双极型半导体器件习题

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1、第一章双极型半导体器件例题及选择题例1-1图1-1所示的各电路中，二极管为理想二极管。试分析其工作情况，求出流过二极管的电流。解这两个含二极管的电路中都只有一个电源，容易判断出二极管是正向偏置还是反向偏置。对理想二极管，当判断出二极管正向偏置时就将其视为短路，当判断出二极管反向偏置时，就将其视为开路，然后用求解线性电路的方法求解。图1-1例1-1图E120VR110ΩVD1a)E28VR24ΩVD2b)图1-1b中，二极管反向偏置，VD２可视为开路，得到图1-2b，ID1=E1/R1=20V/10Ω=2A可知：ID2=0A图1-1a中，

2、电源的正极接二极管的正极，电源的负极通过电阻Ｒ１接二极管的负极，此时二极管正向偏置。将VD１视为短路，得到图１-２a。由图1-2a可求得流过二极管VD1的电流：图1-2a图1-1a等效电路E120VR110ΩVD1a)ID1E28VR24ΩVD2b)ID2图1-2b图1-1b等效电路RE2VD2VD1E18V16VUO例１-２设图１-３中的VD1、VD2都是理想二极管，求电阻Ｒ（Ｒ＝３kΩ）中的电流和电压ＵＯ。解在二个电源Ｅ１和Ｅ２作用下，VD1和VD2是正向偏置还是反向偏置不易看出。这类题可用下面的方法判断二极管的状态。先把被判断的二

3、极管从电路中取下，然后比较两个开路端电位的高低，即确定开路端电压的极性。若这个开路电压的极性对被判断的二极管是正向偏置的,管子接回原处仍是正向偏置；反之，管子接回原处就是反向偏置的。图1-3１）先判断VD1的状态。把VD1从图中取下，如图1-4a所示（Ｒ＝３kΩ）。RE2VD2E18V16VUOab+_RE2VD1E18V16VUOcd+_图1-4a判断VD1的状态从图1-4a可以判断出VD2是正向导通的，于是８Ｖ电源的正极接a端，负极接b端，a点电位高于b点电位，这个极性使VD1反向偏置。２）再判断VD2的状态。把VD2从图中取下，如

4、图1-4b所示。图1-4b判断VD2的状态可以判断出图中的VD1是正向导通的，于是８V电源的正极经VD1接d端，负极接c端，即开路端d点电位高于c点电位，这个极性使VD2正向偏置。３）根据上述判断可以画出图１-３的等效电路（图１-５）。Ｉ＝E1+E2/R=(8+16)V/3kΩ=8mAUＯ＝-E1=-8VＵＯ＝16V-３kΩ*8mA=-8V流过电阻Ｒ（Ｒ＝３kΩ）的电流：RE2VD2VD1E18V16VUOI图1-5图1-3的等效电路例1-3图1-6电路中，VD1和VD2均为理想二极管，直流电压Ｕ1＞Ｕ2，ui、uo是交流电压信号的瞬时

5、值。试求:１）当ui>U1时,uo=？２）当uiＵ１时。二极管VD１的正极经R1接Ｕ1，二极管的负极接ui。由于ui>Ｕ１所以VD1反向偏置，理想二极管VD1此时可视为开路。VD2的正极经R2接U2，VD2的负极经R1接U1。由于U1>U2所以VD2也是反向偏置。VD2也可视为开路。VD1和VD2均做断开处理后的电

6、路如图1-7所示。由图1-7可知：uo=Ｕ2VD1VD2AB`R1R2uiuoU1U2BC图1-7U1>U2，ui>Ｕ１时图1-6的等效电路2)uiU2，而U2>ui，所以U1>ui，此时VD1正向偏置，理想二极管VD1可以视为短路。VD1做短路处理后UBB`=ui，这时VD2的负极接ui，VD2的正极经R2接U2。由于U2>ui，所以VD2正向偏置，理想二极管VD2亦可视为短路。VD1和VD2均做短路处理后的等效电路如图1-8所示。由图1-8可知：uo=uiuoVD1VD2AB`R1R2uiU1U2B图1-8U1>

7、U2，ui<Ｕ2时图1-6的等效电路例1.4在图１-９所示的电路中，Ｅ＝5V、ui=10sinωt(V)、VD为理想二极管，试画出输出电压uo的波形。解分析出ui和5V电源共同作用下，在哪个时间区段上VD正向导通，在哪个时间区段上VD反向截止。画出等效电路最后在等效电路中求出uo的波形。R5VuiuoVDE图1-9１）ui正半周，且ui<5V时。VD的正极经R接ui，其负极电源E。由于ui<5V，所以VD反向偏置，理想二极管VD可视为开路（图1-11）由图1-11知，此时uo=ui，输出0a段和bc段上的波形与输入电压ui波形是一致的。

8、２）ui正半周，当ui>5V时。此时VD正向偏置，理想二极管VD可视为短路（图1-12）。R5VuiuoVDE由图1-12知，uo＝5V。输出电压uo在ab段上是uo＝5V，平行于横轴的直线。R5Vuiuo