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电子电路第一章习题课电子电路第一章习题课2011.3.251.1 1.1 说明说明PNPN结的工作原理结的工作原理 P P型区到型区到N N型区的过渡带两边的自由电子和空穴浓型区的过渡带两边的自由电子和空穴浓度相差很大，在浓度差下形成度相差很大，在浓度差下形成扩散运动扩散运动，P P区的空穴（多子）区的空穴（多子）向向N N区扩散，区扩散，N N区的自由电子（多子）区的自由电子（多子）向向P P区扩散，在过渡区区扩散，在过渡区域产生强烈的域产生强烈的复合复合作用使自由电子和空穴基本消失，在过作用使自由电子和空穴基本消失，在过渡带中产生一个渡带中产生一个空间电荷区空间电荷区（耗尽区），扩散运动使过渡（耗尽区），扩散运动使过渡带内失去了电中性，产生电位差和电场，分别称为接触电带内失去了电中性，产生电位差和电场，分别称为接触电位差和位差和内建电场内建电场，内建电场由，内建电场由N N区指向区指向P P区阻碍多子的扩散区阻碍多子的扩散运动，却促进过渡带中少子的运动，却促进过渡带中少子的漂移运动漂移运动，漂移运动中和过，漂移运动中和过渡区中的电荷从而削弱内建电场，随着扩散运动和漂移运渡区中的电荷从而削弱内建电场，随着扩散运动和漂移运动的进行，最后达到一个动的进行，最后达到一个平衡平衡状态，即内建电场的强度恰状态，即内建电场的强度恰好使扩散运动和漂移运动的速度相等，这种平衡称为动态好使扩散运动和漂移运动的速度相等，这种平衡称为动态平衡，这时过渡带中的接触电位差，内建电场强度，空间平衡，这时过渡带中的接触电位差，内建电场强度，空间电荷区宽度均处于稳定值，这时我们认为电荷区宽度均处于稳定值，这时我们认为PNPN结已经形成，结已经形成，并把并把P P、N N的过渡带称为的过渡带称为PNPN结结，PNPN结的宽度为空间电荷区的结的宽度为空间电荷区的宽度。宽度。1.2 1.2 设二极管设二极管1.3 1.3 在在 平面坐标中画出硅二极管（普通二极平面坐标中画出硅二极管（普通二极管、稳压管、变容器）的伏安特性曲线，说明在伏管、稳压管、变容器）的伏安特性曲线，说明在伏安特性曲线上可以定义哪些直流参数和动态参数。安特性曲线上可以定义哪些直流参数和动态参数。1.4 1.4 埋层稳压管的性能特点是什么？埋层稳压管的性能特点是什么？(教材教材1313页）页）1.5 1.5 设定图设定图P1.5P1.5中中D1D1和和D2D2的正向导通电压，画出与的正向导通电压，画出与vivi对应的输出信号电压波形。对应的输出信号电压波形。1.5 Multisim步骤n如图搭建电路（为更好地观测输入输出波形，将示波器的两个通道分别连接输入端和输出端，并以不同颜色区分）n开始仿真并双击示波器观察，可看到如下波形（注意调整示波器的设置）1.6 1.6 假设图假设图P1.6P1.6中中D D的正向导通电压的正向导通电压 ，试画出，试画出 两端两端的的 波形；求出波形；求出 中的直流电流分量中的直流电流分量 和和 上的直流电压上的直流电压 。1.7 1.7 图图P1.7P1.7所示为桥式整流电路，设所示为桥式整流电路，设D1D1D4D4的正向的正向电压电压 ，重复题，重复题1.61.6的分析和计算。的分析和计算。1.8 1.8 图图P1.8P1.8所示为具有电容滤波的桥式整流电路，所示为具有电容滤波的桥式整流电路，试分析并画出试分析并画出 的波形图。的波形图。1.8 Multisim步骤n如图搭建电路（为简化电路形式，电源直接用交流电源，电容电阻参数可以自行修改）n运行后可以看到如下波形n作为对比可观察去掉电容后的波形（1.7）1.9 1.9 说明说明BJTBJT内部载流子运动过程，写出内部载流子运动过程，写出BJTBJT内部与内部与外部电流关系式。外部电流关系式。n参阅参阅1.3.11.3.1小节小节BJTBJT内部载流子的传输过程内部载流子的传输过程。1.1.多子通过多子通过EBEB结注入结注入2.2.载流子在基区内扩散与复合载流子在基区内扩散与复合3.3.集电极对载流子收集集电极对载流子收集iE=iC+iBiC=iE+ICBOiB=iB1+iB2-ICBOiB1+iB2=(1-)iE是共基是共基BJTBJT的直流电流增益。的直流电流增益。1.3.61.3.61.3.81.3.81.10 1.10 画出画出NPNNPN和和PNP BJTPNP BJT工作在放大状态的偏置电工作在放大状态的偏置电路；画出共基和共射路；画出共基和共射BJTBJT的输入和输出特性曲线；的输入和输出特性曲线；说明截止区、饱和区和放大区的特点；在伏安特性说明截止区、饱和区和放大区的特点；在伏安特性曲线上能定义哪些直流参数？哪些交流参数？说明曲线上能定义哪些直流参数？哪些交流参数？说明共射共射BJTBJT的的 、和和 的物理意义。的物理意义。（2 2）共射）共射NPNNPN型型BJTBJT的输入和输出特性如图所示：的输入和输出特性如图所示：共射输入特性曲线共射输入特性曲线表示表示集、射极间电压固定时，基集、射极间电压固定时，基极电流与基、射极间电压之极电流与基、射极间电压之间的关系间的关系 共射输出特性曲线共射输出特性曲线表示表示基极电流固定时，集电极电基极电流固定时，集电极电流与集、基极间电压之间的流与集、基极间电压之间的关系关系（3 3）共射）共射NPNNPN型型BJTBJT有三个区域：放大区，饱和区，截止区有三个区域：放大区，饱和区，截止区1 1、放大区特点：发射结正向偏置，集电结反向偏置；、放大区特点：发射结正向偏置，集电结反向偏置；，基，基本不受本不受 的影响。的影响。2 2、饱和区特点：发射结正向偏置，集电结正向偏置；管压降、饱和区特点：发射结正向偏置，集电结正向偏置；管压降 很很小，小，(硅管硅管)。受控于受控于 ，已不成立，已不成立，的的大小由外电路参数决定。大小由外电路参数决定。3 3、截止区特点：发射结、集电结均反偏；集电极电流近似为零；管、截止区特点：发射结、集电结均反偏；集电极电流近似为零；管压降比较高。压降比较高。1.11 1.11 设某三极管设某三极管静态工作点静态工作点 ，试画出它的混合，试画出它的混合 等效模型，并在图上标明所有模型参数。等效模型，并在图上标明所有模型参数。1.12 1.12 设某设某PNPPNP管的管的 ，画出混合，画出混合 型交流等效电路，型交流等效电路，求求 。1.13 1.13 画出画出N N沟道沟道JFETJFET的转移特性曲线和漏极特性曲的转移特性曲线和漏极特性曲线；指出电阻区和夹断区以及它们的分界线；写出线；指出电阻区和夹断区以及它们的分界线；写出转移特性方程式；定义转移特性方程式；定义 。1.14 1.14 画出画出N N沟道耗尽型与增强型沟道耗尽型与增强型MOSFETMOSFET的转移特性的转移特性曲线和漏极特性曲线；标明电阻区及夹断区以及它曲线和漏极特性曲线；标明电阻区及夹断区以及它们的分界线；定义们的分界线；定义 ；写出它们在可变电；写出它们在可变电阻区和恒流区的特性方程式。阻区和恒流区的特性方程式。1.15 1.15 已知某已知某3DJ63DJ6（N-JFETN-JFET）的漏极特性如图）的漏极特性如图P1.15P1.15所示。试由漏极特性作出所示。试由漏极特性作出 三种情况下三种情况下的转移特性。的转移特性。1.16 1.16 已知某已知某P P沟道沟道JFETJFET的参数：的参数：，试求出试求出 时的完整小信号等效电路。时的完整小信号等效电路。1.17 1.17 设设PMOSFETPMOSFET的工艺参数：的工艺参数：静态工作电流静态工作电流 试画出它的低频小信号等试画出它的低频小信号等效电路。若效电路。若 时的等效电路中的受控时的等效电路中的受控电流源。电流源。1.18 1.18 试简述试简述MOSFETMOSFET的主要特性。的主要特性。1 1、电压（电场）控制特性；、电压（电场）控制特性；2 2、可变电阻特性；、可变电阻特性；3 3、在夹断区（放大区）、在夹断区（放大区）i iD D与与v vGSGS的平方率特性；的平方率特性；4 4、在亚阀区的导电特性；、在亚阀区的导电特性；5 5、背栅控制特性（体效应）；、背栅控制特性（体效应）；6 6、转移特性曲线的零温度系数特点；、转移特性曲线的零温度系数特点；7 7、与、与BJTBJT相似，在放大区具有沟道调制效应。相似，在放大区具有沟道调制效应。1.19 MOSFET1.19 MOSFET的亚阀区导电特性有什么特点？与的亚阀区导电特性有什么特点？与BJTBJT作对比，在作对比，在MOSMOS管管 时，它们是时，它们是否还有放大能力？否还有放大能力？在在v vBSBS 0 V VGSGS(th(th)才可能形成才可能形成沟道。沟道。v vBSBS对导电沟道也对导电沟道也有一定的控制能力，这有一定的控制能力，这种现象称为种现象称为体效应体效应或或衬衬底调制效应底调制效应。V VGSGS(th(th)的值改变的值改变i iD D的值，因而的值，因而v vBSBS对对i iD D有控制作用，有控制作用，B B极极又称为又称为背栅背栅。1.20 1.20 解释解释MOSFETMOSFET的体效应，它对的体效应，它对MOSFETMOSFET的放大作用的放大作用有何影响？有何影响？背栅背栅caaebdcf4 4、温度下降时，二极管的导通电压、温度下降时，二极管的导通电压_，反向饱和，反向饱和电流电流_。增大增大减小减小5 5、硅管的导通电压比锗管的、硅管的导通电压比锗管的_，反向饱和电流比，反向饱和电流比锗管的锗管的_。大大小小6 6、BJTBJT具有电流放大作用的内部条件是：发射区掺具有电流放大作用的内部条件是：发射区掺杂浓度杂浓度_，基区掺杂浓度，基区掺杂浓度_且制作得很且制作得很_，集电结面积集电结面积_；外部条件是发射结；外部条件是发射结_，集电结，集电结_。高高薄薄低低大大正偏正偏反偏反偏7 7、当温度升高时，、当温度升高时，BJTBJT的参数的参数B_B_，I ICBOCBO_，发，发射结正向压降射结正向压降U UBEBE_，共射输入特性曲线将，共射输入特性曲线将_，输出特性曲线将输出特性曲线将_，而且输出特性曲线之间的间，而且输出特性曲线之间的间隔将隔将_。增大增大增加增加减小减小左移左移上移上移加大加大1010、结型场效应管属电流表达式是、结型场效应管属电流表达式是8 8、三极管工作有三个区域、三极管工作有三个区域:在放大区时，偏置为在放大区时，偏置为_和和_；饱和区的偏置为饱和区的偏置为_和和_；截止区的偏置为截止区的偏置为_和和_。发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏9 9、场效应管属、场效应管属_控制型器件，它通过改变控制型器件，它通过改变_来控制来控制_。描述这一控制作用的参。描述这一控制作用的参数为数为_，其定义式为，其定义式为 。电压电压低频跨导低频跨导栅源电压栅源电压漏极电流漏极电流发射结正偏发射结正偏集电结正偏集电结正偏发射结反偏发射结反偏集电结反偏集电结反偏1111、对、对N N沟道沟道JFETJFET工作在恒流区时工作在恒流区时_，工作在可变，工作在可变电阻区时电阻区时_，工作在预夹断状态时，工作在预夹断状态时_。abc1212、N N沟道沟道JFETJFET管的管的U UGSGS必须为必须为_，P P沟道沟道JFETJFET管的管的U UGSGS必须为必须为_，N N沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的管的U UGSGS必须为必须为_，P P沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的管的U UGSGS必须为必须为_，N N沟道耗尽沟道耗尽型型MOSMOS管的管的U UGSGS可以是可以是_。A.A.负值负值 B.B.正值正值 C.C.正值、零、负值正值、零、负值caabb