第1章半導體存器件
1.1在如圖1.4所示的各個電路中，已知直流電壓v，電阻kω，二極體的正向壓降為0.7v，求uo。
圖1.4習題1.1的圖
分析uo的值與二極體的工作狀態有關，所以必須先判斷二極體是導通還是截止。若二極體兩端電壓為正向偏置則導通，可將其等效為乙個0.7ｖ的恆壓源；若二極體兩端電壓為反向偏置則截止，則可將其視為開路。
解對圖1.4（a）所示電路，由於v，二極體vd承受正向電壓，處於導通狀態，故：
（v）對圖1.4（b）所示電路，由於v，二極體vd承受反向電壓截止，故：
（v）對圖1.4（c）所示電路，由於v，二極體vd承受正向電壓導通，故：
（v）1.2在如圖1.5所示的各個電路中，已知輸入電壓v，二極體的正向壓降可忽略不計，試分別畫出各電路的輸入電壓ui和輸出電壓uo的波形。
分析在ui和5v電源作用下，分析出在哪個時間段內二極體正嚮導通，哪個時間段內二極體反向截止。在忽略正向壓降的情況下，正嚮導通時可視為短路，截止時可視為開路，由此可畫出各電路的輸入、輸出電壓的波形。
圖1.5習題1.2的圖
解對圖1.5（a）所示電路，輸出電壓uo為：
ui≥5v時二極體vd承受正向電壓導通，ud=0，uo=5v；ui<5v時二極體vd承受反向電壓截止，電阻r中無電流，ur=0，uo=ui。輸入電壓ui和輸出電壓uo的波形如圖1.6（a）所示。
圖1.6習題1.2解答用圖
對圖1.5（b）所示電路，輸出電壓uo為：
ui≥5v時二極體vd承受正向電壓導通，ud=0，uo=ui；ui<5v時二極體vd承受反向電壓截止，電阻r中無電流，ur=0，uo=5v。輸入電壓ui和輸出電壓uo的波形如圖1.6（b）所示。
對圖1.5（c）所示電路，輸出電壓uo為：
ui≥5v時二極體vd承受反向電壓截止，電阻r中無電流，ur=0，uo=ui；ui<5v時二極體vd承受正向電壓導通，ud=0，uo=5v。輸入電壓ui和輸出電壓uo的波形如圖1.6（c）所示。
1.3在如圖1.7所示的電路中，試求下列幾種情況下輸出端f的電位uf及各元件（r、vda、vdb）中的電流，圖中的二極體為理想元件。
（1）v。
（2），v。
（3）v。
圖1.7習題1.3的圖
分析在乙個電路中有多個二極體的情況下，一些二極體的電壓可能會受到另一些二極體電壓的影響，所以，在判斷各個二極體的工作狀態時，應全面考慮各種可能出現的因素。一般方法是先找出正向電壓最高和（或）反向電壓最低的二極體，正向電壓最高者必然導通，反向電壓最低者必然截止，然後再根據這些二極體的工作狀態來確定其他二極體承受的是正向電壓還是反向電壓。
解（1）因為v而ucc=6v，所以兩個二極體vda、vdb承受同樣大的正向電壓，都處於導通狀態，均可視為短路，輸出端f的電位uf為：
（v）電阻中的電流為：
（ma）
兩個二極體vda、vdb中的電流為：
（ma）
（2）因為，v而ucc=6v，所以二極體vdb承受的正向電壓最高，處於導通狀態，可視為短路，輸出端f的電位uf為：
（v）電阻中的電流為：
（ma）
vdb導通後，vda上加的是反向電壓，vda因而截止，所以兩個二極體vda、vdb中的電流為：
（ma）
（ma）
（3）因為v而ucc=6v，所以兩個二極體vda、vdb承受同樣大的正向電壓，都處於導通狀態，均可視為短路，輸出端f的電位uf為：
（v）電阻中的電流為：
（ma）
兩個二極體vda、vdb中的電流為：
（ma）
1.4在如圖1.8所示的電路中，試求下列幾種情況下輸出端f的電位uf及各元件（r、vda、vdb）中的電流，圖中的二極體為理想元件。
（1）v。
（2）v，。
（3）v。
圖1.8習題1.4的圖
分析本題與上題一樣，先判斷出兩個二極體vda、vdb的工作狀態，從而確定出輸出端f的電位，再根據輸出端f的電位計算各元件中的電流。
解（1）因為v，所以兩個二極體vda、vdb上的電壓均為0，都處於截止狀態，電阻r中無電流，故：
（ma）
輸出端f的電位uf為：
（v）（2）因為v，v，所以二極體vda承受的正向電壓最高，處於導通狀態，可視為短路，輸出端f的電位uf為：
（v）電阻中的電流為：
（ma）
vda導通後，vdb上加的是反向電壓，vdb因而截止，所以兩個二極體vda、vdb中的電流為：
（ma）
（ma）
（3）因為v，所以兩個二極體vda、vdb承受同樣大的正向電壓，都處於導通狀態，均可視為短路，輸出端f的電位uf為：
（v）電阻中的電流為：
（ma）
兩個二極體vda、vdb中的電流為：
（ma）
1.5在如圖1.9所示的電路中，已知v，v。試用波形圖表示二極體上的電壓ud。
分析設二極體為理想元件，則二極體導通時ud=0，二極體截止時因電阻r中無電流，，因此，判斷出二極體vd在ui和e作用下哪個時間段內導通，哪個時間段內截止，即可根據ud的關係式畫出其波形。
解設二極體為理想元件，則當≥0，即e≥v時二極體導通，ud=0；當，即v時二極體截止，v。由此可畫出ud的波形，如圖1.10所示。
圖1.9習題1.5的圖圖1.10習題1.5解答用圖
1.6在如圖1.11所示的電路中，已知v，ω，ω。
穩壓管vdz的穩定電壓v，最大穩定電流ma。試求穩壓管中通過的電流iz，並判斷iz是否超過izm？如果超過，怎麼辦？
分析穩壓管工作於反向擊穿區時，電流雖然在很大範圍內變化，但穩壓管兩端的電壓變化很小，所以能起穩壓的作用。但與穩壓管配合的電阻要適當，否則，要麼使穩壓管的反向電流超過允許值而過熱損壞，要麼使穩壓管因為沒有工作在穩壓區而不能穩壓。
圖1.11習題1.6的圖
解設穩壓管vdz工作正常，則電阻r1和r2中的電流分別為：
（ma）
（ma）
穩壓管中通過的電流iz為：
（ma）
可見。如果iz超過izm，則應增大r1，也可減小r2。但r2一般是負載電阻，不能隨意改變，若r1不能變，則應限制r2的最大值，或另選穩壓管。
1.7有兩個穩壓管vdz1和vdz2，其穩定電壓分別為5.5v和8.
5v，正向壓降都是0.5v，如果要得到0.5v、3v、6v、9v和14v幾種穩定電壓，這兩個穩壓管（還有限流電阻）應該如何連線，畫出各個電路。
分析穩壓管工作在反向擊穿區時，管子兩端電壓等於其穩定電壓；穩壓管工作在正嚮導通狀態時，管子兩端電壓等於其正向壓降。因此，可通過兩個穩壓管的不同組合來得到不同的穩定電壓。
解應按如圖11.12（a）～（e）所示各個電路連線，可分別得到上述幾種不同的穩定電壓，圖中的電阻均為限流電阻。
圖1.12習題1.6的圖
1.8在一放大電路中，測得某電晶體3個電極的對地電位分別為-6v、-3v、-3.2v，試判斷該電晶體是npn型還是pnp型？鍺管還是矽管？並確定3個電極。
分析電晶體的型別（npn型還是pnp型，矽管還是鍺管）和管腳可根據各極電位來判斷。npn型集電極電位最高，發射極電位最低，即，；pnp型集電極電位最低，發射極電位最高，即，。矽管基極電位與發射極電位大約相差0.
6或0.7v；鍺管基極電位與發射極電位大約相差0.2或0.
3v。解設電晶體3個電極分別為1、2、3，即v、v、v。因為2、3兩腳的電位差為0.2v，可判定這是乙個鍺管，且1腳為集電極。
由於集電極電位最低，可判定這是乙個pnp型管。又由於2腳電位最高，應為發射極，而3腳為基極。因為發射極與基極之間的電壓v，基極與集電極之間的電壓v，可見發射結正偏，集電結反偏，電晶體工作在放大狀態。
綜上所述，可知這是乙個pnp型的鍺電晶體。
1.9電晶體工作在放大區時，要求發射結上加正向電壓，集電結上加反向電壓。試就npn型和pnp型兩種情況討論：
（1）uc和ub的電位哪個高？ucb是正還是負？
（2）ub和ue的電位哪個高？ube是正還是負？
（3）uc和ue的電位哪個高？uce是正還是負？
分析電晶體工作在放大區時，要求發射結上加正向電壓，集電結上加反向電壓。對npn型電晶體，電源的接法應使3個電極的電位關係為。對pnp型電晶體，則應使。
解（1）對npn型電晶體，由可知：，，；，，。
（2）對pnp型電晶體，由可知：，，；，，。
1.10乙個電晶體的基極電流μa，集電極電流ma，能否從這兩個資料來確定它的電流放大係數？為什麼？
分析電晶體工作在不同狀態時，基極電流和集電極電流的關係不同。工作在截止狀態時，；工作在放大狀態時；工作在飽和狀態時。
解不能由這兩個資料來確定電晶體的電流放大係數。這是因為電晶體的電流放大係數是放大狀態時的集電極電流與基極電流的比值，而題中只給出了基極電流和集電極電流的值，並沒有指明這兩個資料的測試條件，無法判別電晶體是工作在放大狀態還是飽和狀態，所以不能由這兩個資料來確定電晶體的電流放大係數。
1.11若電晶體的發射結和集電結都加正向電壓，則集電極電流ic將比發射結加正向電壓、集電結加反向電壓時更大，這對電晶體的放大作用是否更為有利？為什麼？
分析電晶體的發射結和集電結都加正向電壓時工作在飽和狀態，ic不隨ib的增大而成比例地增大，電晶體已失去了線性放大作用。
解發射結和集電結都加正向電壓時對電晶體的放大作用不是更為有利，而是反而不利。這是因為這時電晶體工作在飽和狀態，集電極電流ic雖然比發射結加正向電壓、集電結加反向電壓（即放大狀態）時更大，但是ic已不再隨ib線性增大，ib對ic已失去控制作用，所以已沒有放大能力。另一方面，電晶體工作在飽和狀態時集電極與發射極之間的電壓v，雖然ic更大，但電晶體的輸出電壓反而更小，所以也不能把電流放大作用轉換為電壓放大作用。
1.12有兩個電晶體，乙個管子的、μa，另乙個管子的、μa，其他引數都一樣，哪個管子的效能更好一些？為什麼？
分析雖然在放大電路中電晶體的放大能力是乙個非常重要的指標，但並非β越大就意味著管子效能越好。衡量乙個電晶體的效能不能光看
一、兩個引數，而要綜合考慮它的各個引數。在其他引數都一樣的情況下，β太小，放大作用小；β太大，溫度穩定性差。一般在放大電路中，以左右為好。
icbo受溫度影響大，此值越小，溫度穩定性越好。icbo越大、越大的管子，則iceo越大，穩定性越差。
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