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

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R×1kΩ档,然后再用R×10kΩ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.R U V I B BEQ
CC BQ -=。如果V CC =12V ,V BEQ =0.7V ,则相对于V CC 在计算时完全可
以忽略V BEQ ,而认为.R V I B
CC BQ ≈。这样做,计算误差小于10%,满足工程要求。但是,如果.I BQ 是两个数值较大而又非常接近的电流之差S BEQ B BEQ
CC BQ R U .R U V I --=
=1
7.0.1.167.012--=0.7018-0.7=0.00186mA ,此时第一个除式中的U BEQ 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D u 、D i ,三极管的BE u 、B i 、CE u 、C i 。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:CQ CEQ VQ I U P =。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u i 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be r  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()u f i
=不是直线,是曲线。即使是在直流工作时I
U R =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。()EQ
T bb be I U 1r r 'β++=,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U BEQ 和 I BQ 来求r be .。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R i 愈大愈好,但在某些情况下要求R i 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R S 很小。为了使放大电路的输入电压i u 尽可能地复现信号源电压S u ,希望放大电路的输入电阻竟可能的大,使S .S i i i .
U R R R U +=。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R S 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。
6. 放大电路负载最大的情况究竟是R L →∞还是R L →0 ?为什么经常说R L 愈小,电路负载愈大?福建交通职业技术学院
基础教育资源网答: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U 00是电路的空载输出电压,R 0是内阻,R L 是负载电阻。不难求出负载上的输出功率为
L 2L 0oo 0R R R U P ⎪⎪⎭⎫  ⎝⎛+=,利用上式可求出0P 为最大值时的0L R R =,而0200max 0R 4U P =。 这就是说,从0R L =,到0L R R =,电路的输出功率P 0随R L 的增大而增大;从0L R R =,到∞=L R ,电路的输出功率P 0随R L 的增大而减小,如图所示。放大电路一般工作在0L R R  的情况,
所以说负载电阻愈小,0P 输出愈大,也就是电路负载愈大。如果0R L =(短路)或∞=L R (空载),则均有0P =0,是负载最小的情况。
生物陶粒
R L
中学生数理化R L
P 0max
多级放大电路和集成运算放大器
应急管理信息系统1. 在分析温漂时,经常认为T 上升导致I C 增大。但温度上升又引起U BE 下降,I B 、I C 减小,这显然是矛盾的。如何解释?
答:并不矛盾。因为温度升高虽然使U BE 减小,但同时温度升高又使晶体管的的输入特性()BE B u f I =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I B 还是增大了,从而导致I C 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R e (或恒流源)所引入的共模负反馈。在单端输出时, 利用R e 抑制温漂的效果虽不如双端输出,但由于R e 上流过两管的射级电流,又由于采用了负电源-V EE ,,R e 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R e 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R S ?
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,u i =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R S 。适当选择偏流电阻R b 和电阻R S,,还可使流过R S 和信号源的电流为零,有助于减小外界干扰和噪声的影响。
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