（完整版）第6章半导体二极管及其应用电路习题答案

6.1选择正确答案填入空内。 （1）在本征半导体中加入 A 元素可形成N型半导体，加入 C 元素可形成P型半导体。 A. 五价 B. 四价 C. 三价 （2）PN结加正向电压时，空间电荷区将 A 。 A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽

（3）设二极管的端电压为vD，则二极管的电流方程是 c 。

A. ISeD B. ISevvDVT C. IS(evDVT－1)

（4）当温度升高时，二极管的反向饱和电流将 a 。 A. 增大 B. 不变 C. 减小 （5）稳压管的稳压区是其工作在 c 。

A. 正向导通 B.反向截止 C.反向击穿

（6）稳压二极管稳压时，其工作在(c )，发光二极管发光时，其工作在( a )。 A．正向导通区 B．反向截止区 C．反向击穿区 6.2将正确答案填入空内。 （1）图P6.2（a）所示电路中二极管为理想器件，则D1工作在 状态，D2工作在 状态，VA为 V。

D1

_ 3V D2 R 5kΩ 6V + VA _ + + _ + A1 1.5?k?

Vi=30V 2CW

5 _ R1 A22 V S R2 ??k?

图P6.2 (a) 图P6.2 (b)

解：截止，导通，?2.7?V。

（2）在图P6.2(b)所示电路中稳压管2CW5的参数为：稳定电压Vz???12?V，最大稳定电流IZmax???20?mA。图中电压表中流过的电流忽略不计。当开关S闭合时，电压表V和电流表A1、A2的读数分别为 、 、 ；当开关S断开时，其读数分别为 、 、 。

解：12?V，12?mA，6?mA，12?V，12?mA，0?mA。

6.3 电路如图P6.3所示，已知vi＝56sinωt(v)，试画出vi与vO的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。 + vi _ D R + vo _ + vi _ R D1 D2 + _ vo

+ 3V _ 3V + _

6.4 电路如图P6.4所示，已知vi＝5sinωt (V)，二极管导通电压VD＝0.7V。试画出电路的传输特性及vi与vO的波形，并标出幅值。

图P6.3 图P6.4

6.5 电路如图P6.5（a）所示，其输入电压vi1和vi2的波形如图（b）所示，二极管导通电压VD＝0.7V。试画出输出电压vO的波形，并标出幅值。 vi1/V +VCC（5V） 3 R 0.3 D1 t vi1 vi2/V vo 3 D2

vi2 0.3 t

(a) (b)

图P6.5

解：uO的波形如解图P1.2所示。

解图P1.2

6.6电路如图P6.6所示，（1）利用硅二极管恒压降模型求电路的ID和 Vo的值；（2）在室温（300K）的情况下，利用二极管的小信号模型求vo的变化范围。

R＝1kΩ VCC D1 （10±1V） D2

+ vo _

图P6.6

解（1）求二极管的电流和电压

ID?VCC?2vD(10?2?0.7)V??8.6?10?3A?8.6mA 3R1?10?VO?2VD?2?0.7V?1.4V

（2）求vo的变化范围

图题2.4.1的小信号模型等效电路如图解2.4.l所示，温度 T＝300 K。 rd?VT26mV??3.02? ID8.6mA当rd1=rd2=rd时，则

?vO??VCC2rd2?3.02???1V???6mV

R?2rd(1000?2?3.02?)vO的变化范围为(VO??vO)~(VO??vO)，即1.406V～1.394V。

6.7（有错） 电路如图P6.7所示，设二极管是理想的。（a）画出它的传输特性；（b）若

输入电压vI =vi=20 sinωt V，试根据传输特性绘出一周期的输出电压 vo的波形。

解 （a）画传输特性

0＜vI＜12 V时，D1，D2均截止，vo＝vI； vI≥12 V时，D1导通，D2截止

vO?12k?6k?2?vI??12V?vI?4V

(6?12)k?(6?12)k?3 －10V＜vI＜0时，D1，D2均截止，vo＝vI；

vI≤－10 V时，D2导通，D1 截止

vO?12k?6k?210?vI??(?10)V?vI?

(6?12)k?(6?12)k?33 传输特性如图解 2．4 13中 a所示。

（b）当vo＝vI=20 sinωt V时，vo波形如图解2．4．13b所示。

6kΩ + R1 R 2 R3 12k 12k D1 D2 +

vi _ _ vo + 12V _ 10V + _ 图P6.7

6.8二极管电路如图6.8所示，试判断各图中的二极管是导通还是截止，并求出AB两端电压VAB，设二极管是理想的。

A D 6V 12R 5kΩ D1 A D1 D2 6V A R 5kΩ + VAB _ D2 R 5kΩ+ 15V 12V + _ VAB _ B VAB

12V (a) (b) (c)

图P6.8

B B

解:

图a：将D断开，以O点为电位参考点，D的阳极电位为－6 V，阴极电位为－12 V，故 D

处于正向偏置而导通，VAO=–6 V。 图b：对D1有阳极电位为 0V，阴极电位为－12 V，故D1导通，此后使D2的阴极电位为 0V，

而其阳极为－15 V，故D2反偏截止，VAO=0 V。

图c：对D1有阳极电位为12 V，阴极电位为0 V，对D2有阳极电位为12 V，阴极电位为 －6V．故D2更易导通，此后使VA＝－6V；D1反偏而截止，故VAO＝－6V。

6.9 二极管电路如图P6.9所示，设输入电压vi（t）波形如图 b所示，在 0＜t＜5ms的时间间隔内，试绘出vo（t）的波形，设二极管是理想的。

解 vI（t）＜6V时，D截止，vo（t）＝6V；vI（t）≥6V时，D导通

vO(t)?vI(t)?6V1?200?6V?vI(t)?3V

(200?200)?2vo（t）的波形如图P6.9(c)所示 200+ Ω+ D R 1 R2 200 vi(t) v Ω o6V _ _ vo(t)/V 8

6

t/mS t/mS

0 3 5 0 5 (a) (b) (c)

vi(t)/V 10 图P6.9

6.10写出图P6.10所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压UD＝0.7V。