EJU 2009 年第 1 回 物理 第 18 题

考点
半导体与二极管、直流电路的分析
领域
电磁学
难度
困难
标准答案
⑤

解析摘要

标准解析

负载线的横轴仍是二极管电压

从二极管原特性曲线读取目标工作点,五毫安对应约零点六伏。串联回路中电阻和二极管的电流相同,电源的一点二伏由两者分担,所以电阻上还剩 1.2−0.6=0.6 V1.2-0.6=0.6\,\mathrm V。由欧姆定律,所需电阻为 0.6/0.005=120 Ω0.6/0.005=120\,\Omega。

图线问题不能只找一条经过目标点的线,因为四条候选都可能做到。设横轴 VDV_D 表示二极管电压,回路关系为 VD+IR=1.2V_D+IR=1.2,整理得到 I=(1.2−VD)/RI=(1.2-V_D)/R。二极管分得电压越大,电阻可分得的电压越小,电流越小,因此必须是负斜率直线。

该线在横轴的截距是一点二伏,在纵轴的截距为十毫安,且经过零点六伏、五毫安的目标点,对应图 c。正斜率过原点的线可以表示某个电阻自身的伏安关系,但这里横轴不是电阻电压;竖直线和水平线也不能表达固定电源、固定串联电阻的全部工作条件。二极管不能用一个全程恒定的电阻替代,原曲线与负载线的交点才是实际工作点。

读数来自题给特性曲线,保留近似精度即可。

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