第一章 双极型半导体器件
例题及选择题
制作人:龚淑秋
例 1-1 图 1-1所示的各电路中,二极管为理想二极管。试
分析其工作情况,求出流过二极管的电流。
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。
图 1-1 例 1-1图
E1
20V
R1
10Ω
VD1
a)
E2
8V
R2

VD2
b)
图 1-1b中,二极管反向偏置,VD2 可
视为开路,得到图 1-2b,
ID1=E1 /R1=20V/10Ω=2A
可知:
ID2 =0A
图 1-1a中,电源的正极接二极管的正
极,电源的负极通过电阻 R 1 接二极
管的负极,此时二极管正向偏置。将
VD1 视为短路,得到图1 -2 a。
由图 1-2a可求得流过二极管 VD1的
电流:图 1-2a 图 1-1a等效电路
E1
20V
R1
10Ω
VD1
a)
ID1
E2
8V
R2

VD2
b)
ID2
图 1-2b 图 1-1b等效电路
R
E2
VD2
VD1
E1
8V
16V
UO
例1 -2 设图1 -3中的 VD1,VD2都是理想二极管,求
电阻 R ( R = 3 kΩ) 中的电流和电压 U O 。
解 在二个电源 E 1 和 E 2 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 。
图 1-3
1) 先判断 VD1的状态。把
VD1从图中取下,如图 1-4a所示
( R =3 kΩ)。
R
E2
VD2
E1
8V
16V
UO
a b
+ _
R
E2
VD1
E1
8V
16V
UO
c d
+_
图 1-4a 判断 VD1的状态
从图 1-4a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 1-4b所示。
图 1-4b 判断 VD2的状态
可以判断出图中的 VD1是正向导通
的,于是8 V 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图1 -3的等效电路(图1 -5)。
I = E1+E2/R=(8+16)V /3kΩ=8mA
UO = -E1= -8V
U O = 16V - 3 kΩ *8mA = -8V
流过电阻 R ( R = 3 kΩ)的
电流:
R
E2
VD2
VD1
E1
8V
16V
UO
I
图 1-5 图 1-3的等效电路
例 1-3 图 1-6电路中,VD1和 VD2均为理想二极管,直流
电压 U 1> U 2,ui,uo是交流电压信号的瞬时值。试求,
1)当 ui>U1时,uo=?
2)当 ui<U2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,
电路中的二极管按上述原
则处理后就得到了一个不
含二极管的电路。
VD1 VD2
A
B`
R1 R2
ui u
oU
1 U2
B
图 1-6
1) 当 ui>U 1 时。二极管 VD1 的正极经 R1接 U 1,二极管
的负极接 ui 。由于 ui>U 1 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 U1>U2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 1-7所示。
由图 1-7可知:
uo=U 2
VD1 VD2A
B`
R1 R2
ui u
oU
1 U2
B C
图 1-7 U1>U2,ui>U 1 时图 1-6的等效电路
2) ui<U2时。由于 U1>U2,而 U2>ui,所以 U1>ui,此时
VD1正向偏置,理想二极管 VD1可以视为短路。 VD1做短路
处理后 UBB`=ui,这时 VD2的负极接 ui, VD2的正极经 R2接 U2。
由于 U2>ui,所以 VD2正向偏置,理想二极管 VD2亦可视为
短路。 VD
1和 VD2均做短路处理后的
等效电路如图 1-8所示。
由图 1-8可知:
uo=ui
uo
VD1 VD2A
B`
R1 R2
ui
U1 U2
B
图 1-8 U1>U2,ui<U 2时图 1-6的等效电路
例1 -4 在图1 -9所示的电路中,E = 5V、
ui=10sinωt(V),VD为理想二极管,试画出输出电压 uo的波形。
解 分析出 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路中求出
uo的波形。
R
5V
ui u
o
VD
E
图 1-9
1) ui正半周,且 ui<5V时。
VD的正极经 R接 ui,其负极电源
E。由于 ui<5V,所以 VD反向偏
置,理想二极管 VD可视为开路
(图 1-11)
由图 1-11知,此时 uo=ui,
输出 0a段和 bc段上的波形与输
入电压 ui波形是一致的。
2) ui正半周,当 ui > 5V时。
此时 VD正向偏置,理想二极管
VD可视为短路(图 1-12)。
R
5V
ui u
o
VD
E
由图 1-12知,uo= 5V。输出电
压 uo在 ab段上是 uo= 5V,平行于
横轴的直线。
R
5V
ui u
o
VD
E
图 1-11
图 1-12
3) ui为负半周时。 ui
为负半周时,其实际方向如
图 1-13所示。
此时 VD反向偏置,理
想二极管 VD可视为开路。
由图 1-13可知,uo=ui,即
在 ui为负半周时 uo的波形与
ui的波形是一致的。
输出电压 uo的波形如图 1-10b所示。
uo
R
5V
ui
VD
E
图 1-13
t
Ui /V
-10
0
5
10
-5
先画出输入正弦电压的波形(图 1-10a)。
t
图 1-10a 图 1-10b
Uo/V
-10
0
5
10
-5
a b
c
例1 -5 两个稳压管 VSZ1和 VSZ2的稳压值分别为 5.5V和 8.5V,
正向压降均为 0.5V,要得到 6V和 14V电压,试画出稳压电路。
解 稳压管工作在反向击穿特性上。它反向偏置时,管两端
电压为其稳压值,稳压管正向偏置时,管两端电压为其正向压降
值。
根据上面分析,可画出1 -14两个稳压电路。
R
5.5V
Ui U
o=6V
VSZ2
VSZ1
0.5V
R
5.5V
Ui U
o=14V
VSZ2
VSZ1
8.5V
图 1-14
例1 -6 某晶体管的集电极电流 ic为 1.6mA。穿透电
流 ICEO为 0.2mA,电流放大系数 ?=40,求基极电流 ib和发
射极电流 ie。
解 因为 ic= ?i b+ICEO
所以
ib=ic-ICEO /?=(1.6-0.2)mA/40=35μA
ie=ic+ib=1.6mA+0.035mA=1.635mA
例 1-7 用直流电压表测某电路中三只晶体管的三个电极对地的电压,其数值如图
1-15所示。试指出每只晶体管的 E,B,C三个极,并说明该管是硅管还是锗管。
1
2 3
1
2 3
1
2 3
6V 6V0V
-2.3V -3V -0.7V 5V 5.7V -6V
1V 2V 3V
)a )b )c
图 1-15 例 1-7图
解 在正常工作的情况下 NPN型硅管发射结的直流压降为 =0.6到 0.8伏; PNP
型锗管 =-0.2到 -0.3伏。 BEUBEU
1V1V 管的,7.0)3(3.2 VVVUUU EBBE ??????? 可见 是 NPN硅管。
三个极,2为 B; 3为 E; 1为 C
管的
2V VVVUUU EBBE 7.0)7.0(0 ?????? 2V 管是 NPN型硅管
三个极,1为 B; 2为 E; 3为 C
3V
管的 VVVUUU
EBBE 3.067.5 ?????? 3V
管是 PNP型锗管
三个极,2为 B; 1为 E; 3为 C
1-1 本征半导体掺入五价元素成为 ( )
a) 本征半导体 b) N行半导体 c) P行半导体
1-2 N型半导体的多数载流子是 ( )
a) 电子 b)空穴 c)正离子 d)负离子
b
a
1-3 P型半导体中的多数载流子是( ),N型半导体的
多数载流子是( )
a) 自由电子 b) 空穴
1-4 PN节中扩散电流的方向是( ),漂移电流的方向
( )
a) 从 P区到 N区 b) 从 N区到 P区
b
a
ba
选择题
1-5 当 PN结正偏时,空间电荷中载流子的扩散运动和漂
移运动相比 ( )
a) 前者强于后者 b) 后者强于前者 c) 二者平衡
1-6 PN未加外部电压时,扩散电流 ( )漂移电流。
a) 大于 b) 小于 c) 等于
1-7 二级管的正向电阻( ),反向电阻( )。
a) 大 b) 小
1-8 锗二极管的导通电压( ),死区电压( )。
硅二极管的导通电压( ),死区电压( )。
a) 0.7V b) 0.2V c) 0.3V d) 0.5V
a
c
b a
c b
a d
1-9 二极管的导通条件是 ( )
a) u D> 0 b) uD>死区电压
c) uD >击穿电压 d)uD <死区电压
1-10 当温度升高后,二极管的正向电压 ( ),反向
电流 ( )。
a) 增大 b) 减小 c) 基本不变
1-11 稳压管( )
a1) 是二极管 b1)不是二极管 c1)是特殊的二极管
稳压管工作在( )状态。
a2)正向导通 b2)反向截止 c2) 反向击穿
b c
ba
c1
c2
1-12 正偏时,对于某个确定的工作点,普通二极管的交流
电阻 rD和直流电阻R D相比( )
a)rD<R D b) rD=R D c) rD>R D d) 不一定哪个大
c
1-13随着正向电流的增大,普通二极管的直流电阻和交流电
阻 ( ).
a) 二者都增大 b) 前者增大,后 者 减 小
c)前者减小,后者增大 d)二者都减小
1-14 用万用表的 R*10和 R*100档测量同一个二极管的正向
电阻,两次测量的值分别是 R1和 R2,则二者相比,( )。
a)R1>R2 b)R1=R2 c)R1<R2 d)说不定哪个大
d
c
1-15 把一个二极管直接同一个电动势为 1.5V,内阻为零的
电池正向连接,该管 ( )
a) 击穿 b) 电流为零 c)电流正常 d)电流过大使管子烧坏
d
1-16 电路如图 1-17所示,输出电压 U0应为 ( ).
a)0.7V b)3.7V c)10V d)0.3V
a
图 1-17 题 1-16图
10V
R
5
k
?
3V VD2
VD1
1-17 图 1-18给出了锗二极管和硅二极管的伏安特性 。 硅管
的特性曲线 ( )
a)由 a和 c组成 b)由 a和 d组成
c)由 b和 c组成 d) 由 b和 d组成
1-18 由锗二极管 VD,电源 E和电阻 R( R=3k ) 组成电路 1-19
所示, 该电路中电流比较准确的值是 ( )
a) 0 b)0.27mA c)0.4mA d) 0.5mA
?
图 1-19 题 1-17图
ID
UD
ab
cd
E 1.5
V
VD
R
图 1-19 题 1-18图
b
c
1-19 图 1-20所示的几条曲线中,表示理想二极管正
向伏安特性的是 ( )
a) b) c) d)
0 0 0 0
iD iD iD iD
uD uDuDuD
图 1-20 题 1-19图
c
1-21 稳压管稳压电路如图 1-22所示,其中 UZ1=7V,UZ2=3V,
该电路的输出电压为 ( )
a)0.7V b)1.4V c)3V d)7V
1-20 稳压管电路如图 1-21所示,稳压管的稳压值
Uz=6.3V,正向导通压降 UD=0.7V,其输出电压为 ( ).
a)6.3V b)0.7V c)7V d)14V
c
c
-
++
-
24V 12V
R R
VSZ2
VSZ1
VSZ1 VS
Z2
U0 U0
图 1-21 题 1-20图 图 1-22 题 1-21图
1-22 稳压管电路如图 1-23所示,UZ1=UZ2=7V,正向导通时
UD=0.7V,其输出电压 ( )V.
a)1.4V b)7V c) 10V d)14V
+
-
R
10V
VSZ1
VSZ2 U0
d
图 1-23 题 1-22图
1-23 工作在放大区的某三极管,当 IB从 20 增大到 40 时,
Ic从 1mA变为 2mA,则它的 值约为 ( )
a)10 b)50 c)100
A?A?
? b
1-24 工作在放大状态的晶体管,流过发射节的主要是 ( )电
流,流过集电极的主要是 ( )电流 。
a)扩散电流 b)漂移电流
1-25 NPN型 和 PNP型晶体管的区别是 ( ) 。
a)由两种不同材料硅和锗制成的 b)掺入杂质元素不同
c)P区和 N区的位置不同
1-26 对放大电路中的三极管测量, 各级对地的电压为 UB=2.7V,
UE=2V,UC=6V,则该管为 ( ) ( ) ( )
a) Si材料 b)NPN材料 c)Ge 材料
b) d)PNP管 e)工作在放大区
a
a b
b
c
e
1-27 电路如图 1-24所示,该管工作在 ( )区,
a)放大 b)截止 c)饱和
+UCC
12V4k?20k?
=100
UBE=0.7V
UCES=0.3V
?
图 1-24 题 1-27图
1-28 测得三极管 IB=30 时 IC=2.4mA,IB=40 时
IC=3mA,
则该管 的交流 电流放大系数为 ( )
a)80 b)60 c)75 d)100
A? A?
c
b
1-29 三极管的反向电流 ICBO是由 ( )组成的,
a)多数载流子 b)少数载流子
c) 多数载流子和少数载流子共同
1-30 当温度升高时,晶体管的参数和电流应按如下变
化 ( )( )( )( )
a) b) c)
d) e) f)
?? ?? ?CEOI
?BEU ?CI ?BEU
1-31 三极管的 ICEO大,说明其 ( ).
a)工作电流大 b)击穿电压高
c)寿命长 d)热稳定性差
a d
d
c e
b
1-32 用直流电压表测得放大电路中某晶体管电级 1,2,
3的电位各为 V1=2V,V2=6V,V3=2.7V,则 ( )
a)1为 e 2 为 b 3为 c b) 1为 e 2 为 c 3为 b
c) 1为 b 2 为 e 3为 c d) 1为 b 2 为 c 3为 e
1-33 晶体管共发射级输出特性常用一族曲线表示,其
中每一族曲线对应一个特定的 ( )
a) i C b)uCE c)iB d) iE
1-34 某晶体管的发射极电流等于 1mA,基极电流等于
20,则它的集电极电流等于 ( )mA.
a)0.98 b)1.02 c)0.8 d)1.2
A?
b
a
c
1-35 已知一个晶体管的 ICEO为 200,当基极电流为 20
时,集电极电流为 1mA,则该管的 ICBO约等于 ( )
a)8 mA b)10mA c)5 d)4
A? A?
A? A?
1-36 晶体管具有电流放大功能,这是由于它在电路中采用
( )接法,
a)共发射极 b)共基极
c)共集电极 d)任何接法
c
c
1-37 图 1-25所示为三极管输出特性,该管在 UCE=6V,
IC=3mA处的电流放大倍数 为 ( ).
a) 60 b)80 c)100 d)10
? c
0 12
i C
/m
A
uCE /
V
8 104 62
4
3
2
1
iB=40 A?
10
20
30
0
图 1-25 题 1-37图