模拟电子技术基础2 6 7章课后答案

第二章 习题解答

2-1 电话线路上的直流电压约为50V，用于电话机通话时的直流电源。话机内部电路对电压有极性的要求。话机电路中有一个导向电路，如题2-1图所示。外线与话机引线相接时不必考虑电压极性。试说明其工作原理。

答：当外线与话机引线相接时，如果话机引线的上端接正、下端接负，则电源正端经过D1，话机内的其他电路、D4到电源负端，形成电流回路，此时二极管D1、D4正向导通，D2、D3截止。如果话机引线的下端接正、上端接负，则电源正端经过D2、话机内的其他电路、D3到电源负端，形成电流回路。由此或见，无论话机引线的上端接正还是下端接正，对于话机内的其他电路来说都符合对电压极性的要求，这就是导向电路所起的作用。

2-2 已知硅和锗PN结的反向饱和电流分别为10-14A和10-8A。若外加电压为0.25V、0.45V、0.65V时，试求室温下各电流I，并指出电压增加0.2V时，电流增加的倍数。

解：根据式（1-2-4） I?ISev/vT?1，室温时VT?26mV

对于硅PN结：IS?10?14A，则

外加电压V eV/VT??0.25V 14993.7 1.5?10?100.45V 3285 7556 0.65V 7.20×1010 7.2?10?4A?0.72mA I A 3.3?10?7A ?0.33?A

电压增加0.2V时电流增加的倍数为

e0.2V/26mV?e200mv/26mV?2191倍 对于锗PN结，IS?10?8A，则 外加电压V eV/VT 0.25V 14993.7 0.45V 3285 7556 0.33A 0.65V 7.20×1010 7.2?102A I 1.5?10?4A?0.15mA 电压增加0.2V时电流同样增加2191倍。

2-3 在室温时锗二极管和硅二极管的反向饱和电流分别为1μA和0.5pA，若两个二极管均通过1mA正向电流，试求它们的管压降分别为多少。 解：根据二极管的伏安特性 I?ISeV/VT?1

当V＞＞VT时 I?ISeV/VT 则eV/VT? ?v?VTlnIIS

若锗二极管的IS?1?A， I?1mA，则

310V?26mV?ln10?0.18V ?6?0.026ln10?3??IIS

若硅二极管的IS?0.5PA，I?1mA，则

910V?26mV?ln0.5?0.557V ?12?0.026ln2?10?10?3??

2-4 两个硅二极管在室温时反向饱和电流分别为2×10-12A和2×10-15A，若定义二极管电流I=0.1mA时所需施加的电压为导通电压，试求各VD（on）。若I增加到10倍，试问VD（on）增加多少伏。 解：根据二极管的伏安特性 I?ISeV/VT?1

当I＞＞IS时 I?ISeV/VT 则eV/VT?IIS??

?v?VTlnIIS

当硅二极管的IS?2?10?12时，I?0.1mA，则

10VD?on??26mvln2??461mV?0.461V 10?12?4当硅二极管的IS?2?10?15时，I?0.1mA，则

10VD?on??26mvln2??641mV?0.641V 10?15?4若I增加到10倍，则

?VD?on??26mVln10?60mV

2-5 已知IS（27℃）=10-9A，试求温度为－10℃、47℃和60℃时的IS值。

'解：由于温度每升高10℃，IS约增加一倍，即IS?IS?2?T?TO?/10

已知To=27℃时IS?10?9A，则

当T??10℃，当T?47℃，当T?60℃，

'IS?10?9?2'IS?10?9?2'IS?10?9?2??10?27?/10?10?9?2?3.7?7.7?10?11A

?47?27?/10?10?9?22?4?10?9A ?10?9?23.3?9.85?10?9A

?60?27?/10

2-6 题2-6图所示电路中为三个完全相同的二极管，IS=10-14A。要求在输出电压V0=2V时，求电流值I。如果从输出端流向负载的电流为1mA，输出电压的变化为多少？

解：（1）根据I?ISeV/VT?1?ISeV/VT

2 其中IS?10?14A V?1V7 3VO?3V?0.6662V3???I?10?14A?e/26mv?1.37?10?3A?1.37mA

（2）如果流向负载的电流为1mA，则流过二极管的电流为

I'?I?1mA?0.37mAI?ISe''V1/VTI?ISeV/VT

则II'?e?V?V?/VT

.37mA V?V'?VTlnII??26mVln10.37mA?34mV

所以输出电压的变化为：?VO?3?V?3V?V'?102mV?0.1V

2-7 在题2-7图所示电路中，设二极管为理想的，试判断图中各二极管是否导通，并求VAO值。

解：根据题意，电路中的二极管都是理想的。 （a）二极管D不通

VAO?V2?12V （b）D导通

??VAO?V1?15V

（c）D1导通，D2不通

VAO?0V

（d）D1、D2均导通，则R2//R3?1K//5.1??5.1?

514 VA0?3V?R1?R2R//R3?R4?3V?3000?5.1?51?0.05V

2-8 题2-8图所示电路中，设二极管为理想的，求图中所示的电压和电流值。 解：（a）图中理想二极管导通，V=-5V， I=1mA （b）图中理想二极管不通，V=5V， I=0 （c）图中理想二极管导通，V=5V， I=1mA （d）图中理想二极管不通，V=-5V， I=0

2-9 题2-9图所示电路中，设二极管是理想的，求图中标记的电压和电流值。 解 （a）图中理想二极管D2导通，D1截止 V=3V I=8mA

（b）图中理想二极管D1导通，D2截止 V=1V I=4mA

2-10 假定题2-10图电路中的二极管是理想的，求图中标记的电压和电流值。 解：（a）图中理想二极管D1导通，D2导通 V=0

V10V I?105K?10K?1mA

（b）图中理想二极管截止，D2导通

ID2?I?0

?10V???10V?10K?5K?43mA V??10V?4V 3mA?5K??3.332-11 假定题2-11图电路中的二极管是理想的，利用戴维南定理简化电路，并求图中标记的电压和电流值。

解：（a）由于二极管是理想的，利用戴维南定理简化电路如下图：

20KV?10V?20K?7.5V?20K3I?V20K?7.5V20K?0.375mA

（b）同样由于二极管是理想的，用戴维南定理简化后如下图：

2-12 题2-8图所示电路中，利用恒电压降模型（VD=0.7V），求图中标注的电压和电流值。

解：（a）二极管导通，VD=0.7V，则V=-4.3V

??4.3V?I?5V?10?0.93mA KV?5V?7.5V??2.5VI?0?二极管不?通

（b）二极管截止，V=5V，I=0

（c）二极管导通，VD=0.7V，则V=4.3V

???5V? I?4.3V10?0.93mA K（d）二极管截止，V=-5V，I=0

2-13 题2-13图所示电路中的二极管为理想的，试画出输出电压vo的波形。设vi=6sinωt (V)。

解：（a）图中二极管为理想的，电路为上、下限幅电路。

其中ViH?5V,ViL??2V

（b）图中二极管为理想的，电路为下限幅电路vomin?2V

2-14 在题2-14图所示电路中，已知二极管参数VD(on)=0.25V，RD=7Ω，PN结的串联电阻rS=2Ω，VDD=1V，vs=20sinωt (mV)，试求通过二极管的电流iD=IDQ＋id。 解：（1）求直流电流IDQ

令信号电压vs?0，由于电路中VDD?1V与VD?on?相差不多，RD?7?与RL相差不到一个数量级，所以二极管采用折线模型如下图：

IDQ?VDD?VD?on?RD?RLV?0.25V?17??50??0.75V57??13.16mA

（2）求交流电流id

令直流电压源VDD?0，并将二极管用小信号电路模型替代如下图

rj?VTIDQ26mV?13.16mA?2?s

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