、例题精解 【例题151】在图15.1(a)中,l1是输入电压的波形。试画出对应于1的输出电压u 电阻R上的电压l和二极管D上电压uD的波形。二极管的正向压降可忽略不计。 DV 图15.1例题15.1的图 【解】u、l、l各电压波形如图15.1(b)所示。 图152例题152的图 【例题152】在图152的各电路中,已知E=5V,v1=10 sinto。二极管的正向 压降可忽略不计。试分别画出输出电压u的波形。 【解】各电压波形图153所示 图153输出电压波形图 D 5 Ma)E
133 一、例题精解 【例题 15.1】在图 15.1(a)中，u 是输入电压的波形。试画出对应于 的输出电压u 、 电阻 R 上的电压 和二极管 上电压 的波形。 二极管的正向压降可忽略不计。 i i u o R u D Du (a) R E i u R u D u D o + u − 10 3 5 − 2 t ui /V 10 3 5 − 2 t /V t ui /V 5 10 /V t − 2 − 5 − 7 − 5 − 5 − 5 t V 5 ( b ) / R u o u u D D R E Uo Ui (a) Uo Ui (b) D E R 图 15.1 例题 15.1 的图 【解】uo 、uR 、uD 各电压波形如图 15.1（b）所示。 图 15.2 例题 15.2 的图 【例题 15.2】在图 15.2 的各电路中，已知 E = 5V ，u 。二极管的正向 压降可忽略不计。试分别画出输出电压 的波形。 i = 10sinω tV o u 【解】各电压波形图 15.3 所示。 图 15.3 输出电压波形图 D R E Uo Ui (c) Uo Ui (d) R D E Ui /V 10 5 O −10 ω t (a) Uo/V 5 O −10 t (b) U o /V 5 O − 10 t (c) 10 5 O t (d) 5 O t (e) 10 U o /V U o /V
电工学试题精选与答题技巧 【例题153】有两个稳压管Da和D2,其稳定电压分别是5.V和85V,正向压 降都是0.5V。如果要得到05V、3V、6V、9V和14V几种稳定电压,这两个稳压管(还 有限流电阻)应该如何连接?画出各电路 Z|0.5V 米D Dy y (e) 图154例题153的答案 【解】各种稳压电路如图154所示 【例题154】二极管电路如图155所示,求电流l1、l2、l3、I 【解】因为D1、D2、D3为共阳极接法,所以在此电路中只有D2导通,而D1、D3 所以 I=-1 1=0 6V4V 6V 4V lkQ 图15.5例题154的图 图156例题15.5的图 【例题15.5】二极管电路如图156所示,求电流l1、l2、l3、l。 【解】因为D1、D2、D3为共阴极接法,所以在此电路中只有D2导通,而D1 截止。所以 3 【例题156】电路如图157(a)所示,设Dz1的稳定电压为5V,Da的稳定电压 为ⅣV,两稳压管的正向压降均为0V,在l1=10sinⅣ[波形如图157(b)所示]的作用 下,试画出un的波形图
134 电工学试题精选与答题技巧 【例题 15.3】有两个稳压管 和 ，其稳定电压分别是 5.5V 和 8.5V，正向压 降都是 0.5V。如果要得到 0.5V、3V、6V、9V 和 14V 几种稳定电压，这两个稳压管（还 有限流电阻）应该如何连接？画出各电路。 DZ1 DZ2 R Uo DZ1 + − 0.5V 2 R1 R DZ2 DZ1 3V Uo (b) R DZ2 Uo + − 6V (c) DZ1 (a) R DZ1 Uo + − 9V (d) DZ2 R DZ2 Uo + − 14V (e) DZ1 图 15.4 例题 15.3 的答案 【解】各种稳压电路如图 15.4 所示。 【例题 15.4】 二极管电路如图 15.5 所示，求电流 I1 、 I2 、 I 3、 I 。 【解】因为 、D 、D 为共阳极接法，所以在此电路中只有 导通，而 、D 截止。 D1 2 3 D2 D1 3 所以 15mA 1 9 6 2 = + I = I = −I 2 = −15mA 0 I1 = 0 I 3 = 4V D1 D2 D3 1I 6V 9V 1kΩ 3 I 2 I I 4V D1 D2 D3 1 I 6V 3V 1kΩ 3 I 2 I I 图 15.5 例题 15.4 的图 图 15.6 例题 15.5 的图 【例题 15.5】 二极管电路如图 15.6 所示，求电流 I1 、 I2 、 I3 、 I。 【解】因为 、 、 D 为共阴极接法，所以在此电路中只有 导通，而 、 截止。所以 D1 D2 3 D2 D1 D3 3mA 1 6 3 2 = − I = I = I 2 = 3mA 0 I1 = 0 I 3 = 【例题 15.6】 电路如图 15.7(a)所示，设 的稳定电压为 5V， 的稳定电压 为 7V，两稳压管的正向压降均为 0V，在 [波形如图 15.7(b)所示]的作用 下，试画出u 的波形图。 DZ1 10sin DZ2 ui = ω tV o
第十五章半导体二极管和三极管 13 【解】当v4≥5V时,输出电压u。=5V 当l1≤-7时,输出电压u=-7V,所以输出电压l0的波形如图157c)所示。 A u/V 10 D, 图157例题156的图 【例题157】电路如图158)所示,试画出-10V≤U;≤10V范围内的传输特性 曲线U。=f(U)。 【解】当U1≥5V时,D1导通,D2截止,输出U。=5V 当U1≤-5V时,D2导通,D1截止,输出U。=-5V 当-5V<U1<5V时,D1、D2均截止,输出U。=U; 所以得U=f(U;)曲线如图158(b所示。 4U。V D (a) 图158例题15.7的图 【例题15.8】电路如图159(a)所示,设稳压管的稳定电压Uz=10V,试画出 0V≤U1≤30V范围内的传输特性曲线U。=f(U)。 【解】当U1<10V时,Dz反向截止,所以U=-U。当U≥10V时,Dz反向击 穿,所以U。=U1-10-10=U1-20V。所以传输特性曲线U。=f(U)如图159b)所示。 D2丕U R ND N0∠2030UV 图159例题158的图 【例题15.9】晶体管工作在放大区时,要求发射结上加正向电压,集电结上加反向 电压。试就NPN型和PNP两种情况讨论 (1)UC和UB的电位哪个高?Ucg是正还是负? (2)UB和UE的电位哪个高?UB是正还是负? (3)UC和UE的电位哪个高?UcE是正还是负? 【解】先就NPN管来分析 UcB为正
第十五章 半导体二极管和三极管 135 【解】当 ui ≥ 5V 时，输出电压uo = 5V 。 当ui ≤ −7V 时，输出电压uo = −7V ，所以输出电压 uo 的波形如图 15.7(c) 所示。 DZ1 DZ2 R Ui Uo (a) (b) ui /V ωt 10 −10 O ωt O 5 − 7 uo/V (c) 图 15.7 例题 15.6 的图 【例题 15.7】 电路如图 15.8(a)所示，试画出 范围内的传输特性 曲线U 。 −10V ≤ Ui ≤ 10V ( ) o Ui = f 【解】当Ui ≥ 5V 时， D1导通， D2 截止，输出Uo = 5V ； 当Ui ≤ −5V 时， D2 导通， D1截止，输出Uo = −5V ； 当 − 5V < Ui < 5V 时， D1、 D2 均截止，输出Uo = Ui 。 所以得 Uo = f (Ui) 曲线如图 15.8(b)所示。 (a) (b) R D1 D2 5V 5V + + − − Ui Uo g 5 5 − 5 −10 − 5 10 Uo / V Ui / V O 图 15.8 例题 15.7 的图 【例题 15.8】 电路如图 15.9（a）所示，设稳压管的稳定电压U ，试画出 范围内的传输特性曲线U 。 Z = 10V 0V ≤ Ui ≤ 30V ( ) o Ui = f 【解】当U 时，D 反向截止，所以U 。当U 时，D 反向击 穿，所以U 。所以传输特性曲线U 如图 15.9(b)所示。 i < 10V 10 Ui − − Z Ui − o = −Ui i ≥ 10V ( ) Ui f Z o = 10 = 20V o = Uo Dz R + + − − Ui Dz 20 10 −10 10 Uo / V Ui / V O R 30 (a) (b) 图 15.9 例题 15.8 的图 【例题 15.9】 晶体管工作在放大区时，要求发射结上加正向电压，集电结上加反向 电压。试就 NPN 型和 PNP两种情况讨论。 (1) UC 和UB 的电位哪个高？UCB 是正还是负？ (2) UB 和UE 的电位哪个高？UBE 是正还是负？ (3) UC 和UE 的电位哪个高？UCE 是正还是负？ 【解】先就 NPN 管来分析。 (1) UC >UB ,UCB 为正。 2
电工学试题精选与答题技巧 (2)UB>UE,UBE为正 (3)Uc>UE,UcE为正 PNP管的各项结论同NPN管的各项结论相反 【例题15.10】用直流电压表测某电路三只晶体管的三个电极对地的电压分别如图 15.10所示。试指出每只晶体管的C、B、E极 ①0V 3v-0.7V 320 图15.10例题15.10的图 【解】T管:①为C极,②为B极,③为E极 T2管:①为B极,②为E极,③为C极。 T管:①为E极,②为B极,③为C极 【例题15.】在图1511中,晶体管T1、T2、T3的三个电极上的电流分别为: (1)I1=0.01mA 12=2mA 13=-2.0lmA (2)l1=2mA ,=-0.02mAl3=-1.98mA (3)1=-3mA 12=3.03mA 3=-0.03mA 试指出每只晶体管的B、C、E极。 图1511例题15.11的图 【解】T管:①为B极,②为C极,③为E极 T管:①为E极,②为B极,③为C极。 T管:①为C极,②为E极,③为B极 【例题1512】什么叫三极管的极限参数?集电极电流lc超过ldw,管子是否被烧 坏?UcE超过 BI又会怎样?为什么不允许lcM和Bcpo同时达到? 【解】(1)晶体管的极限参数是指保证晶体管正常使用下,所允许的最大条件值。 如果超过这些值,将使晶体管的性能下降,甚至使晶体管损坏
136 电工学试题精选与答题技巧 (2) UB >UE ,UBE 为正。 (3) UC >UE ,UCE 为正。 PNP管的各项结论同 NPN 管的各项结论相反。 【例题 15.10】 用直流电压表测某电路三只晶体管的三个电极对地的电压分别如图 15.10 所示。试指出每只晶体管的 C、B、E 极。 T1 2 1 3 T3 2 1 3 T2 2 1 3 6V 0V 6V − 2.3V − 3V − 0.7V 5V 5.7V − 6V 图 15.10 例题 15.10 的图 【解】 T1管：①为C 极，②为 B极，③为 E 极。 T2 管：①为 B极，②为 E 极，③为C 极。 T3 管：①为 E 极，②为 B极，③为C 极。 【例题 15.11】 在图 15.11 中，晶体管T1、T2 、T3 的三个电极上的电流分别为： (1) 0.01mA 2mA 2.01mA I1 = I 2 = I 3 = − (2) I1 = 2mA I 2 = −0.02mA I 3 = −1.98mA (3) I1 = −3mA I 2 = 3.03mA I 3 = −0.03mA 试指出每只晶体管的 B、C 、 E 极。 T2 2 1 3 3 I 2 I 1I T3 2 1 3 3 I 2 I 1I T1 2 1 3 3 I 2 I 1I 图 15.11 例题 15.11 的图 【解】 T1管：①为 B极，②为C 极，③为 E 极。 T2 管：①为 E 极，②为 B极，③为C 极。 T3 管：①为 C 极，②为 E 极，③为 B 极。 【例题 15.12】什么叫三极管的极限参数？集电极电流 超过 ，管子是否被烧 坏？U 超过 又会怎样？为什么不允许 和 同时达到？ CI ICM CE BVCEO ICM BVCEO 【解】（1） 晶体管的极限参数是指保证晶体管正常使用下，所允许的最大条件值。 如果超过这些值，将使晶体管的性能下降，甚至使晶体管损坏
第十五章半导体二极管和三极管 137 (2)晶体管的集电结温度是受耗散功率P及散热条件制约的,而Pc=Uclc,在标 准散热条件下,只要P不超过最大允许耗散功率PM,即使lc>lcM,也不至于烧坏 管子。但lc超过lcM时,管子的β值为正常l电流情况下β值0.707倍以下。 (3)Ucε超过BVco后会造成晶体管CE极之间的击穿。如果此时不对晶体管的 电流加以限制,半导体三极管就会损坏。但只要限制三极管电流,且进入击穿的时间不 长,半导体三极管并不会损坏 (4)这是因为cM· BE>>PM 习题精选 【习题15.1】在半导体材料中,其正确的说法是() (1)P型半导体中由于多数载流子为空穴,所以它带正电 (2)P型半导体中由于多数载流子为自由电子,所以它带负电 (3)P型半导体中由于多数载流子为空穴,所以它带正电。 (4)P型半导体中由于多数载流子为自由电子,所以它带负电 (5)P型和N型半导体材料本身都不带电 【习题152】在放大电路中,若测得某管的三个极电位分别为-2.5V、-32V、-9V 这三极管的类型是() (1)PNP型Ge管 (2)PNP型Si管 NPN型Si管 【习题15.3】在放大电路中,若测得某管的三个极电位分别为-25V、-32V、-9V, 则分别代表管子的三个极是()。 (1)e、c、b(2)e、b、c(3)b、c、e(4)c、b、e 【习题154】在放大电路中,若测得某管的三个极电位分别为1V、1,2V、6V 这三极管的类型是()。 (1)PNP型Ge管 (2)PNP型Si管 (3)NPN型Ge管 (4)NPN型Si管 【习题15.5】在放大电路中,若测得某管的三个极电位分别为1V、1.2V、6V,则 分别代表管子的三个极是() (1)e、c、b(2)e、b、c(3)b、c、e(4)c、b、e 【习题156】一个NPN管在电路中正常工作,现测得: UB>0,UBc>0,UcE>0,则此管工作区为() (1)饱和区 (2)截止区 【习题157】一个NPN管在电路中正常工作,现测得UBE>0,UBc<0UcE>0 则此管工作区为() (1)饱和区 (2)截止区 (3)放大区 【习题15.8】一个NPN管在电路中正常工作,现测得UE<0,UBC<0UcE>0
第十五章 半导体二极管和三极管 137 (2）晶体管的集电结温度是受耗散功率 PC 及散热条件制约的，而 P CI C = UCEIC，在标 准散热条件下，只要 PC 不超过最大允许耗散功率 ，即使 ，也不至于烧坏 管子。但 超过 时，管子的β值为正常 电流情况下β值 0.707 倍以下。 PCM IC > ICM CI ICM （3）U 超过 后会造成晶体管 极之间的击穿。如果此时不对晶体管的 电流加以限制，半导体三极管就会损坏。但只要限制三极管电流，且进入击穿的时间不 长，半导体三极管并不会损坏。 CE BVCEO CE （4） 这是因为 ICM ⋅ BVCEO >> PCM 。 二、 习题精选 【习题 15.1】 在半导体材料中，其正确的说法是（ ）。 （1）P 型半导体中由于多数载流子为空穴，所以它带正电。 （2）P 型半导体中由于多数载流子为自由电子，所以它带负电。 （3）P 型半导体中由于多数载流子为空穴，所以它带正电。 （4）P 型半导体中由于多数载流子为自由电子，所以它带负电。 （5）P 型和 N 型半导体材料本身都不带电。 【习题 15.2】 在放大电路中，若测得某管的三个极电位分别为–2.5V、–32V、–9V， 这三极管的类型是（ ）。 （1） P N P 型Ge 管 （2） P N P 型Si 管 （3） N P N 型 Ge 管 （4） N P N 型 Si 管 【习题 15.3】 在放大电路中，若测得某管的三个极电位分别为–2.5V、–3.2V、–9V， 则分别代表管子的三个极是（ ）。 （1）e 、c、b （2）e、b、c （3）b、c、e （4）c、b、e 【习题 15.4】 在放大电路中，若测得某管的三个极电位分别为 1V、1.2V、6V， 这三极管的类型是（ ）。 （1） P N P 型 Ge 管 （2） P N P 型 Si 管 （3） N P N 型 Ge 管 （4） N P N 型 Si 管 【习题 15.5】 在放大电路中，若测得某管的三个极电位分别为 1V、1.2V、6V，则 分别代表管子的三个极是（ ）。 （1）e 、c、b （2）e、b、c （3）b、c、e （4）c、b、e 【习题 15.6】 一个 N P N 管在电路中正常工作，现测得： UBE > 0,UBC > 0,UCE > 0 ，则此管工作区为（ ）。 （1）饱和区 （2）截止区 （3）放大区 【习题 15.7】 一个 NPN 管在电路中正常工作，现测得U ， 则此管工作区为（ ）。 0, 0, 0 BE > UBC < UCE > （1）饱和区 （2）截止区 （3）放大区 【习题 15.8】 一个 NPN 管在电路中正常工作，现测得UBE < 0,UBC < 0,UCE > 0 ， 2