第二章 习题解答2-1 电话线路上的直流电压约为50V，用于电话机通话时的直流电源。话机内部电路对电压有极性的要求。话机电路中有一个导向电路，如题2-1图所示。外线与话机引线相接时不必考虑电压极性。试说明其工作原理。答：当外线与话机引线相接时，如果话机引线的上端接正、下端接负，则电源正端经过D1，话机内的其他电路、D4到电源负端，形成电流回路，此时二极管D1、D4正向导通，D2、D3截止。如果话机引线的下端接正、上端接负，则电源正端经过D2、话机内的其他电路、D3到电源负端，形成电流回路。由此或见，无论话机引线的上端接正还是下端接正，对于话机内的其他电路来说都符合对电压极性的要求，这就是导向电路所起的作用。2-2 已知硅和锗PN结的反向饱和电流分别为10-14A和10-8A。若外加电压为0.25V、0.45V、0.65V时，试求室温下各电流I，并指出电压增加0.2V时，电流增加的倍数。解：根据式（1-2-4） ，室温时对于硅PN结：，则外加电压V0.25V0.45V0.65VI14993.73285 75567.201010电压增加0.2V时电流增加的倍数为对于锗PN结，则外加电压V0.25V0.45V0.65V14993.73285 75567.201010I电压增加0.2V时电流同样增加2191倍。2-3 在室温时锗二极管和硅二极管的反向饱和电流分别为1A和0.5pA，若两个二极管均通过1mA正向电流，试求它们的管压降分别为多少。解：根据二极管的伏安特性 当VVT时 则 若锗二极管的， ，则若硅二极管的，则2-4 两个硅二极管在室温时反向饱和电流分别为210-12A和210-15A，若定义二极管电流I=0.1mA时所需施加的电压为导通电压，试求各VD（on）。若I增加到10倍，试问VD（on）增加多少伏。解：根据二极管的伏安特性 当IIS时 则当硅二极管的时，则当硅二极管的时，则若I增加到10倍，则2-5 已知IS（27）=10-9A，试求温度为10、47和60时的IS值。解：由于温度每升高10，IS约增加一倍，即已知To=27时，则，2-6 题2-6图所示电路中为三个完全相同的二极管，IS=10-14A。要求在输出电压V0=2V时，求电流值I。如果从输出端流向负载的电流为1mA，输出电压的变化为多少？解：（1）根据 其中 （2）如果流向负载的电流为1mA，则流过二极管的电流为 则 所以输出电压的变化为：2-7 在题2-7图所示电路中，设二极管为理想的，试判断图中各二极管是否导通，并求VAO值。解：根据题意，电路中的二极管都是理想的。（a）二极管D不通 （b）D导通 （c）D1导通，D2不通 （d）D1、D2均导通，则 2-8 题2-8图所示电路中，设二极管为理想的，求图中所示的电压和电流值。解：（a）图中理想二极管导通，V=-5V， I=1mA （b）图中理想二极管不通，V=5V， I=0 （c）图中理想二极管导通，V=5V， I=1mA （d）图中理想二极管不通，V=-5V， I=02-9 题2-9图所示电路中，设二极管是理想的，求图中标记的电压和电流值。解 （a）图中理想二极管D2导通，D1截止 V=3V I=8mA （b）图中理想二极管D1导通，D2截止 V=1V I=4mA2-10 假定题2-10图电路中的二极管是理想的，求图中标记的电压和电流值。解：（a）图中理想二极管D1导通，D2导通 V=0 （b）图中理想二极管截止，D2导通 2-11 假定题2-11图电路中的二极管是理想的，利用戴维南定理简化电路，并求图中标记的电压和电流值。解：（a）由于二极管是理想的，利用戴维南定理简化电路如下图： （b）同样由于二极管是理想的，用戴维南定理简化后如下图： 2-12 题2-8图所示电路中，利用恒电压降模型（VD=0.7V），求图中标注的电压和电流值。解：（a）二极管导通，VD=0.7V，则V=-4.3V （b）二极管截止，V=5V，I=0 （c）二极管导通，VD=0.7V，则V=4.3V （d）二极管截止，V=-5V，I=02-13 题2-13图所示电路中的二极管为理想的，试画出输出电压vo的波形。设vi=6sint(V)。解：（a）图中二极管为理想的，电路为上、下限幅电路。其中（b）图中二极管为理想的，电路为下限幅电路2-14 在题2-14图所示电路中，已知二极管参数VD(on)=0.25V，RD=7，PN结的串联电阻rS=2，VDD=1V，vs=20sint(mV)，试求通过二极管的电流iD=IDQid。解：（1）求直流电流IDQ令信号电压，由于电路中与相差不多，与RL相差不到一个数量级，所以二极管采用折线模型如下图： （2）求交流电流 令直流电压源，并将二极管用小信号电路模型替代如下图s已知则因此，通过二极管13.16的电流为：2-15 已知题2-15图所示电路中稳压管的稳定电压VZ=6V，最小稳定电流IZmin=5mA，最大稳定电流IZmax=25mA。（1）分别计算VI为15V、35V两种情况下输出电压V0的值；（2）若VI =35V时负载开路，则会出现什么现象？为什么？DZRL5001kVIVo题2-15图解：（1）当VI =15V时，假定稳压管DZ不导通，则先作开路处理，输出电压V0为R与RL的分压值。 VZ说明稳压管DZ已经导通，假定不正确，V0=VZ=6V。由于IZmin IZ IZmax稳压管将因功耗过大而损坏。2-16 在测试电流为28mA时稳压管的稳压值为9.1V，增量电阻为5。求稳压管的VZO，并分别求电流为10mA和100mA时的稳压值。2-17 在题2-17图所示稳压电路中，要求输出稳定电压为7.5V，已知输入电压VI在15V到25V范围内变化，负载电流IL在0到15mA范围内变化，稳压管参数为IZmax=50mA，IZmin=5mA，VZ=7.5V，rZ=10，试求R的取值范围。2-18 题2-18图所示为双向限幅电路，已知二极管参数VD(on)=0.7V，RD=100，试：（1）画出（VOVI）限幅特性曲线；（2）若vI=Vmsint，Vm=5V，画出vO的波形。解（1）由于 可画出限幅特性曲线如下图所示 图中上门限电压 下门限电压 （2）若则与相对应的波形如下：DSR+V(+5V)2-19 在题2-19图所示电路中，发光二极管导通电压VD=1.5V，正向电流在515mA时才能正常工作。试问： （1）开关S在什么位置时发光二极管才能发光？（2）R的取值范围是多少？ 题2-19图解：（1）开关S闭合时发光二极管才有正向电流，才能发光。（2）发光二极管的正向电流过小将不发光，过大将损坏发光二极管。R为限流电阻，其取值应保证发光二极管既发光又不至于损坏。根据已知条件，R的范围为：因此，R的取值范围为：。2-20 一个半波整流电路，它的输入为一个三角波，峰峰值为16V，平均值为0，R=1k。设二极管能用简化二极管模型（折线近似）表示，且VD(on)=0.65V，rD=20。求输出电压v0的平均值。解：半波整流电路中二极管用简化模型近似表示如下： 则输出电压如图中所示（为了计算方便，设三角波的斜率为1）输出电压的平均值为2-21、判断题，用“”或“”表示。（1）在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。（ ）（2）因为N型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。（ ）（3）PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（ ）（4）稳压二极管工作在稳压状态时，处于正向导通状态。（ ）答、判断题参考答案为：、。2-22、填空题。（1）半导体中有 和 两种载流子，在本征半导体中掺入 价元素，可形成P型半导体。（2）本征硅中若掺入5价元素的原子，则多数载流子应是 ，掺杂越多，则其数量一定越 ；相反，少数载流子应是 ，掺杂越多，则其数量一定越 。这样掺杂形成的半导体类型为 。（3）PN结空间电荷区又称为 区，在平衡条件下，电性呈 ，因为区内 所带的电量相等。P区侧应带 ，N区一侧应带 。空间电荷区的电场称为 ，其方向从 指向 。（4）PN结加正向电压时，空间电荷区将 。（5）二极管的单向导电性为：外加正向电压时 ，外加反向电压时 。（6）二极管的反向饱和电流值越小，则其 越好。（7）稳压二极管的稳压区是其工作在 状态。答、填空题参考答案为：（1）自由电子，空穴，三。（2）电子，多；空穴，少。N型半导体。（3）耗尽，中性，正、负离子。负电，正电。内建电场，N区，P区。（4）变窄。（5）导通，截止。（6）单向导电性。（7）反向击穿。习题66-1 设运放为理想器件。在下列几种情况下，他们分别属于哪种类型的滤波电路（低通、高通、带通、带阻）？并定性画出其幅频特性。（1）理想情况下，当和时的电压增益相等，且不为零；（2）直流电压增益就是它的通带电压增益；（3）理想情况下，当时的电压增益就是它的通带电压增益；（4）在和时，电压增益都等于零。答：（1）带阻