第1章课后习题参考答案.doc

第一章 半导体器件基础 1．试求图所示电路的输出电压 Uo，忽略二极管的正向压降和正向电阻。 解： （a）图分析： 1）若 D1 导通，忽略 D1 的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则 UO=1V， UD2=1-4=-3V。即 D1 导通，D2 截止。 2）若 D2 导通，忽略 D2 的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则 UO=4V， 在这种情况下，D1 两端电压为 UD1=4-1=3V，远超过二极管的导通电压，D1 将因电流过大而 烧毁，所以正常情况下，不因出现这种情况。 综上分析，正确的答案是 UO= 1V。 （b）图分析： 1.由于输出端开路，所以 D1 、D2 均受反向电压而截止，等效电路如图所示，所以 UO=UI=10V。 2．图所示电路中，E0，UBC=0.1-6= –5.9V＜0，T1 工作在放大状态。 （b）图中，若发射结正偏，则 UB=UE+UBE=3.6+0.7=4.3V，UBC=UB-UC=4.3-1.4=2.9V，集电 结将烧毁；所以三极管集电结正偏，发射结反偏，T2 工作在倒置放大状态。 （c）图中，0.7V 的电压不能使两个 PN 结导通，所以 T3 截止。 (d) 图 IB  6  0.7 5.3   0.196mA 6  (1  ) 1k 27 12 0.3 I 4 I BS  CS   0.146mA  20 由于 IB＞IBS，所以 T4 饱和。 19．分别标出如图电路中电压 VDD 的极性，并指出管子类型。 解：（a）是 N 沟道结型场效应管 （b）图是 P 沟道结型场效应管 （c）是 N 沟道耗尽型场效应管 （d）是 N 沟道增强型场效应管 （e）是 P 沟道耗尽型场效应管 （f）是 P 沟道增强型场效应管 电源 VDD 的极性如图所示。 + + – + – – 20．某 MOS 场效应管的漏极特性如图所示，试分别画出 UDS=9V、6V、3V 时的转移特性 曲线。 解： ID/mA UDS=9V 0 4 8 12 UGS/V ID/mA UDS=6V 0 4 8 12 UGS/V 8 12 UGS/V ID/mA UDS=3V 0 4 21． 由上题图的 MOS 管组成的电路如图下图所示，试分析当 u i =4V、8V、l2V 时，这个 管子分别处于什么状态。 解：由题 1-20 图可得：Ugs(th)=4V，ID0=ID|Ugs=2Ugs(th)=1.2mA 作交流负载线： 负载线方程为： uDS  VDD  i D RD ， 令 i D  0 ，得 uDS  VDD  12V ； 令 uDS  0 ，得 i D  VDD 12V   3.08mA RD 3.9k 过点（12V，0）和点（0，3.08mA）可得交流负载线如图所示： 1）u i =4V 时，ugs= Ugs(th)=4V，场效应管处于微导通状态，ID≈0.3mA(查图) Uds=VDD-IDRD=12-3.9×0.3=10.83V 由于 Uds >Ugs- Ugs(th)=4-4=0 所以场效应管工作在恒流区（即线性放大状态） 2）u i =8V 时，ugs= 8V> Ugs(th)=4V，查得 ID=1.2mA Uds=VDD-IdRD=12-1.2×3.9=7.32V 由于 Uds> Ugs- Ugs(th)=8-4=4V，所以场效应管工作在恒流区（即线性放大状态）。 3）u i =12V 时 即 ugs= 12V> Ugs(th)=4V，查得 ID=2.2mA Uds=VDD-IdRD=12-2.2×3.9=3.42V 由于 Uds< Ugs- Ugs(th)=12-4=8V，所以场效应管工作在可变电阻区（即欧姆区） 22．如图是一种 CMOS 反相器电路，若 NMOS 管和 PMOS 管开启电压|UT| = 4V，导通电 阻 ron =500Ω，试问：( l ) u i 分别为 0V 和 10V 时，uo 等于多少? ( 2 ) 若将 PMOS 管改成 10kΩ电阻，上述输入电压下 uo 等于多少? 解：1）当 ui=0V 时，ugsn=0V，NMOS 管夹断；ugsp=-10V，PMOS 管导通，由于 ron«夹断管 电阻，所以，u0=10V； 当 ui=10V 时，ugsn=10V，NMOS 管导通；ugsp=0V，PMOS 管夹断，由于 ron«夹断管电 阻，所以，u0=0V； 2）用 10kΩ电阻取代 PMOS 管后， 当 ui=0V 时，ugsn=0V，NMOS 管夹断， u0  rds rds  10k 当 ui=10V 时，ugsn=10V，NMOS 管导通， u0  10V ； ron ron  10k 10V  0.48V 23．填空题 (1)N 型半导体中多数载流子是(自由电子 )，P 型半导体中多数载流子是(空穴)。 (2)当温度升高时，晶体管的β（增大） ，反向电流 ( 增大 )，UBE (减小)。 (3)电路如图所示，已知 D 为锗管，反向饱和电流 IR = 100μA，则 A 点的电位 UA 等于 ( 9V )；若视二极管 D 为理想开关，A 点的电位则为(10V )；若将二极管 D 反接，并视为 理想开关，则 A 点电位等于(20V )。 (4)PN 结中扩散电流的方向是( )，漂移电流的方向是( )。 (5)在 N 沟道结型场效应管反相器电路中，已知管子 T 的夹断电压 UP = - 4V，当输入低电 平 UIL = -8V 时，电路的输出电压 UO= ( UOH )。 24．选择题 (1)NPN 型和 PNP 型晶体管的区别是( C )。 A.由两种不同材料硅和锗制成； B.渗入的杂质元素不同； C.P 和 N 区的位置不同。 (2)对于共发射极 NPN 管开关电路，当晶体管处于放大状态时，则有( A )。 A.UBE>0，UBC<0；B.UBE>0，UBC>0； C. UBE<0，UBC<0；D. UBE =0，UBC =0。 （3）用于放大时，场效应管工作在特性曲线的 B 。 A.夹断区；B.恒流区；C.可变电阻区。 (4)晶体管电流由 C1 (A1.多子；B1.少子；C1 两种载流子)组成；而场效应管的电流由 A2 (A2.多子；B2.少子；C2 两种载流子)组成。因此，晶体管电流受温度的影响比场效 应管 A3 。(A3.大；B3.小；C3.差不多)