半导体二极管及其应用习题解答
(完整版)第6章半导体二极管及其应用电路习题答案
6.1选择正确答案填入空内。
（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）PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。
A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽（3）设二极管的端电压为v D ，则二极管的电流方程是 c 。
A. D vI e S B. TD V v I eS C. )1e (S －T D V v I（4）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 （5）稳压管的稳压区是其工作在 c 。
A. 正向导通B.反向截止C.反向击穿（6）稳压二极管稳压时，其工作在(c )，发光二极管发光时，其工作在( a )。
A ．正向导通区 B ．反向截止区 C ．反向击穿区 6.2将正确答案填入空内。
（1）图P 6.2（a ）所示电路中二极管为理想器件，则D 1工作在 状态，D 2工作在 状态，V A 为 V 。
解：截止，导通，-2.7 V 。
（2）在图P6.2(b)所示电路中稳压管2CW5的参数为：稳定电压V z = 12 V ，最大稳定电流I Zmax = 20 mA 。
图中电压表中流过的电流忽略不计。
当开关S 闭合时，电压表V 和电流表A 1、A 2的读数分别为 、 、 ；当开关S 断开时，其读数分别为 、 、 。
解：12 V ，12 mA ，6 mA ，12 V ，12 mA ，0 mA 。
6.3 电路如图P 6.3所示，已知v i ＝56sin ωt (v)，试画出v i 与v O 的波形。
设二极管正向导通电压可忽略不计。
6.4 电路如图P6.4所示，已知v i ＝5sin ωt (V)，二极管导通电压V D ＝0.7V 。
试画出电路的传输特性及v i 与v O 的波形，并标出幅值。
图P6.3 图P6.4_o+ 图P6.2 (a) 图P6.2 (b)D 1V i6.5 电路如图P6.5（a ）所示，其输入电压v i1和v i2的波形如图（b ）所示，二极管导通电压V D ＝0.7V 。
第一章 半导体二极管及其应用典型例题
【例1-1】分析图所示电路得工作情况,图中I为电流源,I=2mA。
设20℃时二极管得正向电压降U D=660mV,求在50℃时二极管得正向电压降。
该电路有何用途？电路中为什么要使用电流源？【相关知识】二极管得伏安特性、温度特性,恒流源。
【解题思路】推导二极管得正向电压降,说明影响正压降得因素及该电路得用途。
【解题过程】该电路利用二极管得负温度系数,可以用于温度得测量。
其温度系数–2mV/℃。
20℃时二极管得正向电压降U D=660mV50℃时二极管得正向电压降U D=660 –(2´30)=600 mV因为二极管得正向电压降U D就是温度与正向电流得函数,所以应使用电流源以稳定电流,使二极管得正向电压降U D仅仅就是温度一个变量得函数。
【例1-2】电路如图(a)所示,已知,二极管导通电压。
试画出u I与u O得波形,并标出幅值。
图(a)【相关知识】二极管得伏安特性及其工作状态得判定。
【解题思路】首先根据电路中直流电源与交流信号得幅值关系判断二极管工作状态;当二极管得截止时,u O=u I;当二极管得导通时,。
【解题过程】由已知条件可知二极管得伏安特性如图所示,即开启电压U on与导通电压均为0、7V。
由于二极管D1得阴极电位为＋3V,而输入动态电压u I作用于D1得阳极,故只有当u I高于＋3、7V时D1才导通,且一旦D1导通,其阳极电位为3、7V,输出电压u O=＋3、7V。
由于D2得阳极电位为－3V,而u I作用于二极管D2得阴极,故只有当u I低于－3、7V时D2才导通,且一旦D2导通,其阴极电位即为－3、7V,输出电压u O=－3、7V。
当u I在－3、7V到＋3、7V之间时,两只管子均截止,故u O=u I。
u I与u O得波形如图(b)所示。
图(b)【例1-3】某二极管得反向饱与电流,如果将一只1、5V得干电池接在二极管两端,试计算流过二极管得电流有多大？【相关知识】二极管得伏安特性。
第1章__半导体二极管及其应用习题解答
第1章半导体二极管及其基本电路自测题判断下列说法是否正确，用“√”和“?”表示判断结果填入空内1. 半导体中的空穴是带正电的离子。
（?）2. 温度升高后，本征半导体内自由电子和空穴数目都增多，且增量相等。
（√）3. 因为P型半导体的多子是空穴，所以它带正电。
（?）4. 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。
（√）5. PN结的单向导电性只有在外加电压时才能体现出来。
（√）选择填空1. N型半导体中多数载流子是 A ；P型半导体中多数载流子是B。
A．自由电子 B．空穴2. N型半导体C；P型半导体C。
A．带正电 B．带负电 C．呈电中性3. 在掺杂半导体中，多子的浓度主要取决于B，而少子的浓度则受 A 的影响很大。
A．温度 B．掺杂浓度 C．掺杂工艺 D．晶体缺陷4. PN结中扩散电流方向是A；漂移电流方向是B。
A．从P区到N区 B．从N区到P区5. 当PN结未加外部电压时，扩散电流C飘移电流。
A．大于 B．小于 C．等于6. 当PN结外加正向电压时，扩散电流A漂移电流，耗尽层E；当PN结外加反向电压时，扩散电流B漂移电流，耗尽层D。
A．大于 B．小于 C．等于D．变宽 E．变窄 F．不变7. 二极管的正向电阻B，反向电阻A。
A．大 B．小8. 当温度升高时，二极管的正向电压B，反向电流A。
A．增大 B．减小 C．基本不变9. 稳压管的稳压区是其工作在C状态。
A．正向导通 B．反向截止 C．反向击穿有A、B、C三个二极管，测得它们的反向电流分别是2?A、0.5?A、5?A；在外加相同的正向电压时，电流分别为10mA、 30mA、15mA。
比较而言，哪个管子的性能最好【解】：二极管在外加相同的正向电压下电流越大，其正向电阻越小；反向电流越小，其单向导电性越好。
所以B管的性能最好。
题习题1试求图所示各电路的输出电压值U O，设二极管的性能理想。
5VVD+-3k ΩU OVD7V5V +-3k ΩU O5V1VVD +-3k ΩU O（a ） （b ） （c ）10V5VVD3k Ω+._O U 2k Ω6V9VVD VD +-123k ΩU OVD VD 5V7V+-123k ΩU O（d ） （e ） （f ）图【解】：二极管电路，通过比较二极管两个电极的电位高低判断二极管工作在导通还是截止状态。
(完整版)半导体及其应用练习题及答案
(完整版)半导体及其应用练习题及答案题目一1. 半导体是什么？答案：半导体是介于导体和绝缘体之间的材料，在温度适当时具有导电性能。
2. 半导体的价带和导带分别是什么？答案：半导体中的价带是电子离子化合物的最高能级，而导带是能够被自由电子占据的能级。
3. 简要解释半导体中的P型和N型材料。
答案：P型半导体是通过向半导体中掺杂三价元素，如硼，来创建的，在P型材料中电子少，因此存在空穴。
N型半导体是通过向半导体中掺杂五价元素，如磷，来创建的，在N型材料中电子多，因此存在自由电子。
题目二1. 解释PN结是什么？答案：PN结是由一个P型半导体和一个N型半导体通过熔合而形成的结构，其中P型半导体中的空穴与N型半导体中的自由电子结合，形成一个边界处的耗尽区域。
2. 简要描述PN结的整流作用是什么？答案：PN结的整流作用是指在正向偏置电压下，电流可以流过PN结，而在反向偏置电压下，电流几乎不会流过PN结。
3. 什么是PN结的击穿电压？答案：PN结的击穿电压是指当反向偏置电压达到一定程度时，PN结中会发生电击穿现象，导致电流迅速增加。
题目三1. 解释场效应晶体管（MOSFET）是什么？答案：场效应晶体管是一种半导体器件，可以用于控制电流的流动，其结构包括源极、漏极和栅极。
2. 简要描述MOSFET的工作原理。
答案：MOSFET的工作原理是通过栅极电场的变化来控制其上的沟道区域导电性，从而控制漏极和源极之间的电流的流动。
3. MOSFET有哪些主要优点？答案：MOSFET的主要优点包括体积小、功耗低、响应速度快和可靠性高等。
半导体二极管及其应用习题解答
半导体二极管及其应用习题解答Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT第1章半导体二极管及其基本电路教学内容与要求本章介绍了半导体基础知识、半导体二极管及其基本应用和几种特殊二极管。
教学内容与教学要求如表所示。
要求正确理解杂质半导体中载流子的形成、载流子的浓度与温度的关系以及PN结的形成过程。
主要掌握半导体二极管在电路中的应用。
表第1章教学内容与要求内容提要1.2.1半导体的基础知识1．本征半导体高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。
常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。
本征半导体中有两种载流子：自由电子和空穴。
自由电子和空穴是成对出现的，称为电子空穴对，它们的浓度相等。
本征半导体的载流子浓度受温度的影响很大，随着温度的升高，载流子的浓度基本按指数规律增加。
但本征半导体中载流子的浓度很低，导电能力仍然很差，2．杂质半导体(1) N 型半导体 本征半导体中，掺入微量的五价元素构成N 型半导体，N 型半导体中的多子是自由电子，少子是空穴。
N 型半导体呈电中性。
(2) P 型半导体 本征半导体中，掺入微量的三价元素构成P 型半导体。
P 型半导体中的多子是空穴，少子是自由电子。
P 型半导体呈电中性。
在杂质半导体中，多子浓度主要取决于掺入杂质的浓度，掺入杂质越多，多子浓度就越大。
而少子由本征激发产生，其浓度主要取决于温度，温度越高，少子浓度越大。
1.2.2 PN 结及其特性1．PN 结的形成在一块本征半导体上，通过一定的工艺使其一边形成N 型半导体，另一边形成P 型半导体，在P 型区和N 型区的交界处就会形成一个极薄的空间电荷层，称为PN 结。
PN 结是构成其它半导体器件的基础。
2．PN 结的单向导电性PN 结具有单向导电性。
外加正向电压时，电阻很小，正向电流是多子的扩散电流，数值很大，PN 结导通；外加反向电压时，电阻很大，反向电流是少子的漂移电流，数值很小，PN 结几乎截止。
第1章__半导体二极管和应用习题解答
第1章半导体二极管及其基本电路自测题1.1 判断下列说法是否正确，用“√”和“⨯”表示判断结果填入空内1. 半导体中的空穴是带正电的离子。
（⨯）2. 温度升高后，本征半导体内自由电子和空穴数目都增多，且增量相等。
（√）3. 因为P型半导体的多子是空穴，所以它带正电。
（⨯）4. 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。
（√）5. PN结的单向导电性只有在外加电压时才能体现出来。
（√）1.2 选择填空1. N型半导体中多数载流子是 A ；P型半导体中多数载流子是B。
A．自由电子B．空穴2. N型半导体C；P型半导体C。
A．带正电B．带负电C．呈电中性3. 在掺杂半导体中，多子的浓度主要取决于B，而少子的浓度则受 A 的影响很大。
A．温度B．掺杂浓度C．掺杂工艺D．晶体缺陷4. PN结中扩散电流方向是A；漂移电流方向是B。
A．从P区到N区B．从N区到P区5. 当PN结未加外部电压时，扩散电流C飘移电流。
A．大于B．小于C．等于6. 当PN结外加正向电压时，扩散电流A漂移电流，耗尽层E；当PN 结外加反向电压时，扩散电流B漂移电流，耗尽层D。
A．大于B．小于C．等于D．变宽E．变窄F．不变7. 二极管的正向电阻B，反向电阻A。
A．大B．小8. 当温度升高时，二极管的正向电压B，反向电流A。
A．增大B．减小C．基本不变9. 稳压管的稳压区是其工作在C状态。
A．正向导通B．反向截止C．反向击穿1.3 有A、B、C三个二极管，测得它们的反向电流分别是2μA、0.5μA、5μA；在外加相同的正向电压时，电流分别为10mA、30mA、15mA。
比较而言，哪个管子的性能最好？【解1.3】：二极管在外加相同的正向电压下电流越大，其正向电阻越小；反向电流越小，其单向导电性越好。
所以B管的性能最好。
题习题11.1 试求图P1.1所示各电路的输出电压值U O，设二极管的性能理想。
5VVD+-3k ΩU OVD7V5V +-3k ΩU O5V1VVD +-3k ΩU O（a ） （b ） （c ）10V5VVD3k Ω+._O U 2k Ω6V9VVD VD +-123k ΩU OVD VD 5V7V+-123k ΩU O（d ） （e ） （f ）图P 1.4【解 1.1】：二极管电路，通过比较二极管两个电极的电位高低判断二极管工作在导通还是截止状态。
半导体二极管及其应用习题解答
半导体二极管及其应用习题解答自测题(一)判断下列说法是否正确，用“√”和“?”表示判断结果填入空内1. 半导体中的空穴是带正电的离子。
（）2. 温度升高后，本征半导体内自由电子和空穴数目都增多，且增量相等。
（）3. 因为P型半导体的多子是空穴，所以它带正电。
（）4. 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。
（）5. PN结的单向导电性只有在外加电压时才能体现出来。
（）选择填空1. N型半导体中多数载流子是；P型半导体中多数载流子是。
A．自由电子 B．空穴2. N型半导体；P型半导体。
A．带正电 B．带负电 C．呈电中性3. 在掺杂半导体中，多子的浓度主要取决于，而少子的浓度则受的影响很大。
A．温度 B．掺杂浓度 C．掺杂工艺 D．晶体缺陷4. PN结中扩散电流方向是；漂移电流方向是。
A．从P区到N区 B．从N区到P区5. 当PN结未加外部电压时，扩散电流飘移电流。
A．大于 B．小于 C．等于6. 当PN结外加正向电压时，扩散电流漂移电流，耗尽层；当PN结外加反向电压时，扩散电流漂移电流，耗尽层。
A．大于 B．小于 C．等于D．变宽 E．变窄 F．不变7. 二极管的正向电阻，反向电阻。
A．大 B．小8. 当温度升高时，二极管的正向电压，反向电流。
A．增大 B．减小 C．基本不变9. 稳压管的稳压区是其工作在状态。
A．正向导通 B．反向截止 C．反向击穿有A、B、C三个二极管，测得它们的反向电流分别是2?A、0.5?A、5?A；在外加相同的正向电压时，电流分别为10mA、 30mA、15mA。
比较而言，哪个管子的性能最好？试求图所示各电路的输出电压值U O，设二极管的性能理想。
5V VD+-3kΩU OVD7V5V+-3kΩU O5V1VVD+-3kΩU O （a）（b）（c）10V5VVD3k Ω+._O U 2k Ω6V9VVD VD +-123k ΩU OVD VD 5V7V+-123k ΩU O（d ） （e ） （f ）图在图所示电路中，已知输入电压u i =5sin?t （V ），设二极管的导通电压U on =。
完整版第6章半导体二极管及其应用电路习题答案
6.1选择正确答案填入空内。
(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)PN 结加正向电压时，空间电荷区将 _A_。
A.变窄B.基本不变C.变宽(3)设二极管的端电压为 V D ，则二极管的电流方程是c —。
解：截止，导通， 2.7 V 。
(2)在图P6.2(b)所示电路中稳压管 2CW5的参数为：稳定电压 V z 12 V ，最大稳定电流 I Zmax 20 mA 。
图中电压表中流过的电流忽略不计。
当开关 S 闭合时，电压表 V 和电流表 A 1、A 2的读数分别为、、；当开关 S 断开时，其读数分别为 ______ 、 ______ 、 ______ 。
解：12 V , 12 mA , 6 mA , 12 V , 12 mA , 0 mA 。
6.3电路如图P6.3所示，已知V i = 56sin co t(v)，试画出V i 与V O 的波形。
设二极管正向导通 电压可忽略不计。
6.4电路如图P6.4所示，已知V i = 5sin ot (V)，二极管导通电压 V D = 0.7V 。
试画出电路的传 输特性及A.l s e V D B. I s e v D V T(4) 当温度升高时，二极管的反向饱和电流将A.增大B.不变(5)稳压管的稳压区是其工作在c 。
A.正向导通B.反向截止(6)稳压二极管稳压时，其工作在 (cA .正向导通区B .反向截止区6.2将正确答案填入空内。
(1 )图P6.2( a)所示电路中二极管为理想器件,C. I s (e VDVT -1)a 。
C.减小 C.反向击穿)，发光二极管发光时，其工作在 (a )。
C .反向击穿区贝V D 1工作在 ____ 状态，D 2工作在 ______ 状+3V _ 3V 图 P6.4V oR1V i与V O的波形，并标出幅值。
0.3(b)图 P6.5解：U O 的波形如解图P1.2所示。
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半导体二极管及其应用习题解答
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. 半导体中的空穴是带正电的离子。
（）
2. 温度升高后，本征半导体内自由电子和空穴数目都增多，且增量相等。
（）
3. 因为P型半导体的多子是空穴，所以它带正电。
（）
4. 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。
（）
5. PN结的单向导电性只有在外加电压时才能体现出来。
（）
选择填空
1. N型半导体中多数载流子是；P型半导体中多数载流子是。
A．自由电子 B．空穴
2. N型半导体；P型半导体。
A．带正电 B．带负电 C．呈电中性
3. 在掺杂半导体中，多子的浓度主要取决于，而少子的浓度则受的影响很大。
A．温度 B．掺杂浓度 C．掺杂工艺 D．晶体缺陷
4. PN结中扩散电流方向是；漂移电流方向是。
A．从P区到N区 B．从N区到P区
5. 当PN结未加外部电压时，扩散电流飘移电流。
A．大于 B．小于 C．等于
6. 当PN结外加正向电压时，扩散电流漂移电流，耗尽层；当PN结外加反向电压时，扩散电流漂移电流，耗尽层。
A．大于 B．小于 C．等于
D．变宽 E．变窄 F．不变
7. 二极管的正向电阻，反向电阻。
A．大 B．小
8. 当温度升高时，二极管的正向电压，反向电流。
A．增大 B．减小 C．基本不变
9. 稳压管的稳压区是其工作在状态。
A．正向导通 B．反向截止 C．反向击穿
有A、B、C三个二极管，测得它们的反向电流分别是2?A、0.5?A、5?A；在外加相同的正向电压时，电流分别为10mA、 30mA、15mA。
比较而言，哪个管子的性能最好
试求图所示各电路的输出电压值U O，设二极管的性能理想。
5V VD
+
-
3kΩ
U O
VD
7V
5V
+
-
3kΩ
U O
5V1V
VD
+
-
3kΩ
U O （a）（b）（c）
10V
5V
VD
3k Ω+
.
_O U 2k Ω6V
9V
VD VD +
-
12
3k Ω
U O
VD VD 5V
7V
+
-
12
3k Ω
U O
（d ） （e ） （f ）
图
在图所示电路中，已知输入电压u i =5sin?t （V ），设二极管的导通电压U on =。
分别画出它们的输出电压波形和传输特性曲线u o =f （u i ）。
3k Ω
VD VD 1
2
++-
-
u u i o 3k Ω
VD +
+-
-
u u i o 3k Ω
VD
++-
-
u u i o ++
+
-
--
-
U VD U VD
+
U VD1
U VD2
（a ） （b ） （c ）
图
有两个硅稳压管，VD Z1、VD Z2的稳定电压分别为6V 和8V ，正向导通电压为，稳定电流是5mA 。
求图各个电路的输出电压U O 。
20V
+
-2k Ω
U O
VD VD z1
z2
20V
+
-U O
VD VD z1
z2
2k Ω
20V
+
-U O VD VD z1
z2
2k Ω
（a ） （b ） （c ）
20V
+
-U O VD VD z1
z2
2k Ω
20V
+
-U O VD VD z1
z2
2k Ω
20V
+
-U O VD VD z1
z2
2k Ω
（d ） （e ） （f ）
图
1.7 已知稳压管的稳定电压U Z =6V ，最小稳定电流I Zmin =5mA ，最大功耗P ZM =150mW 。
试求图所示电路中限流电阻R 的取值范围。
稳压管稳压电路如图所示，稳压管的稳定电压U Z =8V ，动态电阻r z 可以忽略，U I =20V 。
试求：⑴ U O 、
I O 、I 及I Z 的值。
⑵ 当U I 降低为15V 时的U O 、I O 、I 及I Z 的值。
U I
图 图
【解】：1.× 2.√ 3.× 4. √ 5.√
【解】：、B 、C 、A 、B 、E、B、D 、A 、A
【解】：二极管在外加相同的正向电压下电流越大，其正向电阻越小；反向电流越小，其单向导电性越好。
所以B管的性能最好。
【解】：二极管电路，通过比较二极管两个电极的电位高低判断二极管工作在导通还是截止状态。
方法是先假设二极管断开，求出二极管阳极和阴极电位，
电路中只有一个二极管：若阳极电位高于阴极电位（或二极管两端电压大于其导通电压U on），二极管正偏导通，导通时压降为0（对于理想二极管）或U on（对于恒压源模型的二极管）；若阳极电位低于阴极电位（或二极管两端电压小于其导通电压U on），二极管反偏截止，流过二极管的电流为零。
如果电路中有两个二极管：若一个正偏，一个反偏，则正偏的导通，反偏的截止；若两个都反偏，则都截止；若两个都正偏，正偏电压大的优先导通，进而再判断另一只二极管的工作状态。
图(a)二极管VD导通，U O=5V
图(b) 二极管VD导通，U O= ?7V
图? 二极管VD截止，U O= ?1V
图(d) 二极管VD1导通，VD2截止，U O=0V
图(e) 二极管VD1截止，VD2导通，U O= ?9V
图(f) 二极管VD导通，U O=0V
【解】：在（a）图所示电路中，当二极管断开时，二极管两端的电压U VD=u i。
当U VD?U on，即u i?时，二极管导通，输出电压u o=u i?；当U VD?U on，即u i?时，二极管截止，输出电压u o=0。
输出电压的波形如图解（a）1所示，传输特性如图解（a）2所示。
在（b）图所示电路中，当二极管断开时，二极管两端的电压U VD=u i。
当U VD?U on，即u i?时，二极管导通，输出电压u o= ；当U VD?U on，即u i?时，二极管截止，输出电压u o=u i。
输出电压的波形如图解（b）1所示，传输特性如图解（b）2所示。
在（c）图所示电路中，当u i?时，二极管VD1导通，输出电压u o=；当u i??时，二极管VD2导通，输出电压u o=?；当??u i?时，VD1、VD2都截止，输出电压u o=u i。
输出电压的波形如图解（c）1所示，传输特性如图解（c）2所示。
【解】：图a U O=6V+8V=14V；图b U O=6V+=；图c U O=+=；图d U O=；图e U O=；图f U O=6V。
t t
t
t
t
t -
-
图解（a）1 图解（b）1 图解（c）1
u i /V
i /V
i /V
图解（a ）2 图解（b ）2 图解（c ）2
【解】：由题可知稳压管的最大稳定电流6
150
Z ZM Zm ax =
=
U P I mA=25mA 流过稳压管的电流I Z 应满足：Zm ax Z Zm in I I I <<，又因为：R
R U U I V
6V 15Z I Z -=-=，由此可得限流电阻R 的取值范围：??R ??
【解】：（1）由于
V 8V 10V 202
22
I L L >=⨯+=+U R R R ,稳压管处于稳压状态。
故
V 8Z O ==U U
（2）由于
V 8V 5.7V 152
22I L L <=⨯+=+U R R R ，稳压管没有击穿不能稳压，所以
V 5.7O =U
mA 75.3mA 2215
O =+=
=I I I Z =0。