电工电子技术 第5章习题 半导体器件.ppt

例： 第5章 半导体器件习题课 * 第5章 半导体器件习题课 二极管的单向导电性； 理想二极管、稳压二极管的特点； 三极管的电流放大作用和开关作用，即三极管三个工作区域的判定。 重点内容： 例题及选择题 第5章 半导体器件习题课 例5-1 图示电路中，二极管为理想二极管。试分析其工作情况，并求流过二极管的电流。 解：这两个含二极管的电路中都只有一个电源，容易判断出二极管是正向偏置还是反向偏置。对理想二极管，当判断出二极管正向偏置时就将其视为短路，当判断出二极管反向偏置时，就将其视为开路，然后用求解线性电路的方法求解。 (a) (b) E1 20V R1 10Ω VD1 E2 8V R2 4Ω VD2 (b)图中，二极管反向偏置，VD２可视为开路： ID1=E1 /R1=20V/10Ω=2A 可知： ID2 =0A (a)图中，电源的正极接二极管的正极，电源的负极通过电阻Ｒ１接二极管的负极，此时二极管正向偏置。将VD１视为短路。 由图可求得流过二极管VD1的电流： 等效电路 E1 20V R1 10Ω VD1 (a) ID1 E2 8V R2 4Ω VD2 (b) ID2 等效电路 R E2 VD2 VD1 E1 8V 16V UO 例5-２ 设图中的VD1、VD2都是理想二极管，求电阻Ｒ （Ｒ＝３kΩ）中的电流和电压ＵＯ。 解： 在二个电源Ｅ１和Ｅ２作用下，VD1和VD2是正向偏置还是反向偏置不易看出。这类题可用下面的方法判断二极管的状态： 先把被判断的二极管从电路中取下，然后比较两个开路端电位的高低，即确定开路端电压的极性。若这个开路电压的极性对被判断的二极管是正向偏置的,管子接回原处仍是正向偏置；反之，管子接回原处就是反向偏置的。 (1) 先判断VD1的状态：把VD1从图中取下，如图所示。 R E2 VD2 E1 8V 16V UO a b + _ R E2 VD1 E1 8V 16V UO c d + _ 判断VD1的状态 从图中可以判断出VD2是正向导通的，于是８Ｖ电源的正极接a端，负极接b端，a点电位高于b点电位，这个极性使VD1反向偏置。 (2) 再判断VD2的状态：把VD2从图中取下，如图所示。 判断VD2的状态 可以判断出图中的VD1是正向导通的，于是８V 电源的正极经VD1接d端，负极接c端，即开路端d点电位高于c点电位，这个极性使VD2正向偏置。 (3) 根据上述判断可以画出等效电路: Ｉ ＝ (E1+E2 ) /R ＝ (8+16)V /3kΩ ＝ 8mA UＯ＝ - E1 ＝ - 8V 则流过电阻Ｒ（Ｒ＝３kΩ ）的电流和所求的电压为： R E2 VD2 VD1 E1 8V 16V UO I 等效电路 例5-3 图示电路中，VD1和VD2均为理想二极管，直流电压 Ｕ1＞Ｕ2，ui、uo是交流电压信号的瞬时值。试求: (1) 当uiU1时, uo=？(2) 当uiU2时, uo=？ 解: 解此题的关键是判断二极管的状态。 理想二极管正向导通时视为短路，反向截止时视为开路，二极管按上述原则处理后就得到了一个不含二极管的线性电路。 VD1 VD2 A B` R1 R2 ui uo U1 U2 B (1) 当uiＵ１时。二极管VD１的正极经R1接Ｕ1，二极管的负极接ui 。由于ui U1, 所以VD1反向偏置，理想二极管VD1此时可视为开路。VD2的正极经R2接U2，VD2的负极经R1接U1。由于U1U2, 所以VD2也是反向偏置，VD2也可视为开路。VD1和VD2均做断开处理后的电路如图所示。 由图可知： uo=Ｕ2 VD1 VD2 A B` R1 R2 ui uo U1 U2 B C U1U2， uiU1 时的等效电路 (2) uiU2时。由于U1U2 ，而U2ui，所以U1ui ，此时VD1正向偏置，理想二极管VD1可视为短路。VD1做短路处理后UBC =ui，这时VD2的负极接ui ，VD2的正极经R2接U2。由于U2ui ，所以VD2正向偏置，理想二极管VD2亦可视为短路。 VD1和VD2均做短路处理后的等效电路如图所示。 由图可知： uo=ui uo VD1 VD2 A C R1 R2 ui U1 U2 B U1U2， uiU2 时的等效电路 例5-４ 在图示电路中，Ｅ＝5V、ui=10sinωt(V)、 VD为理想二极管，试画出输出电压uo的波形。 解: 在ui和5V电源共同作用下，在哪个时间区段上VD正向导通，在哪个时间区段上VD反向截止。画出等效电路，最后在等效电