第一章 半导体器件
1-1 当T=300K 时，锗和硅二极管的反向饱和电流I S 分别为1A μ和pA 。如将此两个二极管串联起来，有1μA 的正向电流流过，试问它们的结电压各为多少？
解： 二极管正偏时，T D
U U S e I I ≈ ， S
T D I I ln U U ≈ 对于硅管：mV 6.179A 1mA 1ln
mV 26U D =μ≈ 对于锗管：mV 8.556pA
5.0mA 1ln
mV 26U D =≈ 1-2 室温27C o 时，某硅二极管的反向饱和电流I S =。
（1）当二极管正偏压为时，二极管的正向电流为多少？
（2）当温度升至67C o 或降至10C -o 时，分别计算二极管的反向饱和电流。此时，如保持（1）中的正向电流不变，则二极管的正偏压应为多少？
解：
（1）mA 2.7e 101.0e I I mA 26mA 65012U U S T D
=??=≈-
（2）当温度每上升10℃时，S I 增加1倍，则
pA 107.72101.02)27(I )10(I pA 6.12101.02)27
(I )67(I 37.3121027
10S S 412102767S S -------?=??=?=-=??=?=οοοο
T=300k(即27℃)，
30026q K mA 26300q K q KT )27(U T ==?==
即ο
则67℃时，
mA 7.716pA 107.7mA 2.7ln 8.22U ,C 10mA 7.655pA
6.1mA 2.7ln 5.29U ,C 67mV 8.2226330026)10(U mV 5.29340300
26)67(U 3D D T T =?=-===?=-=?=
-时时οοοο
1-3 二极管电路如图P1-3（a ）所示，二极管伏安特性如图P1-3（b ）所示。已知电源电压为6V ，二极管压降为伏。试求：
（1）流过二极管的直流电流；
（2）二极管的直流电阻D R 和交流电阻D r 。
解：
（1）mA 53100V 7.06I D =Ω-=
（2）
Ω===Ω==49.0mA 53mA 26I mA 26r 2.13mA 53V 7.0R D D D
1-4 当T=300K 时，硅二极管的正向电压为，正向电流为1mA ，试计算正向电压加至时正向电流为多少？
解：
mA
26mA 800S
mA 26mA
700S U U S e I
I e I 1mA e I I T
D
?=?=≈则 mA 35.1e I T U 100=≈
1-5 双极型晶体管可以等效为二只背靠背的二极管，如图P1-5所示。反之二只背靠背连接的二极管可等效为一个三极管吗？
解：不能。因为它们不可能同时满足如下条件，即：发射区掺杂浓；集电结面积大；基区薄。放大时发射结正偏，集电结反偏，用二极管等效集电结反偏时不可能有电流，而晶体管二个结因具有上述特点载流子可输出到集电极去。
1-6 已知晶体管工作在线性放大区，并测得各极电压如图P1-6所示。试画出晶体管的电路符号D 图 P1-3 (a) (b)
图 P1-5
NPN PNP b b b e
并注明是硅管还是锗管。 解： Ge Si
1-7 已测得晶体三极管各极对地电位如图P1-7所示。判断它们处于何种工作状态（饱和，放大，截止或损坏）。 解： 放大 截止 损坏 临界饱和U BE =U CE
1-8 共射电路如图P1-8所示。已知晶体管参数为β=50，I CBO =0，E B =，R B =100K Ω，E C =12V ，U BE (on)=。 （1）如果R C =2K Ω，试求I CQ 、U CEQ ，并说明电路的工作状态；
（2）如果R C =Ω重复（1）；
（3）如晶体管工作在放大状态，调节R B 使I CQ =2mA 。如bb r 50'=Ω，画出晶体管的低频混合π型等效电路，并标出元件值。 解： （1）
V
7R I E U mA 5.2I I A
50R U E I C C C CEQ BQ CQ B
)
on (BE B BQ =-==β=μ=-=
放大状态
（2）
图 P1-6
(a)
(b)
图 P1-
7
(a)
-12V
-8V 8V
1V
8V
(b) (c)
(d)
图 P1
-8
E C
-7V
-2V
8V
3V
V 75.0K 1.5mA 5.2V 12U CEQ -=?-=
饱和状态
（3） ms
9.76I 5.38g K 7.0I mA 26)1(r r K 125I U E R A 40I I mA
2I CQ m CQ
'bb be BQ )
on (BE B B CQ BQ CQ ===β++==-=μ=β=
=
1-9 某晶体管的输出特性如图P1-9（a ）所示。将在0~1mA 之间的特性放大后如图P1-9（b ）所示。
（1）计算该晶体管的β和P CM 。
（2）当U CE 分别为5V 和10V 时，I C 分别允许为多大。
（3）确定该晶体管的U (BR)CEO 和U (BR)CBO 的值。
解：
（1）
mW
40V 20mA 2U I P 100A 10mA 1I I CE CM CM B C =?===μ==β
（2）
mA 4I V 10U mA
8I V 5U CM CE CM CE ====时，时，
（3）
V 40U V
25U CBO )BR (CEO )BR (==
1-10 已知三个场效应管的转移特性曲线或输出特性曲线分别如图P1-10所示，试判别其类型，图 P1-9 (a) 4 3 2
6 1
5 0 CE
0 CE 10 20 30 40 1 (b)
R B
并说明U DS =|10V|的饱和电流。
解：
（a ）N 沟耗尽型
MOSFET ，mA 2I DSS =，()V 3U off GS -=
（b ）P 沟JFET ，mA 3I DSS -=，()V 3U off GS = （c ）N 沟增强型MOSFET ，DSS I 无意义，V 5.1U T ≈
1-11已知各FET 的各极电压值如图P1-11所示，设各管的│U P │=2V ，试分别说明它们的工作状态（可变电阻区，饱和区，截止区或不能正常工作）。
解：
（a ）是增强型NMOS ，T GS DS T GS U U V 1U ,V 2U V 3U -===>=，所以工作于临界饱和状态。 （b ）是耗尽型NMOS ，V 5U V 7)V 2(V 5U U ,V 2U V 5U DS P GS P GS =>=--=--=>=，所以工作于可变电阻区。 （c ）是增强型PMOS ，V 5U V 3U U ,V 2U V 5U DS P GS P GS -=>-=--=<-=，所以工作于恒流区。 （d ）是N 沟JFET ， V 2U V 3U P GS -=<-=，所以工作于截止区。
1-12场效应管电路如图P1-12所示，已知E D =12V ，E G = -5V ，R 1=300K ，R 2=200K ，R D =10K ，JFET 的I DSS =2mA ，U P = -3V 。
G
5V 5V
3V
-5V
0V
2V 0V
0V (a
(d (c (b 图 P1-11