《模拟电子技术基础-吴友宇-答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子技术基础-吴友宇-答案（125页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三部分 习题与解答习题1客观检测题一、填空题1、在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于掺入的 _ ，而少数载流子的浓度则与 _ 有很大关系。2、当PN结外加正向电压时，扩散电流 漂移电流，耗尽层 。当外加反向电压时，扩散电流 漂移电流，耗尽层 。3、在N型半导体中，_为多数载流子， _ 为少数载流子。二判断题 1、由于P型半导体中含有大量空穴载流子，N型半导体中含有大量电子载流子，所以P型半导体带正电，N型半导体带负电。（ ）2、在N型半导体中，掺入高浓度三价元素杂质，可以改为P型半导体。（ ）3、扩散电流是由半导体的杂质浓度引起的，即杂质浓度大，扩散电流大；杂质浓度小，扩散电流小。（
2、）4、本征激发过程中，当激发与复合处于动态平衡时，两种作用相互抵消，激发与复合停止。（ ）5、PN结在无光照无外加电压时，结电流为零。（ ）6、温度升高时，PN结的反向饱和电流将减小。（ ）7、PN结加正向电压时，空间电荷区将变宽。（ ）三简答题1、PN结的伏安特性有何特点？答：根据统计物理理论分析，PN结的伏安特性可用式表示。式中，ID为流过PN结的电流；Is为PN结的反向饱和电流，是一个与环境温度和材料等有关的参数，单位与I的单位一致；V为外加电压； VT=kT/q，为温度的电压当量（其单位与V的单位一致），其中玻尔兹曼常数，电子电量，则，在常温（T=300K）下，VT=25.875mV=
3、26mV。当外加正向电压，即V为正值，且V比VT大几倍时，于是，这时正向电流将随着正向电压的增加按指数规律增大，PN结为正向导通状态.外加反向电压，即V为负值，且|V|比VT大几倍时，于是，这时PN结只流过很小的反向饱和电流，且数值上基本不随外加电压而变，PN结呈反向截止状态。PN结的伏安特性也可用特性曲线表示，如图1.1.1所示.从式(1.1.1)伏安特性方程的分析和图1.1.1特性曲线（实线部分）可见：PN结真有单向导电性和非线性的伏安特性。图1.1.1 PN伏安特性2、什么是PN结的反向击穿？PN结的反向击穿有哪几种类型？各有何特点？答：“PN”结的反向击穿特性：当加在“PN”结上的反向
4、偏压超过其设计的击穿电压后，PN结发生击穿。PN结的击穿主要有两类，齐纳击穿和雪崩击穿。齐纳击穿主要发生在两侧杂质浓度都较高的PN结，一般反向击穿电压小于4Eg/q（EgPN结量子阱禁带能量，用电子伏特衡量，Eg/q指PN结量子阱外加电压值，单位为伏特）的PN的击穿模式就是齐纳击穿，击穿机理就是强电场把共价键中的电子拉出来参与导电，使的少子浓度增加，反向电流上升。雪崩击穿主要发生在“PN”结一侧或两侧的杂质浓度较低“PN”结，一般反向击穿电压高于6 Eg/q的“PN”结的击穿模式为雪崩击穿。击穿机理就是强电场使载流子的运动速度加快，动能增大，撞击中型原子时把外层电子撞击出来，继而产生连锁反应，
5、导致少数载流子浓度升高，反向电流剧增。3、PN结电容是怎样形成的？和普通电容相比有什么区别？PN结电容由势垒电容Cb和扩散电容Cd组成。 势垒电容Cb是由空间电荷区引起的。空间电荷区内有不能移动的正负离子，各具有一定的电量。当外加反向电压变大时，空间电荷区变宽，存储的电荷量增加；当外加反向电压变小时，空间电荷区变窄，存储的电荷量减小，这样就形成了电容效应。“垫垒电容”大小随外加电压改变而变化，是一种非线性电容，而普通电容为线性电容。在实际应用中，常用微变电容作为参数，变容二极管就是势垒电容随外加电压变化比较显著的二极管。图1.3.3 P区中电子浓度的分布曲线及电荷的积累扩散电容Cd是载流子在扩
6、散过程中的积累而引起的。PN结加正向电压时，N区的电子向P区扩散，在P区形成一定的电子浓度(Np)分布，PN结边缘处浓度大，离结远的地方浓度小，电子浓度按指数规律变化。当正向电压增加时，载流子积累增加了Q；反之，则减小，如图1.3.3所示。同理，在N区内空穴浓度随外加电压变化而变化 的关系与P区电子浓度的变化相同。因此，外加电压增加V时所出现的正负电荷积累变化Q，可用扩散电容Cd来模拟。Cd也是一种非线性的分布电容。综上可知，势垒电容和扩散电容是同时存在的。 PN结正偏时，扩散电容远大于势垒电容；PN结反偏时，扩散电容远小于势垒电容。势垒电容和扩散电容的大小都与PN结面积成正比。与普通电容相比
7、，PN结电容是非线性的分布电容，而普通电容为线性电容。习题2客观检测题一、填空题1、半导体二极管当正偏时，势垒区 变窄 ，扩散电流 大于 漂移电流。2、 在常温下，硅二极管的门限电压约 0.6 V，导通后在较大电流下的正向压降约0.7 V；锗二极管的门限电压约 0.1 V，导通后在较大电流下的正向压降约 0.2 V。3、在常温下，发光二极管的正向导通电压约 1.22V ， 高于 硅二极管的门限电压；考虑发光二极管的发光亮度和寿命，其工作电流一般控制在 510 mA。4、利用硅PN结在某种掺杂条件下反向击穿特性陡直的特点而制成的二极管，称为 普通（稳压）二极管。请写出这种管子四种主要参数，分别是
8、 最大整流电流 、 反向击穿电压 、 反向电流 和 极间电容 。二、判断题1、二极管加正向电压时，其正向电流是由（ a ）。 a. 多数载流子扩散形成 b. 多数载流子漂移形成 c. 少数载流子漂移形成 d. 少数载流子扩散形成2、PN结反向偏置电压的数值增大，但小于击穿电压，（ c ）。 a. 其反向电流增大 b. 其反向电流减小 c. 其反向电流基本不变 d. 其正向电流增大3、稳压二极管是利用PN结的（ d ）。 a. 单向导电性 b. 反偏截止特性 c. 电容特性 d. 反向击穿特性 4、二极管的反向饱和电流在20时是5A，温度每升高10，其反向饱和电流增大一倍，当温度为40时，反向饱
9、和电流值为（ c ）。 a. 10A b. 15A c. 20A d. 40A5、变容二极管在电路中使用时，其PN结是（ b ）。 a. 正向运用 b. 反向运用三、问答题1、温度对二极管的正向特性影响小，对其反向特性影响大，这是为什么？答：正向偏置时，正向电流是多子扩散电流，温度对多子浓度几乎没有影响，因此温度对二极管的正向特性影响小。但是反向偏置时，反向电流是少子漂移电流，温度升高少数载流子数量将明显增加，反向电流急剧随之增加，因此温度对二极管的反向特性影响大。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？答：根据二极管电流的方程式将V=1.5V代入方程式可得：故虽然二极管的
10、内部体电阻、引线电阻及电池内阻都能起限流作用，但过大的电流定会烧坏二极管或是电池发热失效，因此应另外添加限流电阻。3、有A、B两个二极管。它们的反向饱和电流分别为5mA和，在外加相同的正向电压时的电流分别为20mA和8mA，你认为哪一个管的性能较好？答：B好，因为B的单向导电性好；当反向偏置时，反向饱和电流很小，二极管相当于断路，其反向偏置电阻无穷大。4、利用硅二极管较陡峭的正向特性，能否实现稳压？若能，则二极管应如何偏置？答：能实现稳压，二极管应该正向偏置，硅二极管的正偏导通电压为0.7V；因此硅二极管的正向特性，可以实现稳压，其稳压值为0.7V。5、什么是齐纳击穿？击穿后是否意味着PN结损
11、坏？答：齐纳击穿主要发生在两侧杂质浓度都较高的PN结，其空间电荷区较窄，击穿电压较低（如5V以下），一般反向击穿电压小于4Eg/q（EgPN结量子阱禁带能量，用电子伏特衡量，Eg/q指PN结量子阱外加电压值，单位为伏特）的PN的击穿模式就是齐纳击穿，击穿机理就是强电场把共价键中的电子拉出来参与导电，使的少子浓度增加，反向电流上升。发生齐纳击穿需要的电场强度很大，只有在杂质浓度特别大的PN结才能达到。击穿后并不意味着PN结损坏，当加在稳压管上的反向电压降低以后，管子仍然可以恢复原来的状态。但是反向电流和反向电压的乘积超过PN结容许的耗散功率时，就可能由电击穿变为热击穿，而造成永久性的破坏。电击穿
12、PN结未被损坏，但是热击穿PN结将永久损坏。主观检测题2.1.1试用电流方程式计算室温下正向电压为0.26V和反向电压为1V时的二极管电流。（设 ） 2.1.2 写出题图2.1.2所示各电路的输出电压值，设二极管均为理想二极管。2.1.3 重复题2.1.2，设二极管均为恒压降模型，且导通电压VD0.7V。(a)(c)(b)题图2.1.42.1.4 设题图2.1.4中的二极管均为理想的（正向可视为短路，反向可视为开路），试判断其中的二极管是导通还是截止，并求出、两端电压。2.1.5 在用万用表的三个欧姆档测量某二极管的正向电阻时，共测得三个数据；，试判断它们各是哪一档测出的。2.1.6 电路如题
13、图2.1.6所示，已知vi6sint(v)，试画出vi与vo的波形，并标出幅值。分别使用二极管理想模型和恒压降模型（VD0.7V）。 题图2.1.6 2.1.7 电路如题图2.1.7所示，已知vi6sint (V)，二极管导通电压VD0.7V。试画出vi与vO的波形，并标出幅值。题图2.1.72.2.1 现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为5V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？ 2.2.2 已知稳压管的稳压值VZ6V，稳定电流的最小值IZmin5mA。求题图2.2.2所示电路中VO
14、1和VO2各为多少伏。题图2.2.2 2.2.3 电路如题图2.2.3（a）（b）所示，稳压管的稳定电压VZ3V，R的取值合适，vi的波形如图（c）所示。试分别画出vO1和vO2的波形。题图2.2.32.2.4 已知题图2.2.4所示电路中稳压管的稳定电压VZ6V，最小稳定电流IZmin5mA，最大稳定电流IZmax25mA。（1）分别计算vi为10V、15V、35V三种情况下输出电压vO的值；（2）若vi35V时负载开路，则会出现什么现象?为什么？2.2.5 电路如题图2.2.5所示，设所有稳压管均为硅管（正向导通电压为VD0.7V），且稳定电压VZ8V，已知vi15sint (V)，试画出vO1和vO2的波形。题图2.2.5(b)(a) 2.3.1 在题图2.3.1所示电路中，发光二极管导通电压VD1.5V，正向电流在515mA时才能正常工作。试问：题图2.3.1（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？ 习题3客观检测题一、填空题1. 三极管处在放大区时，其 电压小于零， 电压大于零。2. 三极管的发射区 浓度很高，而基区很薄。3. 在半导体中
