第2章 半导体二极管及其应用
当－5V?ui??5V时，两个二极管都截止，uo?ui。 故其电压传输特性如题2-5图答案所示。 ② 分析讨论：
（ⅰ）ui?5 V时，uo?ui； （ⅱ）ui?5 V时，
-55uo/V5-5ui/Vuo?5 V? 当?t?ui?5 V11?ui?2.5 V?25sin?t?2.5V 222题2-5图答案题2-8图A?时，uo?12.5V?2.5 V?15V达到正向最值； 21 （ⅲ）ui??5 V时，uo?25sin?t?2.5 V
23? 当?t??时，uo??12.5V?2.5 V??15V达到负向最值；
2画出输出电压波形如下：
uo0.5Um?2.5V?5V+12V?tARD1D23.9 kπ?5V2πUF?0.5Um?2.5V
B题2－6图 题2-5电压传输波形图
2-6 如图2-58所示，求出下列几种情况下的输出电压Uo(设二极管为理想器件)。 1）UARDD?UB?0；
2）UA?3V、UB?0； 3）UA?UB?3V。 解：由优先导通的原则，有： （1）D1、D2都导通，则Uo?0 V ； （2）D1截止、D2导通，则Uo?0 V； （3）D1、D2都导通，则Uo?3 V；
ui4V(a)uouiR4V(b)uoRRD24V(c)uiD12VuouiD12V(d)D24Vuo题2-7图
2-7 在图2-59所示的各限幅电路中，设二极管为理想器件，已知ui?6sin?tV，试画出输出电压uo的波形。
解：（a）当ui?－4V时，二极管截止，uo?ui；
当ui??4V时，二极管导通，uo??4V。
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第2章 半导体二极管及其应用
uo+6V?t-4V-6Vπ2π （b）当ui?－4V时，二极管截止，uo??4V ；
当ui??4V时，二极管导通，uo?ui。
uo+6V?tπ2π （c）当ui?3V时，二极管D2导通，uo?3V ；
当ui?3V时，二极管D1导通，uo?3V。 故uo?3V。
-4V-6Vuo?6V?3Vπ?6V2π?t
（d）当ui?3V时，二极管D2导通，uo?3V；
当ui?－3V时，二极管D1导通，uo?－3V。 当－3V?ui?3V时，两个二极管都截止，uo?ui。
uo?6V?3V?3V?6Vπ2π?t
2-8 在图2-60中，已知U=20V、R1?0.8 kΩ、R2?1kΩ，稳压管的稳压值为UZ?10V，最大稳定电流IZM?8mA。试求稳压管中流过的电流IZ是否超过IZM?8mA。如果超过，应采取什么措施？ 解： ①IR?U10U?UZ20?10?10 mA ??12.5 mA，Io?Z?R21 kR10.8 k IZ?IR?Io?12.5?10?2.5 mA?IZM
②如果超过，应适当增大限流电阻R1，或降低输入电压U；
IRR1IZIoUZR226 R1U
DZUoUZ1DZ1uiUZ2题2-9图uoDZ2题2-8图第2章 半导体二极管及其应用
2-9 稳压电路如图2-61所示，若输入正弦交流电压ui幅度足够大，试画出输出电压uo的波形。 解：设稳压管正向导通压降均为0.5V，
当ui?UZ2＋0.5V时，稳压管DZ2工作，uo?UZ2＋0.5V ； 当ui?－UZ1－0.5V时，稳压管DZ1工作，uo?－UZ1－0.5V。
当－UZ1－0.5V?ui?UZ2＋0.5V时，两个稳压管都不能正常稳压，uo?ui。 画出输出电压uo的波形如下：
R1uoUZ2?0.5V120?π2π?tui 题2-10图VD?UZ2?0.5V2-10 在图2-62所示电路中，问发光二极管是否会发光？为什么？
答：只要ui的值大于发光二极管的开启电压，当ui为正半周时，发光二极管处于正偏导通状态，电路中就有导通电流，发光二极管就会发光。
2-11 用直流电压表测得4个工作于放大状态的晶体管的管脚电位如表2-2所示，试判断其管脚、管型及材料。 答：
C2.8VB7V2.9VBC7.5VB8VC5VBE8.7VE8.3VC8V5.5V表2-2 题2-11表 A B C 5 8 D 8 5.5 E2.1V(A)E2.6VU1(V) 2.8 2.9
(B)
(C)
(D)
U2(V) 2.1 2.6 其中，(A)为NPN管、硅材料，(B)为NPN管、锗材料，(C)为PNP管、硅材料，(D)为PNP管、锗材料。
U3(V) 7 7.5 8.7 8.3 2-12 某一晶体管的PCM=1000mW、ICM=20mA、UBR(CEO) =15V。试问在下列几种情况下，哪种是正常工作状态？
1）UCE=3 V、IC=10 mA；2）UCE =2 V、IC =40 mA；3）UCE =6 V、IC =200 mA
答：晶体管正常的工作状态要求满足：①PC?ICUCE?PCM；②IC?ICM；③UCE?UBR(CEO)； 所以，符合上述三个条件的工作状态只有第（1）种情况UCE=3 V、IC=10 mA。
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第2章 半导体二极管及其应用
2-13 在某共发射极放大电路中，电源电压UCC＝12V，若用电压表测得晶体管三个极UB=4.5 V、UE =3.8 V、UC =8 V，试判断晶体管的工作状态；若UB=4.5 V、UE =3.8 V、UC =4V，晶体管的工作状态又如何？若UB=2.3 V、UE =1.6 V、UC =11.2V, 则晶体管的工作点靠近输出特性的哪个区域？ 答：① UB=4.5 V 、UE =3.8 V 、UC =8 V时，该晶体管处于放大状态；
② UB=4.5 V 、UE =3.8 V 、UC =4V时，该晶体管处于饱和状态； ③ UB=2.3 V 、UE =1.6 V 、UC =11.2V时，该晶体管靠近截止区；
2-14 场效应管与晶体管的工作原理有什么不同？MOSFET与JFET的工作原理有什么不同？ 答：①场效应管是压控管，是通过uGS来影响iD电流，即iD?gmuGS，而晶体管是流控管，是通过iB来影响iC电流，即iC??iB；场效应管栅极几乎不取电流（ig≈0）；而晶体管工作时基极总要吸取一定的电流；场效应管只有多子参与导电；晶体管有多子和少子两种载流子参与导电，而少子浓度受温度、辐射等因素影响较大，因而场效应管比晶体管的温度稳定性好、抗辐射能力强。
②MOSFET与JFET的工作原理上的区别： MOSFET 有增强型、耗尽型 MOSFET是通过GS极之间外加电压，在绝缘层下面吸附或排斥反型载流子，从而影响DS极之间导电沟道的形成； 增强型有开启电压UGS(th)，耗尽型有夹断电压只有耗尽型 JFET的DS极之间本来就存在导电沟道，JFET 的GS极之间外加电压，用来调节GS极之间的反偏PN结的宽度，从而影响DS极之间导电沟道的宽度，实现uGS对iD电流的控制； JFET UGS(off)等概念；
2-15 试从图2-63所示FET的输出特性，做出uDS?3 V时的转移特性曲线。
iDmA6543210iDmAuGS?0V-0.2V-0.4V-0.6V12345uDS?3V654321uDSv-0.6-0.4-0.20uGSV题2-16 图 解：
转移特性曲线
2-16 一个FET的转移特性曲线如图2-64所示，试问：(1) 这是什么类型的FET？(2)该FET的夹断电压UGS(off)和饱和漏电流IDSS各是多少。
解： 图2-64(a)中: (1) 该FET为P沟道JFET，(2) 该FET的夹断电压UGS(off)??2V；IDSS?4 mA 图2-64(b)中: (1) 该FET为P沟道耗尽型MOSFET，(2) 该FET的夹断电压UGS(off)??2V；IDSS?3 mA
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第2章 半导体二极管及其应用
iDmA-1iDmA2iDmA401uGSV-1-2-302 5uGSV 4 3 2 1uGSV-4(a)-4-5(b)0
2-17 根据MOSFET漏极电流iD的实际方向得到了如图2-65所示转移特性曲线。请回答以下问题： 1) 该MOSFET是增强型还是耗尽型？
2) 是N沟道还是P沟道FET？计算开启电压UGS(th)。 解： (1) 该MOSFET是增强型；
(2) 是N沟道FET，开启电压UGS(th)?3 V；
题2-16 图123题2-18 图 29