1、集成电子技术基础教程习题与习题解答第一篇 电子器件与电子电路基础 第一章 半导体二极管及其电路分析题1.1.1 已知二极管2AP9的伏安特性如图题1.1.1（a）所示。（1） 若将其按正向接法直接与1.5V电池相连，估计会出现什么问题？（2） 若将其按反向接法直接与30V电源相连，又会出现什么问题？（3） 分析二极管、稳压管在电路中常常与限流电阻相连的必要性。（4） 画出两只2AP9二极管 图题1.1.1（a）在：同向串联、反向串联、同向并联、反向并联四种情况下的合成伏安特性曲线。 图题1.1.1解：(1)烧杯二极管(2)反向击穿(3)串联电阻可以限制流过二极管或稳压管的电流超过规定值，使二极
2、管或稳压管安全。(4)略题1.1.2 当用万用表电阻档测量二极管参见图题1.1.1（b），分析：（1） 所测得的电阻值是二极管的直流电阻还是动态（微变）电阻？（2） 设万用表内电池电压为1.5V，R10档的内阻Ri为240，R100档的内阻Ri=2.4k。试用图解分析法估算： a）用R10档测得的正向电阻值；b）用R100档测得的正向电阻值。从概念上说明, 为什么用不同电阻档测得的二极管正向电阻相差悬殊？解： (1)是二极管的直流电阻(2)在二极管的特性曲线上，作出两条负载线，负载线和特性曲线的交点求得V和I，然后求出这二档的电阻。VD=1.5-0.24ID (R10档)VD=1.5-2.4I
3、D (R100档)由于万用表不同档的内阻不同，使流过二极管的电流相差较大，从而不同档时，测得二极管的正向电阻悬珠。题1.1.3 二极管的伏安特性曲线如图题1.1.3所示。（1） 二极管承受的反向电压VRM为多少？（2） 若温度升高20C，则二极管的反向电流IS应为多大？（3） 当温度升高20C时，定性画出变化后的伏安特性曲线。 图题1.1.3 图题1.1.4解： (1) 由图可知，二极管承受的反向电压VRM规定为实际击穿电压VB的一半，即VRM=40V; (2)在反偏的条件下，温度每增加10时，IS约增加1倍，所以温度增加20时,反向饱和电流IS约增加4倍。(3) 略题1.1.4 二极管的正向
4、伏安特性曲线如图题1.1.4所示，室温下测得二极管中的电流为20mA。试确定二极管的直流电阻rD和动态电阻rd的大小。 解： 求出ID=20mA时的V0,然后用求得直流电阻。在过ID=20mA处，作一条切线，求切线斜率，可求得动态电阻rd。 题1.1.5 分析图题1.1.5电路中，各二极管是导通还是截止？并求出A、O两端的电压VAO（设D为理想二极管）。 图题1.1.5解： 根据二极管的单向导电性得(a) 电路：D1截止，VAO=-12V；(b) 电路：D1导电，D2截止，输出VAO=0V；(c) 电路：D2导电，D1截止，输出VAO=-4.5V；题1.1.6 二极管接成图题1.1.6所示的电
5、路，分析在下述条件下各二极管的通断情况。（1） VCC1 =6V，VCC2=6V，R1=2k，R2=3k（2） VCC1 =6V，VCC2=6V，R1= R2=3k（3） VCC1 =6V，VCC2=6V，R1=3k，R2=2k设二极管D的导通压降VD=0.7V，求出D导通时电流ID的大小。 图题1.1.6 图题1.1.7解：(1) D导电，ID0.42mA;(2) D截止，ID0mA；(3) D截止，I=0mA；题1.1.7 图题1.1.7所示为桥式整流电路，设二极管为理想器件，变压器的原、副边绕组匝数比为n=N1/N2=11，变压器损耗不计，v1 =V1m sint = 220100tV。
6、试回答下列问题：（1）画出v2、vO 和vD的波形；（2）求负载RL上的直流电压VO和直流电流IO ；（3）求二极管的平均电流ID和最大反向电压VRM 。解： (1) 波形略(2) 负载上电压V018V,I018mA(3)ID=IO/29mA,VRM28.2V题1.1.8 图题1.1.8电路中，设 vi =12sin tV，分别画出iD、vD和vO的波形（要求时间坐标对齐），并将二极管电流iD的峰值和其所承受的反向峰值标于图中（假定D为理想二极管）。 图题1.1.8题1.1.9 图题1.1.9（a）所示电路中，D1、D2为硅管，导通压降VD均为0.7V， 图题1.1.9图题1.1.9（b）为输
7、入vA、vB的波形，试画出 vO的波形。题1.1.10 图题1.1.9电路中，输入端vA、vB如按下述各种方法连接：（1） vA接 + 2V，vB 接 + 5V；（2） vA接 + 2V，vB 接5V（3） vA悬空， vB接 + 5V；（4） vA 经3k电阻接地，vB悬空。试确定相应的输出vO =？。解： (1) V0=2.7V；(2) V0=-1.3V;(3) V0=5.7V;(4) V0=6.28V。题1.1.11 稳压值为7.5V和8.5V的两只稳压管串联使用时，可得到几种不同的稳压值？各为多少伏？设稳压管正向导通压降为0.7V。解： 可得到四种稳压值，16V，8.2V，9.2V，1
8、.4V。题1.1.12 稳压管接成 图题1.1.12 所示电路。已知稳压管的稳压值为6V，在下述4种情况下：（1） VI =12V，R1=4K，R2=8k（2） VI =12V，R1=4K，R2=4k （3） VI =24V，R1=4K，R2=2k（4） VI =24V，R1=4K，R2=1k确定输出电压VO的值。 图题1.1.12 图题1.1.13解： (1) V0=6V (2)V0=6V(3)V0=6V(4)V0=48V题1.1.13 图题1.1.13所示电路中，设vi =（3+10sint）V，稳压管Dz1和Dz2的反向击穿电压分别为Vz1=5V，Vz2=7V正向压降为0.7V。试画出i
9、Z 和vO的波形（要求时间坐标对齐）。题1.1.14 图题1.1.14所示电路中，稳压管2CW16具有下列特性：稳定电压9伏，耗散功率允许值250mW，稳压管电流小于1mA时不能稳压，且动态电阻不大于20 。试按电路中的参数计算：（1） 当RL=1k 时，电流IR、IZ、IL的大小；（2） 当电源电压VI变化20%时，VO最多变化几伏？（3） 稳压管在VI和RL变化至何值时功耗最大？其值是否已超过允许值？（V的变化范围不超过20%，RL可任意变化。）（4） 按照图中的参数，分析该电路在IL大于何值时将失去稳压能力？解： (1)IR21.6mA,IL9mA,IZ=12.6mA(2) V00.15V(3) 当V变化+20%和RL时稳压管的功耗最大。PZ(max)265mWPZ，超过允许值。(4) 当ILILmax=20.6mA时，失去稳压能力。 图题1.1.14题1.1.15 势垒电容和扩散电容的物理意义是什么？在正向或反向偏置条件下，应分别考虑哪一种电容效应为主？这些电容和一般的电容相比有什么特点？若将一般的整流二极管用作高频整流或高速开关，会出现什么问题？
