第一章 习题与答案
1. 什么是PN结的偏置?PN结正向偏置与反向偏置时各有什么特点?
答:二极管(PN结)阳极接电源正极,阴极接电源负极,这种情况称二极管正向偏置,简称正偏,此时二极管处于导通状态,流过二极管电流称作正向电流。二极管阳极接电源负极,阴极接正极,二极管处于反向偏置,简称反偏,此时二极管处于截止状态,流过二极管电流称为反向饱和电流。把二极管正向偏置导通、反向偏置截止的这种特性称之为单向导电性。
2. 锗二极管与硅二极管的死区电压、正向压降、反向饱和电流各为多少? 答:锗管死区电压约为0.1V,硅管死区电压约为0.5V。硅二极管的正向压降约0.6~0.8 V;锗二极管约0.2~0.3V。硅管的反向电流比锗管小,硅管约为1uA,锗管可达几百uA。 3. 为什么二极管可以当作一个开关来使用?
答:二极管在正向电压作用下电阻很小,处于导通状态,相当于一只接通的开关;在反向电压作用下,电阻很大,处于截止状态,如同一只断开的开关。 4. 普通二极管与稳压管有何异同?普通二极管有稳压性能吗?
答:普通二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
稳压二极管的稳压原理:稳压二极管的特点就是加反向电压击穿后,其两端的电压基本保持不变。而普通二极管反向击穿后就损坏了。这样,当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波动,或其它原因造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变。
因此,普通二极管在未击穿的条件下具有稳压性能。
5. 选用二极管时主要考虑哪些参数?这些参数的含义是什么? 答:
正向电流IF:在额定功率下,允许通过二极管的电流值。
正向电压降VF:二极管通过额定正向电流时,在两极间所产生的电压降。
最大整流电流(平均值)IOM:在半波整流连续工作的情况下,允许的最大半波电流的平均值。
反向击穿电压VB:二极管反向电流急剧增大到出现击穿现象时的反向电压值。 正向反向峰值电压VRM:二极管正常工作时所允许的反向电压峰值。 反向电流IR:在规定的反向电压条件下流过二极管的反向电流值。
结电容C:电容包括电容和扩散电容,在高频场合下使用时,要求结电容小于某一规定数值。
最高工作频率FM:二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率。 6. 三极管具有放大作用的内部条件和外部条件各是什么?
答:内部条件:发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度,同时基区厚度要很小。 外部条件:发射结正偏,集电结反偏。
7. 三极管有哪些工作状态?各有什么特点?
答:三极管输出特性曲线可以分为三个区,即三极管有三种工作状态。
(1)放大区(放大状态)。即三极管静态时工作在放大区(处于放大状态),发射结必
须正偏,集电结反偏。工作在饱和区的三极管,发射结和集电结均为正偏。
(3)截止区(截止状态)工作在截止区的三极管,发射结零偏或反偏,集电结反偏。 8.电路如图1-27所示,已知ui?10sin?t(V) ,试求ui与uo的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。
解:ui与uo的波形如下:
ui/V100ωtuo/V100
9.电路如图1-28所示,已知ui?5sin?t(V) ,二极管;导通压降为0.7V。试画出ui与uo的波形,并标出幅值。 ++ωtVD+RVD1VD2+uiRuouiuo- 解:ui与uo的波形如下:
-
-- 图1-27 二极管单向限幅电路 图1-28 二极管双向限幅电路
ui/V50.700.7ωtuo/V0.700.7ωt
10.电路如图1-29(a)所示,其输入电压ui1和ui2的波形如图1-29(b)所示,设二极管导通电压降为0.7V。试画出输出电压uo的波形,并标出幅值。 +U(+5V)ui1(V)3V0.3VRVD1uOi1(V)tui1VD23V0.3VOui2ta) b) 图1-29 钳位电路及输入波形 a)钳位电路 b)输入波形
解:输出电压uo的波形如下,其幅值已标。
μi1(V)30.3tμi2(V)30.3tμ0(V)3.71t
11.写出图1-30所示和电路的输出电压值,设二极管导通后电压降为0.7V。
VD2V+VD2V++RUo22VVD2VRUo1RUo3---+R2VVD2VRVD2V2V+VD+R2VUo4Uo52VUo6-图1-30 二极管电路 -- 解:Uo1=1.3V;Uo2=0V;Uo3=-1.3V;Uo4=2V;Uo5=1.3V;Uo6=-2V;
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:将它们串联相接,则可得到几种稳压值?各为多少?
解:可以得到4中稳压值,分别为U1=6+8=14V;U2=6+0.7=6.7V; U3=8+0.7=8.7V;U4=0.7+0.7=1.4V。
13.已知稳压管的稳定电压UVZ=6V,稳定电流的最小值IZmin=5mA,最大功耗PVZM=150mW。试求图1-31所示电路中电阻R的取值范围。 解:IZmax=PVZM/UVZ=25mA;
Rmin=(Ui- UVZ)/IZmax=(15-6)/(25*0.001)=360Ω Rmax=(Ui- UVZ)/IZmin=(15-6)/(5*0.001)=1.8kΩ 所以电阻R的取值范围:360Ω至1.8kΩ。