半导体器件1二极管的结电容是什么答在二.doc

半导体器件1. 二极管的结电容是什么？ 答：在二极管PN结的两端加反响电压时，PN结上形成的阻挡层要变宽，即PN结上形成的空间电荷区要变宽，此时PN结呈高祖状态。由于这种情况类似于电容器的充电情况，PN结就相当于一个电容器，我们把这一电容称为二极管的结电容。2. 结电容对二极管的工作有何影响？ 答：二极管的结电容对二极管的工作频率有很大的影响。二极管结电容的存在，限制了二极管的工作频率。当加在二极管两端的工作频率很高时，二极管结电容在高频下所呈现的容抗很小，高频电流直接通过结电容，二极管就失去了单相导电性。应当注意，二极管的结电容不是空间电荷量的与外加电压的比值，而是电荷增量与相应的电压增量的比值，所以它是对交流小信号呈现电容。结电容的大小与外加电压有关，正向电压大时，二极管PN结的空间电荷区很窄，相当于电容器的极板间距小，所以结电容大；反之，反向电压大时结电容小。3. 为什么使用半导体二极管时要尽量远离热源或注意通风降温？ 答： 由于半导体材料的导电特性对温度的变化相当敏感，半导体器件的参数与温度有关，所以使用半导体二极管时要尽量远离热源或注意通风降温。4. 如何判别晶体管是高频管还是低频管？ 答：可通过用万用表测量晶体管的发射结反向电阻来进行判别。对于NPN型管，红表笔接基极，黑表笔借发射极。对于PNP型管，红表笔接发射极，黑表笔接基极。测量时，先用R1k档，然后再用R10k档。若两次测量万用表的读数没有很大的变化，且读数都很大，则证明晶体管为低频管。若两次测量万用表的读数变化很大，且第二次万用表的读数显著变小，则说明晶体管为高频管。5. 晶体管的发射极与集电极是否可以调换使用？ 答：可以将晶体管的发射极与集电极对调使用。这种使用方法称为倒置使用，倒置使用后晶体管的放大倍数降低，因此很少在放大电路中采用这种方法。晶体管倒置使用时要特别注意：晶体管的集电极-基极的反向电压应小于允许的反向击穿电压，否则会导致晶体管的损坏。基本放大电路1. 在电子线路的分析计算中，那些因素可以忽略，那些因素不能忽略？ 答：在电子线路的分析计算中，经常采用工程的观点，采用近似的计算方法。这是为了简化复杂的实际问题，突出主要矛盾，使分析计算得以比较顺利的进行。在这里过分追求严密，已无必要，也不可能。但是，近似计算又必须是合理的，必须满足工程上对计算精度的要求。例如，在固定偏置放大电路中。如果VCC=12V，VBEQ=0.7V，则相对于VCC在计算时完全可以忽略VBEQ，而认为。这样做，计算误差小于10%，满足工程要求。但是，如果是两个数值较大而又非常接近的电流之差=0.7018-0.7=0.00186mA，此时第一个除式中的UBEQ就不能忽略。而且两个除式的计算都要比较准确，要有较多的有效数字位，否则会得出不合理的结果。2. 工作点是一个什么概念？除了直流静态工作点之外，有没有交流动态工作点？ 答：工作点是放大电路分析中一个十分重要的概念，它指的是电路中二极管或晶体管的工作状态，经常用它们的级间电压和电极电流的大小表示。例如，二极管的、，三极管的、。管子的工作状态和工作点分两类，一类是不加交流输入信号，电路中只有直流量的工作状态，叫 “静态”或“静态工作点”。另一类是加了交流输入信号后，电路中直流和交流共存的工作状态和工作点。此时，电路和管子中的电压和电流都随时间变动，所以叫动态和动态工作点。前面讲过，在直流电源、元件参数和管子特性（有时还包括负载电阻）确定之后，直流静态工作点只有一个。而在交流动态时，工作点随交流输入信号在时间上不断的变化，它的变化轨迹就是交流负载线。在某一交流输入信号下，管子的交流动态工作点在交流负载线上的变化范围就是动态范围。3. 什么是管子的静态功耗？如果交流信号输入的幅值较大，如何减小这一功耗？ 答：管子的静态功耗就是在静态时管子的集电极上消耗的功率：。为了减小这一功耗，就要尽量降低管子的静态工作点Q。但是，在交流信号ui幅度较大时，降低Q点会使放大电路输出信号失真。此时，可采用新的电路组成方案来解决，如乙类推挽或互补对称电路。4. 交流电阻和直流电阻区别何在？线性电阻元件有没有这两种电阻？为什么不能用于静态计算。 答：对线性电阻元件，只要工作频率要求不太高，它的电阻是个常数。也就是说，它在直流和交流工作时电阻相同，没有直流（静态）与交流（动态）电阻之分。非线性电阻则不然。它的伏安特性不是直线，是曲线。即使是在直流工作时也不同。如果直流信号上还叠加作交流小信号，则非线性电阻元件对交流小信号的交流（动态）电阻就是伏安特性在静态工作点处切线斜率的倒数。所以非线性电阻元件的交流（动态）电阻随工作点的不同而不同。从几何上说，非线性电阻元件的直流电阻由伏安特性在静态工作点处的割线斜率决定，而交流电阻则由特性在静态工作点处的切线的斜率决定。晶体管的发射结是PN结，它的伏安特性是非线性的。，其中第二部分就是PN结的伏安特性在静态工作点处切线斜率的倒数折合到基极回路后的值，是发射结的交流（动态）电阻，当然不能用来求静态电流，也不能由静态的UBEQ和IBQ来求rbe.。否则，就是混淆了放大电路中直流量和交流量的区别，混淆了非线性元件直流（静态）电阻和交流（动态）电阻的区别。5.一般认为放大电路的输入电阻Ri愈大愈好，但在某些情况下要求Ri小一些。这些是什么情况？ 答：一般情况下，放大电路的信号源是电压源，它的内阻RS很小。为了使放大电路的输入电压尽可能地复现信号源电压，希望放大电路的输入电阻竟可能的大，使。再把放大电路用在测量电压的仪器内时。这一点尤为重要。但是，当信号源是一个内阻很大的电流源时，就要求放大电路的输入电阻比信号源内阻RS小很多，使流入放大电路输入端的电流尽可能接近信号源电流。例如，光电管和硅光电池都以高内阻提供电流。为了把电流变换为低内阻电压源，就要使用输入电阻小的放大电路。另外，为了减小外界干扰对放大电路的影响，也希望放大电路的输入电阻小。RiC干扰源6. 放大电路负载最大的情况究竟是RL还是RL0 ？为什么经常说RL愈小，电路负载愈大？ 答：电路负载的大小是指负载上获取功率的大小。在中频时，放大电路可以等效画成交流空载输出电压与输出电阻的串联，如图所示。其中U00是电路的空载输出电压，R0是内阻，RL是负载电阻。不难求出负载上的输出功率为，利用上式可求出为最大值时的，而。RLP0P0maxRL= R0这就是说，从，到，电路的输出功率P0随RL的增大而增大；从，到，电路的输出功率P0随RL的增大而减小，如图所示。放大电路一般工作在的情况，所以说负载电阻愈小，输出愈大，也就是电路负载愈大。如果（短路）或（空载），则均有=0，是负载最小的情况。RLR0U00+多级放大电路和集成运算放大器1. 在分析温漂时，经常认为T上升导致IC增大。但温度上升又引起UBE下降，IB、IC减小，这显然是矛盾的。如何解释？UBEIBT小T大UBE1UBE2IB2IB2答：并不矛盾。因为温度升高虽然使UBE减小，但同时温度升高又使晶体管的的输入特性左移，基极回路负载线与新的输入特性的交点上移，最后温度升高后的IB还是增大了，从而导致IC增大。2. 差动放大电路只有在双端输出时，才能利用电路结构的对称性来抑制温度漂移。但是在实际应用中差动放大电路后接共射放大电路，是不对称的单端输出。这样采用差动放大电路还有什么好处？ 答：差动放大电路抑制温度漂移主要依靠两点：（1）电路结构对称性；（2）两半电路公用的射级电阻Re（或恒流源）所引入的共模负反馈。在单端输出时， 利用Re抑制温漂的效果虽不如双端输出，但由于Re上流过两管的射级电流，又由于采用了负电源-VEE，Re可以取得更大，所以即使是单端输出，差动放大电路抑制温漂的能力仍比单管放大电路采用Re时高一两个数量级。同时，差动放大电路又可以有双端或单端输入，所以经常采用。1. 在差动放大电路的分析计算中，为什么经常考虑信号源内阻RS?答：差动放大电路是直接耦合，输入端没有耦合电容。如果输入回路中不设较大的电阻，则在静态时，ui=0时，将有直流电流直接从直流电源流过信号源。这在有些情况下是不允许的，而且会影响管子的静态工作点，信号源内阻不同则影响也不同。为了减小这一现象在差动放大电路中，经常在信号源和输入管的基极之间接较大的电阻RS。适当选择偏流电阻Rb和电阻RS,，还可使流过RS和信号源的电流为零，有助于减小外界干扰和噪声的影响。集成运放的线性应用1.“虚地”是地吗？如何用图示电路加以说明？uiR1Ru0R2R3R4uiR1Ru0R2R3R4答：虚地非地。在反相输入的运算电路中，虽然在满足深度负反馈时有u-0，但u-毕竟不是零，否则运放也就不工作了。为了正确理解虚地这一概念，把图中R3的接地点改接虚地点。此时电路中只有一个反馈电阻，因此，这一结果显然是错误的。从而在求运算关系式，仍然把虚地和地区别对待。2.为什么用低通和高通滤波器组成带通和带阻滤波器时，前者必须用串联后者必须用并联？答：分析时应从各种滤波器的特性要求出发考虑。以组成带通滤波电路为例。此时要求在低频和高频段为阻带，而从到为通带。低通在低频段为通带，而在以上为阻带；高通电路则与此相反，在以前为阻带，在以后为通带。因此，在的条件下，如果把两种电路串接，则在以下，因高通为阻带，整个电路也为阻带；在以上，因低通为阻带，整个电路也为阻带。只有在之间，因两种电路都处在通带，所以串联后整个电路处在通带。把低通和高通电路并联后组成带阻的情况与此类似。放大电路中的反馈1. 反馈放大电路的反馈极性（是负还是正反馈）是否在线路接成后就固定了？答：反馈放大电路的接线是在假定信号处于中频段时进行的。此时接成的负反馈并非固定不变的。在信号处于低频段和高频段时，各放大级输出量和输入量之间将因各种电容的存在而出现附加相移。如果级数较多，附加相移可能达到1800或更大，原来接成的负反馈就会转换成正反馈。如果幅值条件也满足，电路就会自激。2. 有反馈网络就一定有反馈，这种说法对吗？答：不对。因为：（1）如果反馈网络中有电容，则反馈只能在直流或只在交流工作时起作用，即不是在任何状态下都有反馈。（2）反馈要起作用，还与一定的条件有关。例如，在图示电路中，电阻Rf把u0引回到输入端的基极，这似乎是一个交、直流电压并联负反馈。实际上对交流ui 是一个恒压源，所以这个并联反馈不起作用。 +RSR1R3R4R2us+3. 图示电路中，能否判断其中的反馈是电压还是电流反馈？ 答：在图中如果不说明R3和R4的 作用，就无法判断是电压反馈还是电流反馈。如果R4是负载电阻，而R3 是集成运放的输出端限流电阻，引入的是电压反馈。反之如果R3是负载电阻，而R4 是电流取样电阻，引入的是电流反馈。 波形的发生和变换电路1. 有了正反馈，是否一定能产生自激振荡？答：不一定。因为产生自激振荡需要满足两个条件相位条件和幅值条件。不满足相位条件一定不能产生自激振荡，但满足了相位条件不满足振幅条件，人不能满足自激振荡。2. 产生自激振荡是否一定要有反馈网络？答： 就一般情况是这样的。但是，确实也有电路没有反馈网络却能满足自激条件的。比如，负阻振荡电路。3. 在波形发生电路中，是否一定只有一个频率满足相位条件？如否，电路的振荡频率f0如何确定？答：在有选频网络的电路中，情况一般是这样。但是，在某些不含选频网络的电路中，情况就不然。例如，在下图所示电路中，的表达式没有虚部，这表明电路在任何频率情况下都能满足振荡的相位平衡条件。但是由于稳压管的稳压作用，在振荡稳定时 =1，还是只有一个频率满足幅值平衡条件，仍能产生的正弦/余弦波。 CCRRRDZ1CDZ2u0