂质半导体。N型杂质半导体的多数载流子是自由电子，其数量主要取决于掺杂浓度，少数载流子

是空穴，其数量主要取决于环境温度；P型杂质半导体的多数载流子是空穴，其数量主要取决于掺杂浓度，少数载流子是自由电子，其数量主要取决于环境温度。

2．在图示各电路中，E＝3V，ui＝6sinωt V，二极管为理想二极管，试画出各电路输出电压u0的波形。

（a） （b）

图（a）：在0～ωt1期间，D阳极电位低于阴极，D截止，所以uo=E；在ωt1～ωt2期间，D阳极电位高于阴极电位，D导通，uo= ui；

图（b）：在0～ωt1期间，D阳极电位高于于阴极，D导通，此时uo= E；在ωt1～ωt2期间，D阴极电位高于阳极，D截止，此时uo＝ui。 由此分析可见，两电路的输出波形相同。

3．电路如图所示，已知输入ui?10sin?tV，二极管均为理想二极管。试求输出电压u0，并画出其波形。

解：在0～ωt1：－5＜ui＜3，D1、D2截止， uo= ui；

在ωt1～ωt2： ui＞3，D1导通、D2截止， uo=3V；

在ωt2～ωt3：－5＜ui＜3，D1、D2截止， uo= ui；

在ωt3～ωt4： ui＜－5，D1截止、D2导通，uo= -5V；

4．两个三极管在电路中处于放大状态，测得三个管脚的直流电位分别如图 (a)、(b)所示，试判别三个管脚的名称、三极管是硅管还是锗管，是NPN型还是PNP型管。 解：在放大状态下：NPN管：VC＞VB＞VE；PNP锗管：VC＜VB＜VE。

硅管：VB－VE＝0.5～0.7V；锗管：VE－VB＝0.2～0.3V。

所以：图（a）①发射极；②基极 ③集电极 PNP锗管

图（b）①基极； ②集电极；③发射极 NPN硅管。

5．在图示电路中，已知EC=12V，EB=6V， RC=2.5kΩ，RB=200kΩ，β=100，试计算： ⑴IB、IC，并验证三极管是否

处于放大状态？⑵若将RB减小到95kΩ，三极管是否还处于放大状态？（设UBE=0.7V）

解：⑴IB?EB6V??30μA；IC?βIB?3mA； RB200kΩUCE?UCC?RCIC?12?2.5?3?4.75V

由此可见：发射结正偏，集电结反偏。晶体管处于放大状态。

⑵ IBS?6V?63μA；ICS?βIB?6.3mA； 95kΩUCES?12?2.5?6.3??3.75V 由此可见：发射结正偏，集电结正偏，晶体管处于饱和状态。

6．在图示电路中，当开关S分别接通A、B、C触点时，判断晶体管的工作状态（设β＝50，UBE≈0）。 解：A：IB?6V?30μA；IC?βIB?1.5mA；UCE?6?1.5?1.5?3.75V

200kΩ6V?0.3mA；IC?βIB?15mA；UCE?6?15?1.5??16.5V 20kΩ 由此可见：发射结正偏，集电结反偏。晶体管处于放大状态。

B：IB? 由此可见：发射结正偏，集电结正偏，晶体管处于饱和状态。 C：UBE=-4V，UCE≈6V，

由此可见：发射结反偏，集电结反偏，晶体管处于截止状态。

7．在图示稳压电路中，已知：UZ＝6V，IZmin=10mA，IZmax=30mA，限流电阻R＝200Ω，试分析：⑴假设负载电流Io＝15mA，则为了保证稳压电路正常工作，Ui的变化范围是多少？⑵假设Ui＝13V，则允许负载电流Io的变化范围是多少？⑶如果负载电流Io＝10～20mA，此时Ui的变化范围是多少？ 解：⑴Uimin?R(Izmin?Io)?Uz?0.2?(10?15)?6?11V

Uimax?R(Izmax?Io)?Uz?0.2?(30?15)?6?15V

⑵因为：

Ui?Uz?Io?Iz RUi?Uz13?6?Izmax??30?5mA R0.2Ui?Uz13?6?Izmin??10?25mA R0.2 所以：Iomin? 同理：Iomax?⑶因为：Ui?R(Io?Iz)?Uz

所以：Uimax?R(Iomin?Izmax)?Uz?0.2?(30?10)?6?14V 同理：Uimin?R(Iomax?Izmin)?Uz?0.2?(20?10)?6?12V

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