大学课件之集成电子技术基础教程课后习题解答 一篇 1章

《集成电子技术基础教程》第一篇电子器件与电子电路基础第一章半导体二极管及其电路分析题1.1.1已知二极管2AP9的伏安特性如图题1.1.1（a）所示。（1）若将其按正向接法直接与1.5V电池相连，估计会出现什么问题？（2）若将其按反向接法直接与30V电源相连，又会出现什么问题？（3）分析二极管、稳压管在电路中常常与限流电阻相连的必要性。（4）画出两只2AP9二极管[图题1.1.1（a）]在：同向串联、反向串联、同向并联、反向并联四种情况下的合成伏安特性曲线。图题1.1.1解：(1)(2)(3)串联电阻可以限制流过二极管或稳压管的电流超过规定值，使二极管或稳压管(4)题1.1.2当用万用表电阻档测量二极管[参见图题1.1.1（b）]，分析：（1）所测得的电阻值是二极管的直流电阻还是动态（微变）电阻？（2）设万用表内电池电压为1.5V，R×10Ω档的内阻Riˊ为240Ω，R×100Ω档的内阻Riˊ=2.4kΩ。试用图解分析法估算：a）用R×10Ω档测得的正向电阻值；b）用R×100Ω档测得的正向电阻值。从概念上说明,为什么用不同电阻档测得的二极管正向电阻相差悬殊？解：(1)(2)在二极管的特性曲线上，作出两条负载线，负载线和特性曲线的交点求得V和IVD=1.5-0.24ID(R×10Ω档)VD=1.5-2.4ID(R×100Ω档)由于万用表不同档的内阻不同，使流过二极管的电流相差较大，从而不同档时，测得二极管的正向电阻悬珠。题1.1.3二极管的伏安特性曲线如图题1.1.3所示。（1）二极管承受的反向电压VRM为多少？（2）若温度升高20°C，则二极管的反向电流IS应为多大？（3）当温度升高20°C时，定性画出变化后的伏安特性曲线。图题1.1.3图题1.1.4解：(1)由图可知，二极管承受的反向电压VRM规定为实际击穿电压VB的一半，即VRM=40V;(2)在反偏的条件下，温度每增加10°时，IS约增加1倍，所以温度增加20℃时,反向饱和电流IS约增加4(3)题1.1.4二极管的正向伏安特性曲线如图题1.1.4所示，室温下测得二极管中的电流为20mA。试确定二极管的直流电阻rD和动态电阻rd的大小。解：求出ID=20mA时的V0,然后用求得直流电阻。在过ID=20mA处，作一条切线，求切线斜率，可求得动态电阻rd。题1.1.5分析图题1.1.5电路中，各二极管是导通还是截止？并求出A、O两端的电压VAO（设D为理想二极管）。图题1.1.5解：(a)电路：D1截止，VAO=-12V(b)电路：D1导电，D2截止，输出VAO=0V(c)电路：D2导电，D1截止，输出VAO=-4.5V题1.1.6二极管接成图题1.1.6所示的电路，分析在下述条件下各二极管的通断情况。（1）VCC1=6V，VCC2=6V，R1=2kΩ，R2=3kΩ（2）VCC1=6V，VCC2=6V，R1=R2=3kΩ（3）VCC1=6V，VCC2=6V，R1=3kΩ，R2=2kΩ设二极管D的导通压降VD=0.7V，求出D导通时电流ID的大小。图题1.1.6图题1.1.7解：(1)D导电，ID≈0.42mA;(2)D截止，ID≈0mA(3)D截止，IＤ=0mA；题1.1.7图题1.1.7所示为桥式整流电路，设二极管为理想器件，变压器的原、副边绕组匝数比为n=N1/N2=11，变压器损耗不计，v1=V1msinωt=220sin2100πtV。试回答下列问题：（1）画出v2、vO和vD的波形；（2）求负载RL上的直流电压VO和直流电流IO；（3）求二极管的平均电流ID和最大反向电压VRM。解：(1)(2)负载上电压V0≈18V,I0≈18mA(3)ID=IO/2≈9mA,VRM≈28.2V题1.1.8图题1.1.8电路中，设vi=12sinωtV，分别画出iD、vD和vO的波形（要求时间坐标对齐），并将二极管电流iD的峰值和其所承受的反向峰值标于图中（假定D为理想二极管）。图题1.1.8题1.1.9图题1.1.9（a）所示电路中，D1、D2为硅管，导通压降VD均为0.7V，图题1.1.9图题1.1.9（b）为输入vA、vB的波形，试画出vO的波形。题1.1.10图题1.1.9电路中，输入端vA、vB如按下述各种方法连接：（1）vA接+2V，vB接+5V；（2）vA接+2V，vB接−5V（3）vA悬空，vB接+5V；（4）vA经3kΩ电阻接地，vB悬空。试确定相应的输出vO=？。解：(1)V0=2.7V(2)V0=-1.3V;(3)V0=5.7V;(4)V0=6.28V。题1.1.11稳压值为7.5V和8.5V的两只稳压管串联使用时，可得到几种不同的稳压值？各为多少伏？设稳压管正向导通压降为0.7V。解：可得到四种稳压值，16V，8.2V，9.2V，1.4V。题1.1.12稳压管接成图题1.1.12所示电路。已知稳压管的稳压值为6V，在下述4种情况下：（1）VI=12V，R1=4KΩ，R2=8kΩ（2）VI=12V，R1=4KΩ，R2=4kΩ（3）VI=24V，R1=4KΩ，R2=2kΩ（4）VI=24V，R1=4KΩ，R2=1kΩ确定输出电压VO的值。图题1.1.12图题1.1.13解：(1)V0=6V(2)V0=6V(3)V0=6V(4)V0=48V题1.1.13图题1.1.13所示电路中，设vi=（3+10sinωt）V，稳压管Dz1和Dz2的反向击穿电压分别为Vz1=5V，Vz2=7V正向压降为0.7V。试画出iZ和vO的波形（要求时间坐标对齐）。题1.1.14图题1.1.14所示电路中，稳压管2CW16具有下列特性：稳定电压9伏，耗散功率允许值250mW，稳压管电流小于1mA时不能稳压，且动态电阻不大于20。试按电路中的参数计算：（1）当RL=1kΩ时，电流IR、IZ、IL的大小；（2）当电源电压VI变化±20%时，VO最多变化几伏？（3）稳压管在VI和RL变化至何值时功耗最大？其值是否已超过允许值？（V的变化范围不超过±20%，RL可任意变化。）（4）按照图中的参数，分析该电路在IL大于何值时将失去稳压能力？解：(1)IR≈21.6mA,IL≈9mA,IZ=12.6mA(2)△V0≈0.15V(3)当V变化+20%和RL→∞时稳压管的功耗最大。PZ(max)265mWPZ，(4)当IL＞ILmax=20.6mA时，失去稳压能力。图题1.1.14题1.1.15势垒电容和扩散电容的物理意义是什么？在正向或反向偏置条件下，应分别考虑哪一种电容效应为主？这些电容和一般的电容相比有什么特点？若将一般的整流二极管用作高频整流或高速开关，会出现什么问题？