最新1章常用半导体器件题解09677汇总
常用半导体器件
多数载流子（多子）参加导电，杂质原子成 为不可移动旳离子，半导体呈现电中性。
多子旳浓度与掺杂浓度有关，受温度影响很 小；
少数载流子（少子）是因本征激发产生，因 而其浓度与掺杂无关，对温度非常敏感，影响 半导体旳性能.
三、PN结及其单向导电性
1. PN结旳形成 PN结合 多子浓度差 多子扩散 产生空间 电荷区，形成内电场 阻止多子扩散， 促使少子漂移。
四 、半导体二极管旳应用
1、一般二极管
利用二极管旳单向导电性，可实现整流、限 幅及电平选择等功能。
（1）整流电路
利用单向导电性能旳整流元件，将正负交替 变化旳正弦交流电压变换成单方向旳脉动直流 电压。
在电压正半周（设a端为正，b端为负时为正 半周）电流通路如图(a)中实线箭头所示；电压 旳负半周，电流通路如图(b)中虚线箭头所示。 经过RL旳电流iL以及RL上旳电压uL旳波形如图 1.25所示。iL、uL都是单方向旳全波脉动波形。
图1.6 载流子分布浓度差引起扩散运动
扩散运动：多数载流子因浓度上旳差别而形 成旳运动。
漂移运动：少数载流子在内电场作用下有规 则旳运动。
漂移运动和扩散
运动旳方向相反。
无外加电场时，经过
PN结旳扩散电流等
于漂移电流，PN结
旳宽度处于稳定状态。
图1.7 PN结旳形成
2. PN结旳单向导电性
（1）PN结外加正电压
一 、三极管旳构造及符号
1.三极管旳基本构造
三极管旳构造特点： （1）基区做得很薄，
且掺杂浓度低； （2）发射区杂质浓度很高； （3）集电区面积较大.
NPN
PNP
图1.29 三极管构造与符号
2.三极管旳分类
半导体器件附答案
第一章、半导体器件（附答案）一、选择题1．PN 结加正向电压时，空间电荷区将 ________A. 变窄B. 基本不变C. 变宽2．设二极管的端电压为 u ，则二极管的电流方程是 ________A. B. C.3．稳压管的稳压是其工作在 ________A. 正向导通B. 反向截止C. 反向击穿区4．V U GS 0=时，能够工作在恒流区的场效应管有 ________A. 结型场效应管B. 增强型 MOS 管C. 耗尽型 MOS 管5．对PN 结增加反向电压时，参与导电的是 ________A. 多数载流子B. 少数载流子C. 既有多数载流子又有少数载流子6．当温度增加时，本征半导体中的自由电子和空穴的数量 _____A. 增加B. 减少C. 不变7．用万用表的 R × 100 Ω档和 R × 1K Ω档分别测量一个正常二极管的正向电阻，两次测量结果 ______A. 相同B. 第一次测量植比第二次大C. 第一次测量植比第二次小8．面接触型二极管适用于 ____A. 高频检波电路B. 工频整流电路9．下列型号的二极管中可用于检波电路的锗二极管是： ____A. 2CZ11B. 2CP10C. 2CW11D.2AP610．当温度为20℃时测得某二极管的在路电压为V U D 7.0=。
若其他参数不变，当温度上升到40℃，则D U 的大小将 ____A. 等于 0.7VB. 大于 0.7VC. 小于 0.7V11．当两个稳压值不同的稳压二极管用不同的方式串联起来，可组成的稳压值有 _____A. 两种B. 三种C. 四种12．在图中，稳压管1W V 和2W V 的稳压值分别为6V 和7V ，且工作在稳压状态，由此可知输出电压O U 为 _____A. 6VB. 7VC. 0VD. 1V13．将一只稳压管和一只普通二极管串联后，可得到的稳压值是（ ）A. 两种B. 三种C. 四种14．在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于 __（1）__，而少数载流子的浓度与 __（2）__有很大关系。
第一章 常用半导体器件
书中有关符号的约定
大写字母、大写下标表示直流量。UCE、IC
大写字母、小写下标表示交流有效值。Uce、Ib
小写字母、大写下标表示总量(含交、直流)。uCE、iB 小写字母、小写下标表示纯交流量。uce、ib
I 上方有圆点的大写字母、小写下标表示相量。 U b ce
第一章 半导体器件基础
4. 教学目标
能够对一般性的、常用的电子电路进行分析，同时对较简单的单 元电路进行设计。
5. 学习方法
重点掌握基本概念、基本电路、基本方法。
6. 参考书
(1) 康华光主编，《电子技术基础》 模拟部分 第四版，高教出版社 (2) D.A.Neamen，《Electronic Circuit Analysis and Design》 Second Edition， McGraw－Hill (3)谢嘉奎 主编，《电子线路》线性部分 第四版，高教出版社
2、开关模型：正向导通时。相当于理想二极管串联一个0.7伏（导 通电压，非UON）的恒定电压源，特性曲线如图（b)所示。由于该 模型比较简单，在模拟电路里用得比较多。
ID
理想二极管符号
0
ID
开关模型等效电路
UD
(V)
0.7V
0 0.7
UD
(V)
（a）理想模型VA特性
（b）开关模型VA特性
3、折线模型：正向导通时。相 当于理想二极管串联一个等效 电阻rD和一个电压源UON ，特 性曲线如图（c)所示。
+4
空穴
+4
电子空穴对
与本征激发相反的 +4 +4 现象——复合 在一定温度下，本征激 自由电子 发和复合同时进行，达 到动态平衡。电子空穴 对的浓度一定。 +4 +4 常温300K时： 10 1 . 4 10 硅： cm3 电子空穴对的浓度
第1章 常用半导体器件 91页
P IF 外电场
＋
＋N ＋
内电场
E
R
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② 外加反向电压（也叫反向偏置）
第1章 常用半导体器件
外加电场与内电场方向相同，增强了内电场，多子扩散难
以进行，少子在电场作用下形成反向电流I，因为是少子漂移 运动产生的，I很小，这时称PN结处于截止状态。
空间电荷区
变宽
P 区 空间电荷区 N 区
5）最高工作频率fm：主要取决于PN结结电容的大小。
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1.1.3 稳压管及其它类型二极管
第1章 常用半导体器件
稳压管是一种用特殊工艺制造的半导体二极管，稳压管 的稳定电压就是反向击穿电压。稳压管的稳压作用在于： 电流增量很大，只引起很小的电压变化。
阳极
阴极
(b)
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。
Vo
Vi
V
o
(b)
解 当Vｉ＝＋20V，V１反向击穿稳压VＺ１＝6.3V，V２ 正向导通，VＤ２＝０.7V，则VＤ＝６.３＋０.７＝7V；
同理Vｉ＝-20V，VO＝-7V。
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22
第1章 常用半导体器件
光电二极管——远红外线接收管,太阳能光电池
反向电流随光照强度的增加而上升。 I U
＋＋＋
＋＋ ＋
P
＋＋＋ N
＋＋＋
＋＋ ＋ ＋＋ ＋
内电场
外电场 I
E
R
硕
硕
内电场方向 PN 结及其内电场
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1.1.2 半导体二极管
第1章常用半导体器件
纯净的具有晶体结构的半导体
一、导体、半导体和绝缘体 导体、
导体：自然界中很容易导电的物质称为导体， 导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属 导体 一般都是导体。 一般都是导体。 绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体 绝缘体， 绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡 陶瓷、塑料和石英。 皮、陶瓷、塑料和石英。 半导体： 半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘 半导体， 体之间，称为半导体 如锗、 体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓 和一些硫化物、氧化物等。 和一些硫化物、氧化物等。
二、P 型半导体
杂质元素， 在硅或锗的晶体中掺入少量的 3 价杂质元素，如 铟等， 型半导体。 硼、镓、铟等，即构成 P 型半导体。
+4 +4 +4
3 价杂质原子称为 受主原子。 受主原子。 空穴浓度多于电子 浓度， 浓度，即 p >> n。空穴 。 为多数载流子， 为多数载流子 ， 电子为 少数载流子。 少数载流子。
五、PN结的电容效应 结的电容效应
上的电压发生变化时， 当PN上的电压发生变化时，PN 结中储存的电荷量 上的电压发生变化时 将随之发生变化， 结具有电容效应。 将随之发生变化，使PN结具有电容效应。 结具有电容效应 势垒电容 电容效应包括两部分 扩散电容 1. 势垒电容 b 势垒电容C 结的空间电荷区变化形成的。 是由 PN 结的空间电荷区变化形成的。
公式推导过程略
四、PN结的伏安特性 结的伏安特性
i = f (u )之间的关系曲线。 之间的关系曲线。
i/ mA
60 40 20 –50 –25 0 0.5 1.0 u / V – 0.002
正向特性
半导体器件习题及答案
半导体器件习题及答案(总14页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1第1章 半导体器件一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用"√"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内电场作用下形成的。
（ ）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 =，I B =20μA ，因此推算出r be =U BE /I B =20μA=35kΩ。
（ ）17、有人测得晶体管在U BE =，I B =5μA ，因此认为在此工作点上的r be 大约为26mV/I B =Ω。
（ ）18、有人测得当U BE =，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。
第一章半导体器件的基础知识
第⼀章半导体器件的基础知识第⼀章半导体器件的基础知识⼀、填空题1、⾃然界中的物质按着导电能⼒分为、、三类。
2、半导体的导电能⼒会随着、、、和的变化⽽发⽣变化。
3、半导体材料主要有和两种。
4、半导体中的载流⼦是和。
5、主要靠导电的半导体称为N型半导体，主要靠导电的半导体称为P型半导体。
6、经过特殊⼯艺加⼯，将P型半导体和N型半导体紧密地结合在⼀起，则在两种半导体的交界处就会出现⼀个特殊的接触⾯，称为结。
7、PN结的特性是。
8、半导体⼆极管的符号是。
9、PN结两端外加的反向电压增加到⼀定值时，反向电流急剧增⼤，称为PN 结的。
10、⼆极管的核⼼部分是⼀个，具有特性。
11、半导体⼆极管⼜称。
它是由，从P区引出的极和从N区引出的极以及将他们封装起来的组成。
12、由于管芯结构不同，⼆极管⼜分为、、。
13、⼆极管的导电性能由加在⼆极管两端的电压和流过⼆极管的电流来决定，这两者之间的关系称为⼆极管的。
⽤于定量描述这两者关系的曲线称为。
14、当⼆极管两端所加的正向电压由零开始增⼤时，开始时，正向电流很⼩，⼏乎为零，⼆极管呈现很⼤电阻。
通常把这个范围称为，相应的电压称为。
15、硅⼆极管的死区电压约为；锗⼆极管的死区电压约为。
16、硅管的导通电压约为，锗管的导通电压约为，17、加在⼆极管的反向电压不断增⼤，当达到⼀定数值时，反向电流会突然增⼤，这种现象称为，相应的电压称为。
18、半导体⼆极管的主要参数有、。
19、半导体三极管的核⼼是。
20、半导体三极管的两个PN结将半导体基⽚分成三个区域：、和。
由这三个区引出三个电极为：、和。
分别⽤字母、和。
其中区相对较薄。
21、半导体三极管中，通常将发射极与基极之间的PN结称为；集电极与基极之间的PN结称为。
22、由于半导体基⽚材料不同，三极管可分为型和型两⼤类。
23、半导体三极管常采⽤、和封装。
24、半导体三极管按功率分有和;按⼯作频率分有和；按管芯所⽤半导体材料分有和；按结构⼯艺分有和；按⽤途分有和。
电子技术 第1章 常用半导体器件
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1. 本征半导体
完全纯净、不含杂质、具有晶体结构的锗、硅、硒。 四价元素，原子最外层电子轨道上有四个价电子。 每个原子与相邻的其他四个原子结合， 每个原子的一个价电子与另一原子的一个价电子组成以共价键 结合的共用电子对。
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本征激发：价电子获得一定能量（温度升高或受光照），挣脱 原子核的束缚，成为自由电子（带负电）； 同时共价键中留下一个空位——空穴（带正电）。 空穴运动：失去电子的原子带正电，吸引附近的价电子填补空 穴，使相邻的原子产生新的空穴 。
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1. PN结的形成
交界面两边载流子浓度不同形成多子的扩散运动： N区自由电子→P区扩散，P区空穴→N区扩散。 内电场阻碍多子扩散，促进少子向对侧漂移运动： N区空穴→P区漂移，P区自由电子→N区漂移。 开始，扩散运动占优势→空间电荷区加宽→内电场增强→扩散 运动减弱，漂移运动增强。 在一定条件下，多子扩散运动 = 少子漂移运动→动态平衡 →空间电荷区的宽度稳定→ PN结形成。
_ VS +
外形和内部结构与普通二极管相似。
正向特性：与普通二极管一样；
反向特性：曲线很陡，即反向击穿后，
电流变化很大，两端电压变化很小。
正常工作加反向电压。
由于制造工艺的特殊性，
一定范围内稳压二极管反向击穿可逆。
但反向电流过大，超过了其允许值，
也会发生热击穿而损坏。
所以稳压二极管在使用时必须串联一个适当大小的限流电阻。
价电子逐次递补→空穴反向运动。
半导体两端加外电压时，自由电子和空穴都参与导电。 两种载流子：自由电子、空穴 两部分电流：电子电流、空穴电流
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1章常用半导体器件题解09677第一章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。
（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）处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。
解：（1）√（2）×（3）√（4）×二、选择正确答案填入空内。
（1）PN结加正向电压时，空间电荷区将。
A. 变窄B. 基本不变C. 变宽（2）设二极管的端电压为U，则二极管的电流方程是。
A. I S e UB. «Skip Record If...»C. «Skip Record If...»（3）稳压管的稳压区是其工作在。
A. 正向导通B.反向截止C.反向击穿（4）当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为。
A. 前者反偏、后者也反偏B. 前者正偏、后者反偏C. 前者正偏、后者也正偏解：（1）A （2）C （3）C （4）B三、写出图T1.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D＝0.7V。
图T1.3解：U O1≈1.3V，U O2＝0，U O3≈－1.3V，U O4≈2V，U O5≈1.3V，U O6≈－2V。
四、已知稳压管的稳压值U Z＝6V，稳定电流的最小值I Zmin＝5mA。
求图T1.4所示电路中U O1和U O2各为多少伏。
图T1.4解：U O1＝6V，U O2＝5V。
六、电路如图T1.6所示，V CC＝15V，β＝100，U BE＝0.7V。
试问：（1）R b＝50kΩ时，u O＝？（2）若T临界饱和，则R b≈？解：（1）R b＝50kΩ时，基极电流、集电极电流和管压降分别为«Skip Record If...»μA«Skip Record If...»所以输出电压U O＝U CE＝2V。
图T1.6（2）设临界饱和时U CES＝U BE＝0.7V，所以«Skip Record If...»1.1选择合适答案填入空内。
（1）在本征半导体中加入 a 元素可形成N型半导体，加入 c 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 。
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 c 。
A. 83B. 91C. 100A.增大B.不变C.减小解：（1）A ，C （2）A （3）C1.2 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P1.3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＝5sinωt (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P1.4解图P1.4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 I1和u I2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P1.5解：u O的波形如解图P1.5所示。
解图P1.51.6 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P1.61.7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。
试问：（1）若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？（2）若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？解：（1）两只稳压管串联时可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。
（2）两只稳压管并联时可得0.7V和6V等两种稳压值。
1.8已知稳压管的稳定电压U Z＝6V，稳定电流的最小值I Zmin＝5mA，最大功耗P ZM＝150mW。
试求图P1.8所示电路中电阻R的取值范围。
解：稳压管的最大稳定电流I ZM＝P ZM/U Z＝25mA电阻R的电流为I ZM～I Zmin，所以其取值范围为«Skip Record If...»图P1.81.9已知图P1.9所示电路中稳压管的稳定电压U Z＝6V，最小稳定电流I Zmin＝5mA，最大稳定电流I Zmax＝25mA。
（1）分别计算U I为10V、15V、35V三种情况下输出电压U O的值；（2）若U I＝35V时负载开路，则会出现什么现象?为什么？解：（1）当U I＝10V时，若U O＝U Z＝6V，则稳压管的电流为4mA，小于其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。
故«Skip Record If...»当U I＝15V时，稳压管中的电流大于最图P1.9小稳定电流I Zmin，所以U O＝U Z＝6V同理，当U I＝35V时，U O＝U Z＝6V。
（2）«Skip Record If...»29mA＞I ZM＝25mA，稳压管将因功耗过大而损坏。
1.10在图P1.10所示电路中，发光二极管导通电压U D＝1.5V，正向电流在5～15mA时才能正常工作。
试问：（1）开关S在什么位置时发光二极管才能发光？（2）R的取值范围是多少？解：（1）S闭合。
（2）R的范围为«Skip Record If...»图P1.101.11 电路如图P1.11（a）、（b）所示，稳压管的稳定电压U Z＝3V，R的取值合适，u I的波形如图（c）所示。
试分别画出u O1和u O2的波形。
图P1.11解：波形如解图P1.11所示解图P1.111.13 有两只晶体管，一只的β＝200，I CEO＝200μA；另一只的β＝100，I CEO ＝10μA，其它参数大致相同。
你认为应选用哪只管子？为什么？解：选用β＝100、I CBO＝10μA的管子，因其β适中、I CEO较小，因而温度稳定性较另一只管子好。
1.14已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图P1.14所示。
分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出管子。
图P1.14解：答案如解图P1.14所示。
解图P1.141.15测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.15所示。
在圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是锗管。
图P1.15解：晶体管三个极分别为上、中、下管脚，答案如解表P1.15所示。
解表P1.15管号T1 T2 T3 T4 T5 T6上 e c e b c b中 b b b e e e下 c e c c b c管型PNP NPN NPN PNP PNP NPN材料Si Si Si Ge Ge Ge1.16 电路如图P1.16所示，晶体管导通时U BE＝0.7V，β=50。
试分析V BB为0V、1V、1.5V三种情况下T的工作状态及输出电压u O的值。
解：（1）当V BB＝0时，T截止，u O＝12V。
（2）当V BB＝1V时，因为«Skip Record If...»μA«Skip Record If...»所以T处于放大状态。
（3）当V BB＝1.5V时，因为«Skip Record If...»μA图P1.16«Skip Record If...»所以T处于饱和状态。
1.17电路如图P1.17所示，试问β大于多少时晶体管饱和？解：取U CES＝U BE，若管子饱和，则«Skip Record If...»所以，«Skip Record If...»时，管子饱和。
图P1.171.18电路如图P1.18所示，晶体管的β＝50，|U BE|＝0.2V，饱和管压降|U CES|＝0.1V；稳压管的稳定电压U Z＝5V，正向导通电压U D＝0.5V。
试问：当u I＝0V时u O＝？当u I＝－5V时u O＝？解：当u I＝0时，晶体管截止，稳压管击穿，u O＝－U Z＝－5V。
当u I＝－5V时，晶体管饱和，u O＝－0.1V。
因为«Skip Record If...»«Skip Record If...»图P1.181.19 分别判断图P1.19所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。
图P1.19解：（a）可能（b）可能（c）不能（d）不能，T的发射结会因电流过大而损坏。
（e）可能。