習題二
2-1 雜質半導體有哪兩種基本類型？每種類型主要靠哪種載流子導電？
答：根據(jù)摻雜的不同雜質半導體可以分成兩種基本類型，即N型半導體和P型半導體兩種。在N型半導體中，自由電子的濃度遠大于空穴的濃度稱為多數(shù)載流子，在導電過程中起主要作用。在P型半導體中，空穴的濃度遠大于自由電子的濃度稱為多數(shù)載流子，在導電過程中起主要作用。
2-2 什么是PN結？PN結最重要的導電特性是什么？
答：當用一定的工藝把P型半導體和N型半導體結合在一起的時候，就會在二者結合處形成一層帶電的空間電荷區(qū)，稱為PN結，它是構成二極管和三極管以及集成電路等半導體器件的基礎。PN結最重要的導電特性是單向導電性，即當PN結加正向電壓時，PN結導通；當PN結加反向電壓時，PN結截止。
2-3 萬用表的兩只表棒與表內電池的連接關系是：紅表棒接電池的正極，黑表棒接電池的負極。問該怎樣用萬用電表判別二極管的正負極及好壞？
答：對于二極管根據(jù)其單向導電性，我們可以判斷如下：利用萬用電表的歐姆檔，分別用萬用表的紅表和黑表筆接二極管的兩端，如果一次測得的電阻很小，另一次測得的電阻很大，說明二極管具有單向導電性，二極管良好，否則說明二極管已經(jīng)損壞。一只良好的二極管當一端接紅表筆，另外一端接黑表筆時，如果電阻很小，說明紅表筆所接為二極管的正極性端，如果測得的電阻很大說明紅表筆所接為二極管的負極性端。
2-4 RC電路及其輸入和輸出電壓波形，如題圖2-1所示。若用一只正向電阻很小的二極管取代電阻R，試分析對應于二極管的兩種接法，電容充電和放電時輸出電壓的波形會有什么改變？
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解：將電阻R換成電阻D后，由于二極管D的正向電阻很小，所以作用時，電容C立即被充到
的幅值，而
的幅值過去以后，二極管處于反向截止狀態(tài)，電容C上的電壓被保持下去，所以形成如圖題圖2-1’所示的輸出電壓波形。
2-5 電路如圖2-2所示，已知輸入電壓，若忽略二極管的正向壓降和反向電流，試畫出兩種電路輸出電壓的波形，并注明二極管導通和截止的時間區(qū)間。
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解：輸出波形如下圖所示：
(1) 當時，二極管D截止，輸出電壓為5v；當
時，二極管導通輸出電壓為
。
(2) 當時，二極管導通，輸出電壓為ui；當
時，二極管截止輸出電壓為-5v。
2-6 設兩只穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值分別為10V和20V，正向壓降均為0.7V，試確定題圖2-3所示各電路的輸出電壓值。
解：（a)圖中兩個二極管均被反向擊穿，所以輸出的電壓為30V。
（b)圖中兩個二極管均正向導通，輸出電壓為二者正向壓降之和1.4V。
（c)圖中由于其中一個二極管的穩(wěn)壓值為20V，另外一個二極管的穩(wěn)壓值為10V，所以穩(wěn)壓值為10V的二極管將被擊穿，兩端電壓為10V，第二個二極管將反向截止，輸出電壓為10V。
（d)圖中二極管正向導通，其兩端的電壓為0.7V，0.7V的電壓加到
兩端使得
反向截止，所以輸出電壓為0.7V。
2-7 題圖2-4所示幾種三極管電路均不符合放大的偏置條件，試指出問題所在。
解：圖（a)中晶體管為PNP型三極管，供電電源應該為負電源，這樣才能夠滿足三極管的放大條件，即發(fā)射結正偏，集電結反偏。所以要想正常放大應該將正電源換成合適的負電源
。
圖（b)中由于的作用，隔離了直流電源對基極的供電，使得三極管的發(fā)射結不能正偏，不能正常工作。
圖（c)中正電源直接加到了三極管的基極上，使得三極管的集電結不能反偏，同時交流信號不能輸入，不能正常工作。要想正常工作必須在基極和電源之間加上一個偏置電阻。
圖（d)的問題和圖（b)類似，沒有加基極偏置電壓，使得發(fā)射結不能正偏，起不到正常放大的作用。
2-8 若用萬用表測得圖2-23（b)所示基本放大電路中或
，試判斷三極管分別處于什么工作狀態(tài)？
答：當，說明集電極電流為零，三極管的發(fā)射結和集電結均反偏，放大器處于截止狀態(tài)；當
時，三極管的發(fā)射結和集電結均正偏，放大器處于飽和狀態(tài)。
2-9 利用圖2-26（b)所示輸出特性曲線和直流負載線，醫(yī)學全.在線m.bhskgw.cn分析、
、
和
的數(shù)值變化對輸出回路靜態(tài)工作點位置的影響。
答：
（1)改變，其它參數(shù)不變對Q點的影響：
（a)當升高時，因
不變,直流負載線的斜率不變，直流負載線平行右移，Q點偏向右上方。放大電路的動態(tài)范圍擴大，三極管的靜態(tài)功耗增大。
（b)當降低時，因
不變，直流負載線的斜率不變，直流負載線平行左移，Q點偏向左下方。放大電路的動態(tài)范圍減小，三極管的靜態(tài)功耗降低。
（2)改變，其它參數(shù)不變對Q點的影響：
（a)減小，
增大，Q點上移，靠近飽和區(qū)，易產(chǎn)生飽和失真。
（b)增大，
減小，Q點下移，靠近截止區(qū)，易產(chǎn)生截止失真。
（3) 改變，其它參數(shù)不變對Q點的影響：
（a)增大時，直流負載線與橫軸的交點不變,與縱軸的交點下降，斜率變小，Q點移近飽和區(qū)。
（b)減小時，直流負載線與橫軸的交點不變,與縱軸的交點上升，斜率變大，Q點移近截止區(qū)。
（4)β改變，其它參數(shù)不變對Q點的影響：
（a)當三極管的β值增大時，Q點上移，使增大。
（b)當三極管的β值減小時，Q點下移，使減小。
2-10 若有一只吸合電流為6mA的繼電器接于基本放大電路的集電極回路中，已知三極管的，問基極的電流需要達到多大繼電器才能吸合？
解：由集電極電流和基極電流
的關系：
可知當
為6mA時，
。所以基極電流達到
時，繼電器就能夠吸合。
2-11 三極管放大電路如圖2-23（b)所示，已知，
，
，
，
。（1)畫出電路的直流通路，計算各靜態(tài)值；（2)畫出電路的交流微變等效電路，計算電壓放大倍數(shù)，輸入阻抗和輸出阻抗。
解：(1)直流通路如圖2-23’(a)
(2)畫出交流通路如圖2-23’（b)所示，利用交流通路畫出其微變等效電路如圖2-23’（c)所示：
2-12 何謂飽和失真？何謂截止失真？簡述它們的產(chǎn)生原因和克服辦法。
答：當靜態(tài)工作點Q位置偏高，而輸入信號幅度又相對比較大時，將導致三極管工作點于部分時間內進入飽和區(qū)，由此而引起的波形失真稱為飽和失真。當靜態(tài)工作點Q位置偏低，而輸入信號幅度又相對比較大時．將導致三極管工作點于部分時間內進入截止區(qū)，由此而引起的波形失真稱為截止失真。
為了消除飽和失真，應適當降低Q點，即減小。；為了消除截止失真，應適當提高Q點，即增加
；當同時出現(xiàn)飽和失真和截止失真時，應通過適當提高電源電壓
或減小輸入電壓
的幅度來消除。
2-13 分壓式偏置電路是如何實現(xiàn)靜態(tài)工作點穩(wěn)定的？該電路中的發(fā)射極電阻起什么作用？
答：分壓式偏置電路如右圖所示，圖中，所以基極電位
由電源
和兩個偏置電阻
和
確定，而三極管自身參數(shù)變化引起的
變化，對
基本不起作用，若
時，
，
，當
不變時，
也不隨三極管參數(shù)的變化而變化，可以認為工作點與三極管參數(shù)無關，從而起到了穩(wěn)定靜態(tài)工作點的作用。
該電路中的發(fā)射極電阻的作用是將輸出回路電流變化的信號引回到輸入端，起到抑制輸出回路電流變化的作用，起到穩(wěn)定靜態(tài)工作點的作用，稱為負反饋電阻。
2-14 電路如圖2-33所示，若已知，
，
，
，
，
，
。（1)確定電路的靜態(tài)工作點；（2)計算電壓放大倍數(shù)、輸入阻抗和輸出阻抗。
解：（1)畫出直流通路等效電路如圖2-33（a)：
（2)交流等效電路如圖2-33（b)所示
2-15 若已知圖2-33所示電路的輸入電壓來自內阻為的信號源，信號源電動勢為
，如題圖2-5所示。若電路的其它參數(shù)與題2-14相同，試計算該電路對
的放大倍數(shù)
，并分析電路輸入阻抗
的大小對
的影響。
解：對于信號源來說，放大器的輸入電阻相當于信號源的負載電阻，所以我們可以畫成題圖2-5’所示的等效電路
所以我們不難看出電路對有內阻的信號源
的放大倍數(shù)
隨著信號源內阻
的增加而減小。
2-16 測得某放大電路帶負載時的輸出電壓為，空載時輸出電壓為
，已知負載
，試確定該電路的輸出阻抗。
解：將放大器等效成一個理想電壓源和內阻
串連的形式，如右圖所示電路。由已知空載時輸出電壓
，可以知道等效電壓源的電動勢
，所以有
所以
可以解得電壓源的內阻即放大器的輸出阻抗為：
。
2-17 增強型NMOS的柵源電壓和漏源電壓極性應怎樣安排，管子才能有放大作用。
答：柵源電壓，漏源電壓
時，NMOS才有放大作用。各種場效應管的參數(shù)見下表：
2-18 增強型NMOS放大電路如圖2-42（b)所示，若已知，
，
，
，
，
，試計算該電路的電壓放大倍數(shù)、輸入阻抗和輸出阻抗。
解：畫出交流通路如圖2-42’(b)
輸出電壓
輸入電壓
同時
所以電壓放大倍數(shù)為
輸入阻抗為
輸出阻抗
（
很大)
2-19 圖2-42（b)所示電路的電壓放大倍數(shù)與低頻跨導成正比，而場效應管轉移特性曲線顯示，
的大小實際與漏極電流
有關。若保持該電路其它參數(shù)不變，僅增加源極電阻
的數(shù)值，問
將怎樣改變？
和電壓放大倍數(shù)又會怎樣改變？
答：低頻跨導
柵極電位
源極電位
柵源電壓
所以漏極電流
所以，根據(jù)上式，當增大時，
將減小。
對于增強型場效應管，與
有如下的近似關系
，所以根據(jù)上式有低頻跨導
所以當增大時，
將減小，低頻跨導
也將減小。
電壓放大倍數(shù)也將減小。
故實際中應適當減小的阻值，以利于放大倍數(shù)的提高。
2-20 兩級阻容耦合式放大電路如題圖2-6所示，已知，第一級的
，
，
，
，
，
，第二級的
，
，
，
，
，
，求各級電壓放大倍數(shù)
，
及總的電壓放大倍數(shù)
。
解：畫出其交流等效電路如題圖2-6’所示
基極電位
集電極電流（由于很小所以
)
第一級放大器的電壓放大倍數(shù)為
第一級放大器的電壓放大倍數(shù)為
總電壓放大倍數(shù)為
