第1章 常用半导体器件典型例题
第1章—02-半导体二极管-sw
六、发光二极管 发光二极管
将电能转换成光能的特殊半导体器件。 1.定义：将电能转换成光能的特殊半导体器件。 定义： 2.类型 类型 普通发光二极管 红外发光二极管 …… 直流驱动电路 交流驱动电路
3.常用驱动电路： 常用驱动电路：
4.工作原理： 管子加正向电压时 在正向电流激发下， 4.工作原理：当管子加正向电压时，在正向电流激发下， 工作原理 管子发光，属电致发光。 管子发光，属电致发光。 注意：发光二极管在加正向电压时才发光。 注意：发光二极管在加正向电压时才发光。
模拟电子技术基础 第1章 常用半导体器件
电子系 2010年9月 Electronic Department Sep. 2010
第一章 常用半导体器件
1.1、半导体的基础知识 1.1、 1.2、半导体二极管 1.2、 1.3、 1.3、晶体三极管 1.4、 1.4、场效应管
1.2 半导体二极管
一、二极管的组成 二、二极管的伏安特性及电流方程 三、二极管的等效电路 四、二极管的主要参数 五、稳压二极管 六、发光二极管 七、光电二极管 八、其他二极管 九、二极管的应用
ui=0时直流电源作用 时直流电源作用
∆u D U T 根据电流方程，rd = ≈ ∆iD ID
小信号作用 Q越高，rd越小。 越高， 越小。 越高 静态电流
四、二极管的主要参数
• • • • 最大整流电流I 最大整流电流 F：最大平均值 最大反向工作电压U 最大反向工作电压 R：最大瞬时值 反向电流 IR：即IS 最高工作频率f 最高工作频率 M：因PN结有电容效应 结有电容效应 结电容为扩散电容（ 与势垒电容（ 之和。 结电容为扩散电容（Cd）与势垒电容（Cb）之和。
uL
+
(完整版)半导体器件基础测试题
第一章半导体器件基础测试题（高三）姓名班次分数一、选择题1、N型半导体是在本征半导体中加入下列物质而形成的。
A、电子；B、空穴；C、三价元素；D、五价元素。
2、在掺杂后的半导体中，其导电能力的大小的说法正确的是。
A、掺杂的工艺；B、杂质的浓度：C、温度；D、晶体的缺陷。
3、晶体三极管用于放大的条件，下列说法正确的是。
A、发射结正偏、集电结反偏；B、发射结正偏、集电结正偏；C、发射结反偏、集电结正偏；D、发射结反偏、集电结反偏；4、晶体三极管的截止条件，下列说法正确的是。
A、发射结正偏、集电结反偏；B、发射结正偏、集电结正偏；C、发射结反偏、集电结正偏；D、发射结反偏、集电结反偏；5、晶体三极管的饱和条件，下列说法正确的是。
A、发射结正偏、集电结反偏；B、发射结正偏、集电结正偏；C、发射结反偏、集电结正偏；D、发射结反偏、集电结反偏；6、理想二极管组成的电路如下图所示，其AB两端的电压是。
A、—12V；B、—6V；C、+6V；D、+12V。
7、要使普通二极管导通，下列说法正确的是。
A、运用它的反向特性；B、锗管使用在反向击穿区；C、硅管使用反向区域，而锗管使用正向区域；D、都使用正向区域。
8、对于用万用表测量二极管时，下列做法正确的是。
A、用万用表的R×100或R×1000的欧姆，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转；B、用万用表的R×10K的欧姆，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转；C、用万用表的R×100或R×1000的欧姆，红棒接正极，黑棒接负极，指针偏转；D、用万用表的R×10，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转；9、电路如下图所示，则A、B两点的电压正确的是。
A、U A=3.5V，U B=3.5V，D截止；B、U A=3.5V，U B=1.0V，D截止；C、U A=1.0V，U B=3.5V，D导通；D、U A=1.0V，U B=1.0V，D截止。
半导体器件试题
半导体器件试题第一章半导体器件一、是非题1、在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。
（）2、因为N型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
（）3、PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（） 4．当外加反向电压增加时，PN结的结电容减小。
（） 5．当外加电压为0时，PN结的电容最小。
（）6、二极管是根据PN结的单向导电性制成的，因此二极管也具有单向导电性。
（）7、二极管的电流-电压关系特性可大概理解为反向偏置导通，正向偏置截止。
（）8、用万用表识别二极管的极性时，若测得是二极管的正向电阻，那么标有“+”号的测试棒相连的是二极管的正极，另一端是负极。
（）9、反向电流几乎与二极管两端所加电压无关，击穿后反向电流剧增。
（）10、特定的二极管，其静态电阻是固定不变的，但动态电阻则随工作点的变化而变化。
（） 11、当反向电压小于反向击穿电压时，二极管的反向电流很小，当反向电压大于反向击穿电压后，其反向电流迅速增加。
（）12、一般来说，硅二极管的死区电压小于锗二极管的死区电压。
（） 13、如果二极管的正、反向电阻都很大，则该二极管内部断路。
（） 14、二极管的正极电位为-20V，负极电位为19.4V，则二极管处于零偏。
（） 15、二极管的正向电阻小，反向电阻大。
（）16、二极管的正极电位是-20V，负极电位是-19.4V，则该二极管处于反偏的状态。
（）17、稳压二极管是特殊的二极管，工作于反向击穿特性。
（）18、稳压二极管工作在正常的反向击穿状态时，切断外加电压后，PN结仍处于反向击穿状态。
（）19、当工作电流超过最大稳定电流时，稳压二极管将不起稳压作用，但并不损坏。
（） 20、三极管相当于两个反向连接的二极管，所以基极断开后还可以作为二极管使用。
（） 21、晶体管相当于两个反向连接的二极管，所以，基极断开后还可以作为二极管使用。
（） 22、三极管由两个PN结构成，所以能用两个二极管反向连接起来充当三极管使用。
1章 常用半导体器件 习题
第一章常用半导体器件习题1.1选择合适答案填入空内。
（1）在本征半导体中加入元素可形成N型半导体，加入元素可形成P型半导体。
A. 五价B. 四价C. 三价（2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流将。
A. 增大B. 不变C. 减小（3）工作在放大区的某三极管，如果当I B从12μA增大到22μA时，I C从1mA变为2mA，那么它的β约为。
A. 83B. 91C. 100（4）当场效应管的漏极直流电流I D从2mA变为4mA时，它的低频跨导g m 将。
A.增大B.不变C.减小解：（1）A ，C （2）A （3）C （4）A1.2 能否将1.5V的干电池以正向接法接到二极管两端？为什么？解：不能。
因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.5V 时，管子会因电流过大而烧坏。
1.3 电路如图P1.3所示，已知u i＝10sinωt(v)，试画出u i与u O的波形。
设二极管正向导通电压可忽略不计。
图P1.3解图P1.32解：u i 和u o 的波形如解图P1.3所示。
1.4 电路如图P1.4所示，已知u i ＝5sin ωt (V)，二极管导通电压U D ＝0.7V 。
试画出u i 与u O 的波形，并标出幅值。
图P 1.4解图P 1.4解：波形如解图P1.4所示。
1.5 电路如图P1.5（a ）所示，其输入电压u I 1和u I 2的波形如图（b ）所示，二极管导通电压U D ＝0.7V 。
试画出输出电压u O 的波形，并标出幅值。
图P 1.5解：u O 的波形如解图P1.5所示。
第一章题解－3解图P 1.51.6 电路如图P1.6所示，二极管导通电压U D ＝0.7V ，常温下U T ≈26mV ，电容C 对交流信号可视为短路；u i 为正弦波，有效值为10mV 。
试问二极管中流过的交流电流有效值为多少？解：二极管的直流电流I D ＝（V －U D ）/R ＝2.6mA其动态电阻 r D ≈U T /I D ＝10Ω 故动态电流有效值I d ＝U i /r D ≈1mA 图P 1.61.7 现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为6V 和8V ，正向导通电压为0.7V 。
1-半导体基础知识_习题(410)
1.9
1.9
NPN 管 : U C U B U E PNP管 : U C U B U E
e c b b e
b
c
e
c
PNP Si管
NPN Si管
NPN Si管
1.9
NPN 管 : U C U B U E PNP管 : U C U B U E
耗尽型：
夹断区： uGS ≤ UGS(off) 可变电阻区： uGS>UGS(off) uGD>UGS(off)
恒流区： uGS>UGS(off) uGD<UGS(off)
增强型：
夹断区： uGS ≥ UGS(th)
可变电阻区： uGS<UGS(th) uGD<UGS(th)
恒流区： uGS<UGS(th) uGD>UGS(th)
同理，UI=15V时，Uo=5V。
IR
UI=35V时 假设稳压管工作在稳压状态
35V 6V 6V I DZ I R I RL 17mA 1k 500 假设成立 稳压管工作在稳压状态。 Uo=6V
I RL
I DZ
×
（2） UI=35V，负载开路时，
I DZ
U I U Z 35V 6V 29mA I ZM 25mA R 1k
N沟道：夹断区： uGS≤UGS(off) 可变电阻区： 0>uGS>UGS(off) 0>uGD>UGS(off)
恒流区： 0>uGS>UGS(off) uGD<UGS(off)
P沟道：夹断区： uGS≥UGS(off) 可变电阻区： 0<uGS<UGS(off) 0<uGD<UGS(off) 恒流区：0< uGS<UGS(off) uGD>UGS(off)
第1章半导体器件习题及答案
第1章 半导体器件一、是非题 (注:请在每小题后[ ]用"√"表示对,用"×"表示错) 1、P 型半导体可通过在本半导体中掺入五价磷元素而获得。
（ ） 2、N 型半导体可以通过在本征半导体中掺入三价元素而得到。
（ ） 3、在N 型半导体中，掺入高浓度的三价杂质可以发型为P 型半导体。
（ ） 4、P 型半导体带正电，N 型半导体带负电。
（ ） 5、N 型半导体的多数载流子是电子，所以它带负电。
（ ）6、半导体中的价电子易于脱离原子核的束缚而在晶格中运动。
（ ）7、半导体中的空穴的移动是借助于邻近价电子与空穴复合而移动的。
（ ）8、施主杂质成为离子后是正离子。
（ ）9、受主杂质成为离子后是负离子。
（ ）10、PN 结中的扩散电流是载流子在电场作用下形成的。
（ ） 11、漂移电流是少数载流子在电场作用下形成的。
（ ）12、由于PN 结交界面两边存在电位差，所以，当把PN 结两端短路时就有电流流过。
（ ） 13、PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（）14、二极管的伏安特性方程式除了可以描述正向特性和反向特性外，还可以描述二极管的反向击穿特性。
（ ） 15、通常的BJT 管在集电极和发射极互换使用时，仍有较大的电流放大作用。
（ ） 16、有人测得某晶体管的U BE =0.7V ，I B =20μA，因此推算出r be =U BE /I B =0.7V/20μA=35kΩ。
（ ） 17、有人测得晶体管在U BE =0.6V ，I B =5μA，因此认为在此工作点上的r be 大约为26mV/I B =5.2kΩ。
（ ）18、有人测得当U BE =0.6V ，I B =10μA。
考虑到当U BE =0V 时I B =0因此推算得到0.6060()100BE be B U r k I ∆-===Ω∆- （ ）二、选择题(注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论) . 1、在绝对零度（0K ）时，本征半导体中_________ 载流子。
半导体物理习题集
第一章、 半导体中的电子状态习题1-1、 什么叫本征激发？温度越高，本征激发的载流子越多，为什么？试定性说明之。
1-2、 试定性说明Ge 、Si 的禁带宽度具有负温度系数的原因。
1-3、试指出空穴的主要特征。
1-4、简述Ge 、Si 和GaAS 的能带结构的主要特征。
1-5、某一维晶体的电子能带为[])sin(3.0)cos(1.01)(0ka ka E k E --=其中E 0=3eV ，晶格常数a=5х10-11m 。
求： （1） 能带宽度； （2） 能带底和能带顶的有效质量。
题解：1-1、 解：在一定温度下，价带电子获得足够的能量（≥E g ）被激发到导带成为导电电子的过程就是本征激发。
其结果是在半导体中出现成对的电子-空穴对。
如果温度升高，则禁带宽度变窄，跃迁所需的能量变小，将会有更多的电子被激发到导带中。
1-2、 解：电子的共有化运动导致孤立原子的能级形成能带，即允带和禁带。
温度升高，则电子的共有化运动加剧，导致允带进一步分裂、变宽；允带变宽，则导致允带与允带之间的禁带相对变窄。
反之，温度降低，将导致禁带变宽。
因此，Ge 、Si 的禁带宽度具有负温度系数。
1-3、 解：空穴是未被电子占据的空量子态，被用来描述半满带中的大量电子的集体运动状态，是准粒子。
主要特征如下：A 、荷正电：+q ；B 、空穴浓度表示为p （电子浓度表示为n ）；C 、E P =-E nD 、m P *=-m n *。
1-4、 解：（1） Ge 、Si:a ）Eg (Si ：0K) = 1.21eV ；Eg (Ge ：0K) = 1.170eV ；b ）间接能隙结构c ）禁带宽度E g 随温度增加而减小； （2） GaAs ：a ）E g （300K ）= 1.428eV ，Eg (0K) = 1.522eV ；b ）直接能隙结构；c ）Eg 负温度系数特性： dE g /dT = -3.95×10-4eV/K ；1-5、 解： （1） 由题意得：[][])sin(3)cos(1.0)cos(3)sin(1.002220ka ka E a k d dE ka ka aE dk dE+=-=eVE E E E a kd dE a k E a kd dE a k a k a k ka tg dk dE ooo o 1384.1min max ,01028.2)4349.198sin 34349.198(cos 1.0,4349.198,01028.2)4349.18sin 34349.18(cos 1.0,4349.184349.198,4349.1831,04002222400222121=-=∆<⨯-=+==>⨯=+====∴==--则能带宽度对应能带极大值。
半导体器件物理习题
半导体器件物理习题第一章1 设晶体的某晶面与三个直角坐标轴的截距分别为2a,3a,4a,其中a 为晶格常数，求该晶面的密勒指数。
2 试推导价带中的有效态密度公式232]2[2h kT m N p V π=。
提示：价带中的一个状态被空穴占据的几率为1－F （E ），其中F （E ）为导带中电子占据能量E 的几率函数。
3 室温300K 下，硅的价带有效态密度为1.04×1019cm －3，砷化镓的为7×1018cm －3，求相应的空穴有效质量，并与自由电子的质量相比较。
4 计算在液氮温度下77K 、室温300K 及100℃下硅中Ei 的位置，设m p ＝0.5m 0，m n =0.3m 0。
并说明Ei 位于禁带中央的假设是否合理。
5 求300K 时下列两种情况下硅的电子和空穴浓度及费米能级：(a) 掺1×1016原子/cm 3的硼，(b) 掺3×1016原子/cm 3的硼及2.9×1016原子/cm 3的砷。
6 假定满足杂质完全电离的条件，求出在掺磷浓度分别为1015 、1017、1019原子/cm 3时，硅在室温下的费米能级。
根据计算结果得到的费米能级验证这三种情况下杂质完全电离的假设是否成立。
7 计算300K 时，迁移率为1000cm 2/Vs 的电子平均自由时间和平均自由程，设m n ＝0.26m 0。
8 在均匀n 型半导体样品的某一点注入少数载流子（空穴），样品的两端加50V/cm 的电场，电场使少数载流子在100μs 中运动1cm ，求少子的漂移速度和扩散系数。
9 求本征硅及本征砷化镓在300K 时的电阻率。
10 一不知掺杂浓度的样品硅，用霍耳测量得到下述的数据：W=0.05cm ，A=1.6×10－3cm 2，I=2.5mA ，磁场为30nT(1T=104Wb/cm 2)。
若测得霍耳电压为10mV ，求该半导体样品的霍耳系数、导电类型、多数载流子浓度、电阻率和迁移率。
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第1章 常用半导体器件
2个串、并联稳压管工作状态的判定方法
假设稳压管DZ1、DZ2的正向导通电压为UD，稳定电压为UZ1，UZ2。
※ 2个反向串联稳压管： 两端电压大于（UD+UZ1）或（UD+UZ2）时，则1个稳
压管（接正向电压的）处于导通状态，另一个稳压管（接
反向电压的）处于击穿状态 ； 两端电压小于（UD+UZ1）或（UD+UZ2）时，则两管 均处于截止状态 ；
为正值，则导通；反之，则截止。
第1章 常用半导体器件
例1-3 判断图中二极管的工作状态，并求出A、B两端电
压。设所有的二极管均为理想二极管。
解：①D1，D2断开时,两二极管的正向电压为： UD1=UA-UB, UA=UCC=12V
×
UD1=6V>0
×
U CC D1导通， 12 截止 UB 2 2D2 6 V 22 22
极管导通。
第1章 常用半导体器件
U a 1V
U a 0.7V
U a 0.3V
第1章 常用半导体器件
例1-2 在图所示的理想二极管电路中，输入信号ui=8sinwt(V),
UE=4V，试画出输出电压uo的波形。
ui/V
8 4
wt
-4 -8
二极管开路电压： U D ui U E
第1章 常用半导体器件
例1-3 判断图中二极管的工作状态，并求出A、B两端电压。
设所有的二极管均为理想二极管。 解题思路：
在判断二极管Байду номын сангаас态的过程中，若出
现两个以上二极管承受大小不等的正向 电压，则应判定承受正向电压较大的二 极管优先导通，其两端电压为正向导通 电压，然后再判断其余二极管的状态。
注意：对于理想二极管，若其正向电压
B
DZ1 DZ2
第1章 常用半导体器件
例1-4 如图所示电路中，限流电阻R=2KΩ，硅稳压二极管DZ1、DZ2的
稳定电压UZ1、UZ2分别为6V和8V，正向压降UD为0.7V。试求各电路输 出端A、B两端之间电压UAB的值。
R + A R + A
20V
DZ1 UAB DZ2 B
20V
DZ1
UAB DZ2
第1章 常用半导体器件
例1-1 在图所示电路中，设二极管正向导通电压为0.7V，
试估算a点的电位。
解题思路：含有二极管的电路是非线性电路，不能直接用线性电路的 计算方法。
要先判定二极管的工作状态（导通，截止），再选用合适的线性
等效模型代替二极管，然后利用线性电路的分析方法分析电路。
第1章 常用半导体器件
当判定二极管的工作状态后，对理想二极管用理想 模型等效； 对实际二极管用恒压模型等效，电路其余部分不变。 等效后的电路就是线性电路，可用电路的基本分析 方法分析二极管电路。
第1章 常用半导体器件
二极管工作状态的判定方法
将二极管开路，利用线性电路的分析方法判断二极
管两端加的是正向电压还是反向电压。
若是反向电压，说明二极管处于截止状态；若是正向 电压，对理想二极管而言，处于导通状态； 对实际二极管而言，正向电压小于二极管的导通电压 ，说明二极管仍然截止；当正向电压大于导通电压时，二
2个串、并联稳压管工作状态的判定方法
假设稳压管DZ1、DZ2的正向导通电压为UD，稳定电压为UZ1，UZ2。
※ 2个同向串联稳压管： 两端正向电压大于2UD时，2个稳压管均处于导通状 态； 两端反向电压大于UZ1+UZ2时，两管同时处于击穿状 态； 两端电压在-（ UZ1+UZ2 ）与2UD之间时，两管同时处 于截止状态。
UAB=0(V) UD2=UA-UC=12-10=2V>0
∵UD1>UD2,∴D1先导通，此时
U CC 12 UA UB 2 2 8V 2 // 2 2 1 2
②D1导通，D2断开时,二极管 D2的正向电压为： UD2=UA-UC=8-10=-2V<0
第1章 常用半导体器件