1第一章习题及解答1.1选择题（1）在本征半导体中，空穴浓度_电子浓度；在N型半导体中，空穴浓度_电子浓度；在P型半导体中，空穴浓度_电子浓度。A大于 B小于 C等于（2）杂质半导体中的少数载流子浓度_本征载流子浓度。A大于 B小于 C等于（3）随着温度的升高，在杂质半导体中，少数载流子的浓度_，而多数载流子的浓度_。A明显增大 B明显减小 C变化较小（4）空穴 ，N型半导体 。A带正电 B带负电 C呈电中性（5）在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于_，而少数载流子的浓度与_关系十分密切。A温度 B掺杂工艺 C质量答：（1）C，B，A （2）B （3）A，C （4）A，C （5）B，A1.2 一锯齿波电流如图P1.2所示，写出其Fourier级数，利用PSpice的频谱（FFT）分析，验证你的结果。图P1.2解：任一周期为T的周期函数可展开为Fourier级数：其中 ， 本题的周期性锯齿波电流的周期，在一个周期内的解析表达式为： 所以， ， ，于是(A)1.3 填空题（1）放大电路的放大能力大小常用电压放大倍数为多少倍或电压增益为多少分贝（dB）表示。例如，电压放大倍数100倍折合成电压增益为 40 dB；电压增益100dB折合成电压放大倍数为 100000倍。（2）已知某两级放大电路的第一级电压增益为20dB，第二级电压增益为40dB，则总增益为 60 dB，相当于电压放大倍数为1000倍。（3）已知某两级放大电路的第一级电压放大倍数为100倍，第二级电压放大倍数为10倍，则总电压放大倍数为1000倍，换算为对数电压增益为60dB。（4）某放大电路当接入一个内阻等于零的信号源电压时，测得输出电压为5V，在信号源内阻增大到1，其它条件不变时，测得输出电压为4V，说明该放大电路的输入电阻为 4k。（5）已知某放大电路的输出电阻为3，在接有4负载电阻时，测得输出电压为2V。在输入电压不变的条件，断开负载电阻，输出电压将上升到 3.5V_。答：（1）放大器电压放大倍数与电压增益之间的换算关系为：故折合为：而折合为： （2）多级级联放大器总电压放大倍数与各级放大器的电压放大倍数之间的关系为： 故 在本题中，故总增益：总电压放大倍数：（3）参见本题2）小题，可得（4） 如图所示，设信号源的电动势为，内阻为，放大电路的输入电压为，输入电阻为，电压放大倍数为，输出电压为。当时，可得当时， ，此时，故有，由上两式可得，最后解出实验上常利用上述方法来测量放大电路（特别是输入电阻很大时）的输入电阻。（5）如图所示，当放大器输出端接有负载电阻时，输出电压，可解出 ；当断开负载电阻时，输出电压1.4一种用于测量放大电路输入电阻的电路框图如图P1.4所示。已知电阻的阻值为，并已用电子毫伏表测出了和 的值，试写出计算输入电阻的表达式。 图P1.4解： 由电压分压公式有：可解出 实验上常利用上述方法来测量放大电路的输入电阻。1.5 一个电压放大电路，当接有负载电阻时，测得其输出电压为（有效值）。断开负载电阻后，测得其输出电压为4.5，求该放大电路的输出电阻。解：由图可知，当断开负载电阻时，输出电压当接有负载电阻时，输出电压由此可解出实验上常利用上述方法来测量放大电路的输出电阻。1.6 为测定某单管放大电路的通频带，在输入电压10mV不变的条件下，改变输入电压频率f，测出相应的输出电压，测试结果如表P1.6。试问该放大电路的上限截止频率fH和下限截止频率fL各为多少？表P1.6 f / Hz101001k10k500k/ V0.71110.1答：由表可知，该单管放大电路的中频电压放大倍数为：当频率时，电压放大倍数为：，故该放大电路的下限截止频率；放大电路的高频响应为：，可解出， （若）当频率时，电压放大倍数与中频电压放大倍数之比为：用时， ，代入可求得该放大电路的上限截止频率：1.7 填空题（1）放大电路的输入信号频率升高到上限截止频率时，放大倍数幅值下降到中频放大倍数的_0.707_倍，或者说下降了_3_dB；放大倍数的相位与中频时相比，附加相移约为_-45_度。（2）当放大电路的输入信号频率下降到下限截止频率时，放大倍数的幅值下降到中频放大倍数的_0.707_倍，或者说下降了_3_dB；放大倍数的相位与中频时相比，附加相移约为_45_度。答：（1）放大电路高频响应的电压放大倍数表达式为：当时，故放大倍数下降为中频放大倍数的0.707倍，折合成分贝表示为：；而此时的附加相移约为：。（2）放大电路低频响应的电压放大倍数表达式为：当时，故放大倍数下降为中频放大倍数的0.707倍，折合成分贝表示为：；而此时的附加相移约为：。1.8 设计一个上限截止频率为10kHz的低通滤波电路，利用PSpice的频率响应分析（AC分析），验证你的设计。解：可采用如图所示的RC低通滤波电路，若取，则由，可得： 1.9设计一个在3kHz频率处具有3dB拐点的高通滤波电路，利用PSpice的频率响应分析（AC分析），验证你的设计。解：在3kHz频率处具有3dB拐点的高通滤波电路即下限频率的高通滤波电路，可采用如图所示的RC高通滤波电路，若取，则由，可得： 1.10 一个两级放大电路的交流等效电路如图P1.10所示，试写出其电压增益。图P1.10解：2第二章习题及解答2.1 什么叫做载流子的漂移运动、扩散运动？漂移电流，扩散电流的大小主要与什么有关？答：载流子在电场作用下的定向运动称为漂移运动。载流子从高浓度处移向低浓度处的运动称为扩散运动。漂移电流的大小主要由少数载流子的浓度决定。扩散电流的大小主要由外加正向偏置电压的大小决定。2.2选择题（1）普通小功率硅二极管的正向导通压降约为_B_，反向电流一般_C_；普通小功率锗二极管的正向导通压降约为_A_，反向电流一般_D_。A0.10.3V B0.60.8V C小于 D大于（2）由二极管的伏安特性曲线可知，其交流电阻总是 C 。A大于直流电阻； B等于直流电阻； C小于直流电阻（3）电路如图P2.2-3所示，当直流电源电压E增大时，二极管D的动态电阻rd将_ B _。A增大 B减小 C保持不变 图P2.2-3 图P2.2-4（4）在图P2.2-4所示的电路中，当E3V时，测得ID1mA，。a当E调到6V，则ID将为_ D _。A1mA B大于1mA，但小于2mA C2mA D大于2mAb保持E3V不变，温度升高20，则将为_ A_。A小于0.7V B0.7V不变 C大于0.7V答：（2）如图所示，设二极管的静态工作点为点，直线是点与原点的连线，直线是二极管的伏安特性曲线过点的切线，则二极管的直流电阻： 是直线的斜率的倒数；而二极管的交流电阻： 是直线的斜率的倒数；由二极管的伏安特性曲线可看出，不管点位于特性曲线上何处，直线的斜率总是大于直线的斜率，故直线的斜率的倒数总是小于直线的斜率的倒数，即二极管的交流电阻总是小于直流电阻。 （3）当直流电源电压E增大时，二极管D的静态电压也将增大，参见本题2）小题图可知，静态电压增大，直线的斜率也越大，故二极管D的动态电阻（交流电阻）将减小。（4）（a）由E3V，ID1mA，可算出：；当E6V时，增加很小，基本不变，仍然可认为，于是 2.3 利用PSpice确定图P2.2-4中二极管电流和电压随输入电压变化的特性（传输特性），并对它作出某些有用的结论。设R2kW，二极管为Pspice器件库中的D1N4002。2.4 如图P2.4电路，其输入信号，二极管采用恒压源模型，设其正向压降为0.7V，画出各电路中输出信号vo1、vo2的波形，并标明其电压幅值。图P2.4解：（a）当输入电压时，二极管D截止，； 当输入电压时，二极管D导通，。故该电路的电压传输特性为： 根据输入信号和电压传输特性可画出输出信号vo1的波形如下：由电压传输特性知该电路为单向限幅电路。（b）当输入电压时，D1导通，D2截止，； 当时，D1截止，D2截止，当输入电压时，D1截止，D2导通，。故该电路的电压传输特性为： 根据输入信号和电压传输特性可画出输出信号vo2的波形如下：由电压传输特性知该电路为对称双向限幅电路。2.5 电路如图P2.5(a)所示，RL=100kW，输入波形vi如图P2.5(b)所示，频率为1kHz，假定二极管为理想开关模型，确定输出波形。 图P2.5解：该电路的时间常数，输入信号的周期，可见，故该电路为二极管箝位电路，箝位电压，电容两端的电压其电压传输特性为：,根据输入信号波形和电压传输特性可画出输出信号vo的波形如下：2.6 如图P2.6所示半波整流电路，设变压器内阻和二极管正向电阻均可忽略不计，RL=200500W，输出电压平均值。试问：（1)变压器次级电压的有效值V2 ？（2)如果考虑电网电压波动范围为10%，则二极管的最大整流平均电流和反向击穿电压各至少应取多少？图P2.6解：（1）（2）当电网电压上升10%，且负载电阻最小时，流过二极管的电流为最大，故二极管的最大整流平均电流至少应取： 当电网电压上升10%时，二极管承受的反向电压为最大，故二极管的反向击穿电压至少应取： 。2.7 在图P2.7所示全波整流滤波电路中，变压器次级电压有效值如图中所标注，二极管的正向压降和变压器内阻均可忽略不计。（1)标出输出电压VO对地的极性；（2)估算输出电压的平均值；（3)求出每只二极管的平均整流电流及所承受的最大反向电压。图P2.7解：（1）输出电压VO对地的极性：上正下负；（2）输出电压的平均值：（3）每只二极管的平均整流电流：每只二极管所承受的最大反向电压：2.8设图P2.8中的二极管为理想二极管，试分析判断图中二极管是导通还是截止。图P2.8解：先将D断开，计算A、B点对地电压（a）应用叠加定理： ，