模拟电子技术基础 第4版 习题及答案汇总 黄丽亚 第1--11章半导体二极管及其应用----集成逻辑门电路.doc

第一章半导体二极管及其应用习题答案

在一本征硅中，掺入施主杂质，其浓度=cm。

（1）求室温300K时自由电子和空穴的热平衡浓度值，并说明半导体为P型或N型。

（2若再掺入受主杂质，其浓度=cm，重复（1）。

（3）若==cm,，重复（1）。

（4）若=cm，=cm，重复（1）。

解：（1）已知本征硅室温时热平衡载流子浓度值=cm，施主杂质=cm=cm，所以可得多子自由浓度为

=cm

少子空穴浓度

==cm

该半导体为N型。

（2）因为=cm，所以多子空穴浓度

cm

少子电子浓度

==cm

该半导体为P型。

（3）因为=,所以

===cm

该半导体为本征半导体。

（4）因为=1010=9910（cm），所以，多子自由电子浓度

=cm

空穴浓度

===2.2710（cm）

该导体为N型。

当T=300K时，锗和硅二极管的反向饱和电流分别为A和0.5pA。如果将此两个二极管串联连接，有1mA的正向电流流过，试问他们的结电压各为多少？

解：T=300K时，热电压=26mV

二极管正偏时，I=exp

对于硅管：=ln=556.4mV

对于锗管：=ln=179.6mV

二极管电路如题1.3图所示。已知直流电源电压为6V，二极管直流管压降为0.7V。

（1）试求流过二极管的直流电流。

（2）二极管的直流电阻和交流电阻各为多少？

+

+

6V

D

R

100

题1.3图

解：（1）流过二极管的直流电流也就是题1.3图的回路电流，即

==53mA

(2)==13.2

===0.49

二极管电路如题1.4图所示。

（1）设二极管为理想二极管，试问流过负载的电流为多少？

（2）设二极管可看作是恒压降模型，并设二极管的导通电压V，试问流过负载的电流是多少？

（3）设二极管可看作是折线模型，并设二极管的门限电压V，，试问流过负载的电流是多少？

（4）将电源电压反接时，流过负载电阻的电流是多少？

（5）增加电源电压E，其他参数不变时，二极管的交流电阻怎样变化？

D

D

题1.4图

10V

+

E

RL

100

解：（1）mA

（2）mA

（3）mA

（4）

（5）E增加，直流电流增加，交流电阻下降。

二极管电路如题1.5图所示。设二极管的导通电压为0.7V，，，E=1.7V，(mV),和容量足够大，对ui信号可视作短路。

（1）求流过二极管的直流电流ID。

（2）求输出电压uo的值。

u

ui

uo

+

题1.5图

C1

R1

R2

C2

E

V

解：（1）直流等效电路如答1.5图（a）所示；交流等效电路如答1.5图(b)所示。

R

R1

R2

UD

(a)

R1

R2

rD

(b)

+

ui

+

uo

答1.5图

E

（2）mA

（mV）

在题1.6图所示各电路中，设二极管均为理想二极管。试判断各二极管是否导通，并求Uo的值。

题1.6图

解：(1)在图(a)中，V2导通，V1截止，U0＝5V。

(2)在图(b)中，V1导通，V2截止，U0＝0V。

(3)在图(c)中，V1、V2均导通，此时有

二极管限幅电路如题1.7图(a)、(b)所示。将二极管等效为恒压降模型，且UD(on)=0.7V。若ui＝5sinωt(V)，试画出u0的波形。

题1.7图

解：(1)在图(a)中：当ui＞一2.7V时，V管截止，u0＝一2V；当ui≤一2.7V时，V管导通，u0＝ui。当ui＝5sinωt(V)时，对应的u0波形如图答图1.7(a)所示。

(2)在图(b)中：当ui＞1.3V时，V管截止，u0＝ui；当ui≤1.3V时，V管导通，u0＝2V。其相应波形如答图1.7(b)所示。

答图1.7

二极管电路如题1.8图（a）所示，设V1和V2均为理想二极管。

（1）试画出电路的传输特性（ui与uo特性曲线）。

（2）假定输入电压如题1.8图(b)所示，试画出相应的uo波形。

1212k12k

12

12k

12k

V1

V2

+

_

12V

_

+

10V

+

_

6k

(a)

+

_

uo

15

0

ui/V

(b)

题1.8图

解：（1）当12V，且uiV,和同时截止，则uo=ui；当ui12V时，导通，截止，此时电路可简化成答1.8图(a)。

+_

+

_

+

12V

_

(a)

+

ui

+

_

+

uo

_

(b)

10V

812

8

12

ui/V

-8

-10

-12

-16

-4

-8

-12

-16

4

8

12

16

uo/V

(c)

15