习题二
2-1 杂质半导体有哪两种基本类型？每种类型主要靠哪种载流子导电？
答：根据掺杂的不同杂质半导体可以分成两种基本类型，即N型半导体和P型半导体两种。在N型半导体中，自由电子的浓度远大于空穴的浓度称为多数载流子，在导电过程中起主要作用。在P型半导体中，空穴的浓度远大于自由电子的浓度称为多数载流子，在导电过程中起主要作用。
2-2 什么是PN结？PN结最重要的导电特性是什么？
答：当用一定的工艺把P型半导体和N型半导体结合在一起的时候，就会在二者结合处形成一层带电的空间电荷区，称为PN结，它是构成二极管和三极管以及集成电路等半导体器件的基础。PN结最重要的导电特性是单向导电性，即当PN结加正向电压时，PN结导通；当PN结加反向电压时，PN结截止。
2-3 万用表的两只表棒与表内电池的连接关系是：红表棒接电池的正极，黑表棒接电池的负极。问该怎样用万用电表判别二极管的正负极及好坏？
答：对于二极管根据其单向导电性，我们可以判断如下：利用万用电表的欧姆档，分别用万用表的红表和黑表笔接二极管的两端，如果一次测得的电阻很小，另一次测得的电阻很大，说明二极管具有单向导电性，二极管良好，否则说明二极管已经损坏。一只良好的二极管当一端接红表笔，另外一端接黑表笔时，如果电阻很小，说明红表笔所接为二极管的正极性端，如果测得的电阻很大说明红表笔所接为二极管的负极性端。
2-4 RC电路及其输入和输出电压波形，如题图2-1所示。若用一只正向电阻很小的二极管取代电阻R，试分析对应于二极管的两种接法，电容充电和放电时输出电压的波形会有什么改变？
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解：将电阻R换成电阻D后，由于二极管D的正向电阻很小，所以作用时，电容C立即被充到
的幅值，而
的幅值过去以后，二极管处于反向截止状态，电容C上的电压被保持下去，所以形成如图题图2-1’所示的输出电压波形。
2-5 电路如图2-2所示，已知输入电压，若忽略二极管的正向压降和反向电流，试画出两种电路输出电压的波形，并注明二极管导通和截止的时间区间。
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解：输出波形如下图所示：
(1) 当时，二极管D截止，输出电压为5v；当
时，二极管导通输出电压为
。
(2) 当时，二极管导通，输出电压为ui；当
时，二极管截止输出电压为-5v。
2-6 设两只稳压管的稳压值分别为10V和20V，正向压降均为0.7V，试确定题图2-3所示各电路的输出电压值。
解：（a)图中两个二极管均被反向击穿，所以输出的电压为30V。
（b)图中两个二极管均正向导通，输出电压为二者正向压降之和1.4V。
（c)图中由于其中一个二极管的稳压值为20V，另外一个二极管的稳压值为10V，所以稳压值为10V的二极管将被击穿，两端电压为10V，第二个二极管将反向截止，输出电压为10V。
（d)图中二极管正向导通，其两端的电压为0.7V，0.7V的电压加到
两端使得
反向截止，所以输出电压为0.7V。
2-7 题图2-4所示几种三极管电路均不符合放大的偏置条件，试指出问题所在。
解：图（a)中晶体管为PNP型三极管，供电电源应该为负电源，这样才能够满足三极管的放大条件，即发射结正偏，集电结反偏。所以要想正常放大应该将正电源换成合适的负电源
。
图（b)中由于的作用，隔离了直流电源对基极的供电，使得三极管的发射结不能正偏，不能正常工作。
图（c)中正电源直接加到了三极管的基极上，使得三极管的集电结不能反偏，同时交流信号不能输入，不能正常工作。要想正常工作必须在基极和电源之间加上一个偏置电阻。
图（d)的问题和图（b)类似，没有加基极偏置电压，使得发射结不能正偏，起不到正常放大的作用。
2-8 若用万用表测得图2-23（b)所示基本放大电路中或
，试判断三极管分别处于什么工作状态？
答：当，说明集电极电流为零，三极管的发射结和集电结均反偏，放大器处于截止状态；当
时，三极管的发射结和集电结均正偏，放大器处于饱和状态。
2-9 利用图2-26（b)所示输出特性曲线和直流负载线，医学全.在线www.med126.com分析、
、
和
的数值变化对输出回路静态工作点位置的影响。
答：
（1)改变，其它参数不变对Q点的影响：
（a)当升高时，因
不变,直流负载线的斜率不变，直流负载线平行右移，Q点偏向右上方。放大电路的动态范围扩大，三极管的静态功耗增大。
（b)当降低时，因
不变，直流负载线的斜率不变，直流负载线平行左移，Q点偏向左下方。放大电路的动态范围减小，三极管的静态功耗降低。
（2)改变，其它参数不变对Q点的影响：
（a)减小，
增大，Q点上移，靠近饱和区，易产生饱和失真。
（b)增大，
减小，Q点下移，靠近截止区，易产生截止失真。
（3) 改变，其它参数不变对Q点的影响：
（a)增大时，直流负载线与横轴的交点不变,与纵轴的交点下降，斜率变小，Q点移近饱和区。
（b)减小时，直流负载线与横轴的交点不变,与纵轴的交点上升，斜率变大，Q点移近截止区。
（4)β改变，其它参数不变对Q点的影响：
（a)当三极管的β值增大时，Q点上移，使增大。
（b)当三极管的β值减小时，Q点下移，使减小。
2-10 若有一只吸合电流为6mA的继电器接于基本放大电路的集电极回路中，已知三极管的，问基极的电流需要达到多大继电器才能吸合？
解：由集电极电流和基极电流
的关系：
可知当
为6mA时，
。所以基极电流达到
时，继电器就能够吸合。
2-11 三极管放大电路如图2-23（b)所示，已知，
，
，
，
。（1)画出电路的直流通路，计算各静态值；（2)画出电路的交流微变等效电路，计算电压放大倍数，输入阻抗和输出阻抗。
解：(1)直流通路如图2-23’(a)
(2)画出交流通路如图2-23’（b)所示，利用交流通路画出其微变等效电路如图2-23’（c)所示：
2-12 何谓饱和失真？何谓截止失真？简述它们的产生原因和克服办法。
答：当静态工作点Q位置偏高，而输入信号幅度又相对比较大时，将导致三极管工作点于部分时间内进入饱和区，由此而引起的波形失真称为饱和失真。当静态工作点Q位置偏低，而输入信号幅度又相对比较大时．将导致三极管工作点于部分时间内进入截止区，由此而引起的波形失真称为截止失真。
为了消除饱和失真，应适当降低Q点，即减小。；为了消除截止失真，应适当提高Q点，即增加
；当同时出现饱和失真和截止失真时，应通过适当提高电源电压
或减小输入电压
的幅度来消除。
2-13 分压式偏置电路是如何实现静态工作点稳定的？该电路中的发射极电阻起什么作用？
答：分压式偏置电路如右图所示，图中，所以基极电位
由电源
和两个偏置电阻
和
确定，而三极管自身参数变化引起的
变化，对
基本不起作用，若
时，
，
，当
不变时，
也不随三极管参数的变化而变化，可以认为工作点与三极管参数无关，从而起到了稳定静态工作点的作用。
该电路中的发射极电阻的作用是将输出回路电流变化的信号引回到输入端，起到抑制输出回路电流变化的作用，起到稳定静态工作点的作用，称为负反馈电阻。
2-14 电路如图2-33所示，若已知，
，
，
，
，
，
。（1)确定电路的静态工作点；（2)计算电压放大倍数、输入阻抗和输出阻抗。
解：（1)画出直流通路等效电路如图2-33（a)：
（2)交流等效电路如图2-33（b)所示
2-15 若已知图2-33所示电路的输入电压来自内阻为的信号源，信号源电动势为
，如题图2-5所示。若电路的其它参数与题2-14相同，试计算该电路对
的放大倍数
，并分析电路输入阻抗
的大小对
的影响。
解：对于信号源来说，放大器的输入电阻相当于信号源的负载电阻，所以我们可以画成题图2-5’所示的等效电路
所以我们不难看出电路对有内阻的信号源
的放大倍数
随着信号源内阻
的增加而减小。
2-16 测得某放大电路带负载时的输出电压为，空载时输出电压为
，已知负载
，试确定该电路的输出阻抗。
解：将放大器等效成一个理想电压源和内阻
串连的形式，如右图所示电路。由已知空载时输出电压
，可以知道等效电压源的电动势
，所以有
所以
可以解得电压源的内阻即放大器的输出阻抗为：
。
2-17 增强型NMOS的栅源电压和漏源电压极性应怎样安排，管子才能有放大作用。
答：栅源电压，漏源电压
时，NMOS才有放大作用。各种场效应管的参数见下表：
2-18 增强型NMOS放大电路如图2-42（b)所示，若已知，
，
，
，
，
，试计算该电路的电压放大倍数、输入阻抗和输出阻抗。
解：画出交流通路如图2-42’(b)
输出电压
输入电压
同时
所以电压放大倍数为
输入阻抗为
输出阻抗
（
很大)
2-19 图2-42（b)所示电路的电压放大倍数与低频跨导成正比，而场效应管转移特性曲线显示，
的大小实际与漏极电流
有关。若保持该电路其它参数不变，仅增加源极电阻
的数值，问
将怎样改变？
和电压放大倍数又会怎样改变？
答：低频跨导
栅极电位
源极电位
栅源电压
所以漏极电流
所以，根据上式，当增大时，
将减小。
对于增强型场效应管，与
有如下的近似关系
，所以根据上式有低频跨导
所以当增大时，
将减小，低频跨导
也将减小。
电压放大倍数也将减小。
故实际中应适当减小的阻值，以利于放大倍数的提高。
2-20 两级阻容耦合式放大电路如题图2-6所示，已知，第一级的
，
，
，
，
，
，第二级的
，
，
，
，
，
，求各级电压放大倍数
，
及总的电压放大倍数
。
解：画出其交流等效电路如题图2-6’所示
基极电位
集电极电流（由于很小所以
)
第一级放大器的电压放大倍数为
第一级放大器的电压放大倍数为
总电压放大倍数为
