内容发布更新时间 : 2024/7/2 0:52:51星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第1章 半导体二极管及其应用

1.1 试确定图E1.1（a）、（b）所示电路中二极管D是处于正偏还是反偏状态，并计算A、B、C、D各点的电位。设二极管的正向导通压降VD(on) ＝0.7V。

图E1.1

解：如图E1.1所示，断开二极管，利用电位计算的方法，计算二极管开始工作前的外加电压，将电路中的二极管用恒压降模型等效，有

（a）VD1＇＝（12－0）V＝12V＞0.7V，D1正偏导通，

12?0.7VA?(?2.2?0.7)V＝6.915V

1.8?2.2VB＝VA－VD(on)＝（6.915－0.7）V＝6. 215V

（b）VD2＇＝（0－12）V＝－12V＜0.7V，D2反偏截止，有

VC＝12V，VD＝0V

1.2 二极管电路如图E1.2所示，设二极管的正向导通压降VD(on) ＝0.7V，试确定各电路中二极管D的工作状态，并计算电路的输出电压VO。

图E1.2

解：如图E1.2所示，将电路中连接的二极管开路，计算二极管的端电压，有 （a）VD1＇＝[－9－（－12）]V＝3V＞0.7V，D1正偏导通

VO1＝（－0.7－9）V＝－9.7V

9（b）VD2＇＝[－3－（－）]V＝1.5V＞0.7V，D2正偏导通

2VO2＝（－0.7－3）V＝－3.7V

1

（c）VD3＇＝9V＞0.7V，VD4＇＝[9－（－6）]V＝15V＞0.7V，VD4＇＞VD3＇，D4首先导通。 D4导通后，VD3＇＇＝（0.7－6）V＝－5.3V＜0.7V，D3反偏截止，VO3＝（0.7－6）V＝－5.3V。

1.3 二极管电路如图E1.3所示，设二极管是理想的，输入信号vi=10sin?t V，试画出输出信号vO的波形。

图E1.3

解：如图E1.3所示电路，二极管的工作状态取决于电路中的输入信号vi的变化。 （a）当vi＜0时，D1反偏截止，vO1＝0；当vi＞0时，D1正偏导通，vO1＝vi。 （b）当vi＜0时，D2反偏截止，vO2＝vi；当vi＞0时，D2正偏导通，vO2＝0。 （c）当vi＜0时，D3正偏导通，vO3＝vi；当vi＞0时，D3反偏截止，vO3＝0。 由此，可画出输入信号vi与输出信号vO1、vO2、vO3的波形，如图E1.3.1所示。

图E1.3.1 vi与vO1、vO2、vO3的波形

1.4 二极管电路如图E1.4（a）所示，输入信号vi（t）的波形如图E1.4（b）所示。 （1）设二极管是理想的，试画出vO（t）的波形。

（2）设二极管用恒压降模型等效（VD(on) ＝0.7V），试画出vO（t）的波形。 （3）设二极管用折线模型等效（VD(on) ＝0.7V，rD＝20?），试画出vO（t）的波形。

图E1.4

2

解：如图E1.4（a）所示电路，二极管D的工作状态取决于电路中直流电源与交流信号vi（t）的幅值关系。断开电路中连接的二极管，其端口外加电压为，vD＇＝［vi（t）－6］V。

（1） 由二极管的理想模型，有vO（t）的波形，如图E1.4.1（b）所示，其中， 当vi（t）＜6V时，二极管反偏截止，vO（t）＝6V； 当vi（t）＞6V时，二极管正偏导通，

v(t)?6v(t)vO(t)?[i?6]V?[i?3]V

22当vi（t）＝10V时，vO（t）＝8V。

（2） 由二极管的恒压降模型，有vo（t）的波形，如图E1.4.1（c）所示，其中， 当vi（t）＜6.7V时，二极管截止，vO（t）＝6V；当vi（t）＞6.7V时，二极管导通，

v(t)?6.7v(t)vO(t)?[i?6]V?[i?2.65]V

22当vi（t）＝10V时，vO（t）＝7.65V。

（3）由二极管的折线模型，有vO（t）的波形，如图E1.4.1（d）所示，其中，

当vi（t）＜6.7V时，二极管截止，vO（t）＝6V； 当vi（t）＞6.7V时，二极管导通，

v(t)?6.710 vO(t)?[i?200?6]V?[vi(t)?2.81]V

200?20?20021当vi（t）＝10V 时，vO（t）≈7.57V 。

1.5 二极管电路如图E1.5所示，取二极管正向导 通压降VD(on) ＝0.7V，vi=102sin?t mV，C对交流的容抗近似为零，试求二极管D两端的交流电压vd和流过二极管的交流电流id。

图E1.5

图E1.4.1 vi（t）与vO（t）的波形

解：如图E1.5所示，分别用二极管的恒压降模型和交流微变小信号模型做等效变换，可将非线性的二极管视为线性参件，由叠加定理，有

5?0.7ID＝IQ＝mA＝1.72mA

2.53