第1章 半导体二极管及其基本电路习题答案范文

1-1判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。

（1）在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。（ ） （2）因为N型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。（ ） （3）PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（ ） 1-2、选择正确答案填入空内。

（1）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

（2）设二极管的端电压为U，则二极管的电流方程是 C 。 A. ISeU B. ISeUUT C. IS(eUUT－1)

（3）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

（4）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

（5）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

1-3能否将1.5V的干电池以正向接法接到二极管两端？为什么？

解：不能。因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.5V时，管子会因电流过大而烧坏。

1-4 电路如图P1-4所示，已知ui＝10sinωt(v)，试画出ui与uO的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。

图P1-4

解图P1-4

解：ui和uo的波形如解图P1-4所示。

1-5电路如图P1-54所示，已知ui＝5sinωt (V)，二极管导通电压UD＝0.7V。试画出ui与uO的波形，并标出幅值。

图P1-5

解图P1-5

解：波形如解图P1-5所示。

1-6 电路如图P1-6（a）所示，其输入电压uI1和uI2的波形如图（b）所示，二极管导通电压UD＝0.7V。试画出输出电压uO的波形，并标出幅值。

图P1-6

解：uO的波形如解图P1-6所示。

解图P1-6

1-7电路如图P1-7所示，二极管导通电压UD＝0.7V，常温下UT≈26mV，电容C对交流信号可视为短路；ui为正弦波，有效值为10mV。

试问二极管中流过的交流电流有效值为多少？ 解：二极管的直流电流 ID＝（V－UD）/R＝2.6mA

其动态电阻

rD≈UT/ID＝10Ω 故动态电流有效值

Id＝Ui/rD≈1mA

图P1-7

1-8现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为6V和8V，正向导通电压为0.7V。试问： （1）若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？ （2）若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？ 解：（1）两只稳压管串联时可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。 （2）两只稳压管并联时可得0.7V和6V等两种稳压值。

1-9 已知稳压管的稳定电压UZ＝6V，稳定电流的最小值IZmin＝5mA，最大功耗PZM＝150mW。试求图P1-9所示电路中电阻R的取值范围。

解：稳压管的最大稳定电流 IZM＝PZM/UZ＝25mA

电阻R的电流为IZM～IZmin，所以其取值范围为

RUIUZ0.36～1.8k IZ 图P1-9

1-10已知图P1-10所示电路中稳压管的稳定电压UZ＝6V，最小稳定电流IZmin＝5mA，最大稳定电流IZmax＝25mA。

（1）分别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输出电压UO的值； （2）若UI＝35V时负载开路，则会出现什么现象?为什么？

解：（1）当UI＝10V时，若UO＝UZ＝6V，则稳压管的电流为4mA，小于其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。故 UORLUI3.33V

RRL 当UI＝15V时，稳压管中的电流大于最 图P1-10 小稳定电流IZmin，所以

UO＝UZ＝6V 同理，当UI＝35V时，UO＝UZ＝6V。

（2）IDZ(UIUZ)R29mA＞IZM＝25mA，稳压管将因功耗过大而损坏。

1-11 在图P1-11所示电路中，发光二极管导通电压UD＝1.5V，正向电流在5～15mA时才能正常工作。试问：

（1）开关S在什么位置时发光二极管才能发光？ （2）R的取值范围是多少？ 解：（1）S闭合。

（2）R的范围为

Rmin(VUD)IDmax233Rmax(VUD)IDmin

700。

图P1-11

1-12 电路如图P1-12（a）、（b）所示，稳压管的稳定电压UZ＝3V，R的取值合适，uI的波形如图（c）所示。试分别画出uO1和uO2的波形。

图P1-12

解：波形如解图P1-12所示

解图P1-12

1-13 在图P1-13所示的电路中，交流电源的电压 U 为 220V ，现有三只半导体二极管 D 1 、 D 2 、 D 3 和三只 220V 、 40W 灯泡 L 1 、 L 2 、 L 3 接在该电源上。试问哪只（或哪些）灯泡发光最亮？哪只（或哪些）二极管承受的反向电压最大？

图P1-12

解：L2最亮，D2反向电压最大。

1-14图p1-14所示电路中，正弦波电源的电压幅值为 2V , 二极管的死区电压为 0.5V 。试求在正弦波电源的一个周期 T 中，各二极管导通时间占 T 的几分之几？在这两个电路中，二极管承受的反向电压峰值各为多大？

图p1-14

解 : 图(a)所示电路中的二极管n始终不导通，导电角为零，承受的反向电压峰值为4v;图(b)所示电路中的二极管D在正弦波电源一个周期中的导通时间为半个周期，即导电角为180。，承受的反向电压峰值为1.5v。

1-15 用万用表测量二极管的正向直流电阻RF，选用的量程不同，测得的电阻值相差很大。现用 MF30 型万用表测量某二极管的正向电阻，结果如下表，试分析所得阻值不同的原因。

电阻量程 测得电阻值 × 1 31 × 10 210 × 100 1.1 K × 1K 11.5 K 解: 由于万用表测量电阻时不同量程的内阻不同，以及二极管的正向电阻也是一个非线性电阻所致。 1-16本题图中， u 为正弦交流电压，幅值为 100V ，设 D 为理想的二极管， R= 100 Ω。试求 R 两端电压的直流分量及 R 中所消耗的功率各为多大？

解:

UR0.45U20.450.707100V31.8V

R两端的电压有效值为UR120(100sint)2d(t)V50V

2UR502W25W 故R消耗的功率为PR100

1-17 某三相半波整流电路如本题图所示。设三相交流电压 u A 、 u B 、 u C 对称，各二极管性能理想。求各个二极管在交流电压的一个周期 T 中，导通时间对应的相位角（即导电角）为多少度 ？并画出一个周期中输出电压的波形。

图p1-17

解:各个二极管在交流三相电源的每个周期中导通的相位角均为120度,电压波形如图所示.

1-18 本题图中， L 1 、 L 2 是继电器 J 1 、 J 2 的吸引线圈，它们的直流电阻均为 10kΩ，当流过的电流大于 2mA 时，继电器才能动作。试判断，对于这一电路在下列四种答案种，哪个是正确的。 (a) D 1 导通， J 1 动作； (b) D 2 导通， J 1 动作；

(c) D 1 导通， J 2 动作； (d) D 2 导通， J 2 动作。

图p1-18 解:D

1-19设本题图所示各电路中的二极管性能均为理想。试判断各电路中的二极管是导通还是截止，并求出 A 、 B 两点之间的电压UAB值。

图p1-19

解:a 、D截止,UAB=-12V b、 D导通，UAB=15V c、D1导通、D2截止，UAB=0V d、D1截止、D2导通，UAB=-15V