第一章半导体基础知识 自测题 、(1)√理论上可以吧(2)×半导体电量平衡不带电(3)√(4)×集电极 电流少数载流子漂移运动产生(5)√(6)×耗尽型N沟道MOS管的Us将沟道电 阻变小不是影响输入电阻 、(1)A(2)C(3)C(4)B(5)AC 四、Uo1=6VU=5V(先假设稳压管正常工作即工作在稳压状态,求出R上的电流 I,以及R1上的电流L,再求出稳压管上的电流Lz,如果Lz>I⌒MN,则假设正确;否则稳压 管相当于开路。) 五、根据PcM=200mW可得(PcM= Ic Uce):UcE=40V时l=5mA,UCE=30V时 lc≈6.67mA,Uc=20V时lc=10mA,UcE=10V时lc=20mA,将改点连接成曲线,即为 临界过损耗线。图略。 六、1、 RD Ic=Blr=2.6m ICRO Uo=UcE=2V. 2、临界饱和时UCs=UBE=0.7V,所以 2.86mA R B Rb BB -U ≈45.4kQ 七、T1:恒流区:T2:夹断区:T3:可变电阻区。 习题 1.1(1)AC(2)A(3)C(4)A 1.2不能。因为二极管的正向电流与其端电压成 指数关系,当端电压为15V时管子会因电流过大而 烧坏。所以要加保护电阻 13和lo的波形如图所示
1 第一章 `半导体基础知识 自测题 一、（1）√ 理论上可以吧 （2）×半导体电量平衡不带电 （3）√ （4）×集电极 电流少数载流子漂移运动产生 （5）√ （6）× 耗尽型 N 沟道 MOS 管的 UGS将沟道电 阻变小不是影响输入电阻。 二、（1）A （2）C （3）C （4）B （5）A C 三、UO1≈1.3V UO2＝0 UO3≈－1.3V UO4≈2V UO5≈1.3V UO6≈－2V 四、UO1＝6V UO2＝5V（先假设稳压管正常工作即工作在稳压状态，求出 R 上的电流 I，以及 RL 上的电流 IL，再求出稳压管上的电流 IZ，如果 IZ＞IZMIN，则假设正确；否则稳压 管相当于开路。） 五、根据 PCM＝200mW 可得（PCM＝IC UCE ） ：UCE＝40V 时 IC＝5mA，UCE＝30V 时 IC≈6.67mA，UCE＝20V 时 IC＝10mA，UCE＝10V 时 IC＝20mA，将改点连接成曲线，即为 临界过损耗线。图略。 六、1、 V 2V 2.6mA 26μA V CE CC C C C B b BB BE B = − = = = = − = U I R I I R U I UO＝UCE＝2V。 2、临界饱和时 UCES＝UBE＝0.7V，所以 − = = = = − = 45.4k V 28.6μA 2.86mA V B BB BE b C B c CC CES C I U R I I R U I 七、T1：恒流区；T2：夹断区；T3：可变电阻区。 习题 1.1（1）A C （2）A （3）C （4）A 1.2 不能。因为二极管的正向电流与其端电压成 指数关系，当端电压为 1.5V 时管子会因电流过大而 烧坏。所以要加保护电阻。 1.3 ui 和 uo 的波形如图所示。 t t u u O O i o /V /V 10 10
1.4v1和uo的波形如图所示 15的波形如图所示 1.6D=(V-Ub)/R=2.6mA,m≈U/D=109,l=UmD≈1mA。 17(1)两只稳压管串联时可得 14V(两只稳压管工作在二极管正向导通状态)、6.7V(6V稳压管工作在稳压、8V稳 压管工作在正向导通状态)、87V(8V稳压管工作在稳压、6V稳压管工作在正向导通状态 和14V(6V、8V稳压管工作在稳压状态)等四种稳压值 (2)两只稳压管并联时可得0.7V(两个均正接或一个正接一个反接:这三种组态都是 07V)和6V(只有两个均反接时6V稳压管工作在稳压、8V稳压管工作在反向截止状态) 等两种稳压值。 18由Pm得到Ih=PmUz=25mA,由INhx和lmn可以得到: Rmax=(Ui-UZ)/ IZMIN=1.8k Q2 Rmin=(Ur-Uz)/IZMax= 0. 36k Q 19(1)当U=10V时,若Uo=Uz=6V,则稳压管的电流为4mA,小于其最小稳定 电流,所以稳压管未击穿。故 RL 3.33V R+R 当U=15V时,由于上述同样的原因,Uo=5V 当U1=35V时,Uo=Uz=5V。 (2)1D,=(1-Uz)/R=29mA>ImN=25mA,稳压管将因功耗过大而损坏
2 1.4 ui 和 uo 的波形如图所示。 1.5 uo 的波形如图所示。 1.6 ID＝（V－UD）/R＝2.6mA，rD≈UT/ID＝10Ω，Id＝Ui/rD≈1mA。 1.7 （1）两只稳压管串联时可得 1.4V（两只稳压管工作在二极管正向导通状态）、6.7V（6V 稳压管工作在稳压、8V 稳 压管工作在正向导通状态）、8.7V（8V 稳压管工作在稳压、6V 稳压管工作在正向导通状态 和 14V（6V、8V 稳压管工作在稳压状态）等四种稳压值。 （2）两只稳压管并联时可得 0.7V（两个均正接或一个正接一个反接：这三种组态都是 0.7V）和 6V（只有两个均反接时 6V 稳压管工作在稳压、8V 稳压管工作在反向截止状态） 等两种稳压值。 1.8 由 PZM得到 IZMax＝PZM/UZ＝25mA，由 IZMax 和 IZmin 可以得到： Rmax=(UI-UZ)/ IZMIN=1.8kΩ Rmin=(UI-UZ)/ IZMax=0.36kΩ 1.9 （1）当 UI＝10V 时，若 UO＝UZ＝6V，则稳压管的电流为 4mA，小于其最小稳定 电流，所以稳压管未击穿。故 I 3.33V L L O + = U R R R U 当 UI＝15V 时，由于上述同样的原因，UO＝5V。 当 UI＝35V 时，UO＝UZ＝5V。 （2） I D = (UI −UZ ) R = Z 29mA＞IZM＝25mA，稳压管将因功耗过大而损坏。 t u O i /V 5 3 -3 t u O O/V 3.7 -3.7 t u O I1/V 3 0.3 t u O I2 /V 3 0.3 t u O O /V 3.7 1
1.10(1)S闭合。 (2)Rmin=(v-UD/IDmax s 23322, Rmax =(v-UD)/Ipmin=700Q2. 1.11波形如图所示。(当u>Uz时,稳压管工作在稳压状态;否则截止,Uo1、Uo2分 别为0和u 入 1.1260℃时lcBo≈32μA。 1.13选用β=100、lcBo=10μA的管子,其温度稳定性好, 114 1.15晶体管三个极分别为上、中、下管脚,答案如表 管号 PNP NPN NPN PNP NPN 材料 1.16当VBB=0时,T截止,o=12V 当VB=1V时,T处于放大状态。因为 Rn =VEL U BEQ =6q A, Ico=BIBo=3mA, uo=Vcc-IcoRc=9V Rb 当VB=3V时,T处于饱和状态。因为 VBB-0BEQ=160 A, IcQ=BIB 8mA, uo =vo 117取UcEs=UBE,若管子饱和,则 Bc=c=C睡,R2=B,所以≥A=100管子饱和。 Rb Ro Ro
3 1.10 （1）S 闭合。 （2） Rmin = (V −UD ) IDmax 233，Rmax = (V −UD ) IDmin = 700。 1.11 波形如图所示。(当 uI＞UZ时，稳压管工作在稳压状态；否则截止，UO1、UO2 分 别为 0 和 uI。 1.12 60℃时 ICBO≈32μA。 1.13 选用β＝100、ICBO＝10μA 的管子，其温度稳定性好。 1.14 1.15 晶体管三个极分别为上、中、下管脚，答案如表 管号 T1 T2 T3 T4 T5 T6 上 e c e b c b 中 b b b e e e 下 c e c c b c 管型 PNP NPN NPN PNP PNP NPN 材料 Si Si Si Ge Ge Ge 1.16 当 VBB＝0 时，T 截止，uO＝12V。 当 VBB＝1V 时，T 处于放大状态。因为 60μA CQ BQ 3mA uO CQ C 9V b BB BEQ BQ = = = = − = − = I I V I R R V U I ， ， CC 当 VBB＝3V 时，T 处于饱和状态。因为 CQ BQ O CQ C BE b BB BEQ BQ 160μ A I I 8mA u V I R U R V U I = ， = = ， = CC − ＜ − = 1.17 取 UCES＝UBE，若管子饱和，则 ， ，所以 100管子饱和。 C b b C C CC BE b CC BE = = − = − R R R R R V U R V U t u 0 I /V 6 3 t u 0 O1 /V 3 t u 0 O2 /V 3 1.01mA 5mA (a) (b)
L.18当=0时,晶体管截止,稳压管击穿 Uz=-5V 当=-5V时,晶体管饱和,o=0.V。因为 1l=2=48A Rb I c=BIB=24mA UEC=Vcc -cRc<Vcc L.1⑨9(a)可能(b)可能(c)不能(d)不能,T会损坏。(e)可能 1.20根据方程 ip=Ipss(1-4GS)2 STh) 逐点求出确定的ws下的i,可近似画出转移特性和输出特性。在输出特性中,将各条曲线 上LGD= UGs (ofD的点连接起来,便为予夹断线 1.21根据各种场效应管的转移特性和输岀特性曲线,在恒流区 JEFTN UGS(th)<UGS< 0, UDs>0 P UGSrom>Us≥0,UDs<0 MOSEFT N增强Ust>.Us>UsU>0 N耗尽: UGSoff<0,Us> UGS(off,UDs<0 P增强:Ush)<0,Ues< UGS(th) UDs<0 P耗尽:UGso>0,Ues< UGS(off,Ubs<0 因此可通过以上判断 1.22过ωos为某一确定值(如15V)作垂线,读出它与各条输出特性的交点的i值 建立i=f(uos)坐标系,根据前面所得坐标值描点连线,便可得转移特性 123i=4V时T夹断,m=8V时T工作在恒流区,m=12V时T工作在可变电阻区 1.24(a)可能(b)不能(c)不能(d)可能
4 1.18 当 uI＝0 时，晶体管截止，稳压管击穿，uO＝－UZ＝－5V。 当 uI＝－5V 时，晶体管饱和，uO＝0.1V。因为 24mA 480μA C B b I BE B = = = − = I I R u U I EC CC C RC VCC U =V − I ＜ 1.19（a）可能 （b）可能 （c）不能 （d）不能，T 会损坏。 （e）可能 1.20 根据方程 2 GS(th) GS D DSS (1 ) U u i = I − 逐点求出确定的 uGS下的 iD，可近似画出转移特性和输出特性。在输出特性中，将各条曲线 上 uGD＝UGS（off）的点连接起来，便为予夹断线。 1. 21 根据各种场效应管的转移特性和输出特性曲线,在恒流区: JEFT:N UGS(th)＜UGS≤0, UDS＞0 P UGS(off)＞UGS≥0, UDS＜0 MOSEFT N:增强: UGS(th)＞0, UGS＞UGS(th), UDS＞0 N 耗尽: UGS(off)＜0, UGS＞UGS(off), UDS＜0 P 增强: UGS(th)＜0, UGS＜UGS(th), UDS＜0 P 耗尽: UGS(off)＞0, UGS＜UGS(off), UDS＜0 因此可通过以上判断。 1.22 过 uDS 为某一确定值（如 15V）作垂线，读出它与各条输出特性的交点的 iD 值； 建立 iD＝f（uGS）坐标系，根据前面所得坐标值描点连线，便可得转移特性。 1.23 uI＝4V 时 T 夹断，uI＝8V 时 T 工作在恒流区，uI＝12V 时 T 工作在可变电阻区。 1.24 （a）可能 （b）不能 （c）不能 （d）可能 ¢ Ù ¢2 Ú ¢ Û ¢ Ù ¢ Ú ¢ Û ¢ Ù ¢ Ú ¢ Û 3 Ù 1 Ú 2 Û