18602模拟电子技术思考与练习解答

模拟电子技术节后思考与练习解答1.1 思考与练习

1、半导体具有哪些独特性能？在导电机理上，半导体与金属导体有何区别？

答：半导体只所以应用广泛，是因为它具有光敏性、热敏性和掺杂性的独特性能，在导电机理上，金属导体中只有自由电子一种载流子参与导电，而半导体中有多子和少子两种载流子同时参与导电，这是它们导电机理上的本质区别。

2、何谓本征半导体？什么是“本征激发”？什么是“复合”？

答：天然半导体材料经过特殊的高度提纯工艺，成为晶格结构完全对称的纯净半导体时，称为本征半导体。由于光照、辐射、温度的影响在本征半导体中产生电子—空穴对的现象称为本征激发；本征激发的同时，共价键中的另外一些价电子“跳进”相邻原子由本征激发而产生的空穴中的现象称为复合。复合不同于本征激发，本征激发的主要导电方式是完全脱离了共价键的自由电子载流子逆着电场方向而形成的定向迁移，而复合运动的导电方式是空穴载流子的定向迁移，空穴载流子带正电，顺电场方向定向运动形成电流。

3、N型半导体和P型半导体有何不同？各有何特点？它们是半导体器件吗？

答：本征半导体中掺入五价杂质元素后可得到N型半导体，N型半导体中多子是自由电子，少子是空穴，定域的离子带正电；本征半导体中掺入三价杂质元素后可得到P型半导体，P型半导体中多子是空穴，少子是自由电子，定域的离子带负电。这两种类型的半导体是构成半导体器件的基本元素，但它们都不能称之为半导体器件。

4、何谓PN结？PN结具有什么特性？

答：在同一块晶体中的两端注入不同的杂质元素后，在两端分别形成P区和N区，而在P区和N区交界处因为浓度上的差别而出现扩散，扩散的结果在两区交界处形成一个干净的离子区，这个离子区就是PN结，PN结具有单向导电性：正向偏置时导通，反向偏置时截止。

5、电击穿和热击穿有何不同？试述雪崩击穿和齐纳击穿的特点。

答：电击穿包括雪崩击穿和齐纳击穿，前者是一种碰撞的击穿，后者属于场效应的击穿，这两种电击穿一般可逆，不会造成PN结的永久损坏。如果上述两种击穿不加任何限制而持续增强时，由于PN结上的热量积累就会造成热击穿，热击穿过程不可逆，可造成二极管的永久损坏。．

1.2思考与练习

1、二极管的伏安安特性曲线上分为几个区？试述各工作区上电压和电流的关系。

答：二极管的伏安特性曲线上分有死区、正向导通区、反向截止区和反向击穿区四个工作区。死区上正向电压很小，电流基本为零；正向导通区管压降基本不变，硅管约为0.6～0.8V，其典型值通常取0.7V；锗管约为0.2～0.3V，其典型值常取0.3V，但通过管子的正向电流迅速增长；在反向截止区内，通过二极管的反向电流是半导体内部的少数载流子的漂移运动，只要二极管工作环境的温度不变，少数载流子的数量就保持恒定，由于反向饱和电流的数值很小，在工程实际中通常近似视为零值；在反向击穿区，反向电流会突然随反向电压的增加而急剧增大，造成齐纳击穿或雪崩击穿现象，如不加限流设置，极易造成“热击穿”而使二极管永久损坏。

、普通二极管进入反向击穿区后是否一定会被烧损？为什2 么？答：普通二极管工作在反向击穿区时，反向电流都很大，如不加设限流设置，极易造成“热击穿”而造成永久损坏。

、为什么把反向截止区的电流又称为反向饱和电流？3 图1.23

反向截止区内通过二极管的反向电流是半导体内部少数载答：流子的漂移运动形成的。只要二极管的工作环境温度不变，少数载流子的数量就会保持恒定，因此反向截止区的电流又被称为反向饱和电流。反向饱和电流的数值很小，在工程实际中通常近似视为零值。

所示电路中二极管各处于什么工作状态？设各、试判断图1.234 。0.7V二极管的导通电压为，求输出电压U AO处于反向处于正向导通状态，二极管答：图中二极管VDVD21。＝－截止状态，输出电压U0.7V AO图1.23 的干电池直接正向联接到二极管的两端，会出现、把一个1.5V5 什么问题？的电阻，并使二干电池串一个约答：测量二极管类型及好坏时，通常采用1.5V1k?极管按正向接法与电阻相连接，使二极管正向导通。然后用万用表的直流电压档测量二极就U为，管两端的管压降U如果测到的U0.6~0.7V则为硅管，如果测到的为0.1~0.3V DDD的干电池正向连接到二极管的两端，因为没有限流电阻，1.5V是锗管。如果测量时直接把就可能使二极管中因电流过大而损坏。u V，试画出输出电压t＝u1.246、理想二极管电路如图所示。已知输入电压10sin ω0i

1.24 图

的波形。

答：（a）图：图中二极管若看作理想二极管，当输入正弦波电压低于－5V时，二极管D导通，输出电压u=u；当输入正弦波电压高于－5V时，二极管D截止，输出电压iO－5V，波形如下图

所示：=u O u/u i o

10V

D时，二极管）图：图中二极管也看作理想二极管，当输入正弦波电压高于＋5Vb（＋=u=导通，输出电压uu；当输入正弦波电压低于＋5V时，二极管D截止，输出电压OOi，波形如下图所示：

5V /u u i o

10V

ωt0

思考与练习1.3

、双极型三极管的发射极和集电极是否可以互换使用？为什么？1答：由于三极管的发射区和集电区掺杂质浓度上存在较大差异，且面积也相差不少，因此不能互换使用。如果互换使用，其放大能力将大大下降甚至失去放大能力。β？2、三极管在输出特性曲线的饱和区工作时，其电流放大系数是否也等于答：三极管工作在饱和区时，电流放大能力下降，电流放大系数β值随之下降。射值；③集—I值；②耗散功率超过P、使用三极管时，只要①集电极电流超过3CMCM 值，三极管就必然损坏。上述说法哪个是对的？极电压超过U CEOBR）（值时，三极管将由于过热而烧损。答：其中只有说法②正确，超过最大耗散功率P CM型还NPN4、用万用表测量某些三极管的管压降得到下列几组数据，说明每个管子是PNP型？是硅管还是锗管？它们各工作在什么区域？是0.3V＝；，U①＝0.7V U CEBE；U0.7V＝②U，4V＝CEBE．

③U＝0V，U＝4V；CEBE④U＝－0.2V，U＝－0.3V；CEBE⑤U＝0V，U＝－4V。CEBE答：①NPN硅管，饱和区；②NPN硅管，放大区；③NPN硅管，截止区；④PNP锗管，放大区；⑤PNP 锗管，截止区。

5、复合管和普通三极管相比，具有哪些特点？通常用于哪些场合？

答：和普通三极管相比，复合管的电流放大系数比普通三极管大得多，鉴于复合管的这种特点，常常用于音频功率放大、电源稳压、大电流驱动和开关控制等电路中。

1.4 思考与练习

1、双极型三极管和单极型三极管的导电机理有什么不同？为什么称双极型三极管为电流控制型器件？MOS管为电压控制型器件？

答：双极型三极管有多子和少子两种载流子同时参与导电；单极型三极管只有多子参与导电。由于双极型三极管的输出电流I受基极电流I的控制，因此称其为电流控件；BC MOS管的输出电流I受栅源间电压U的控制，因之称为电压控制型器件。GSD2、当U为何值时，增强型N沟道MOS管导通？当U等于何值时，漏极电流表现GDGS出恒流特性？

答：当U=U时，增强型N沟道MOS管开始导通，随着U的增加，沟道加宽，GSGST I增大。当U ＝U－U

答：双极型三极管的输入电阻r一般在几百欧～千欧左右，相对较小；而MOS管绝be缘层的输入电阻极高，趋近于无穷大，因此通常认为栅极电流为零。

4、MOS管在不使用时，应注意避免什么问题？否则会出现何种事故？

答：由于二氧化硅层的原因，使MOS管具有很高的输入电阻。受外界电压影响时，栅极易产生相当高的感应电压，造成管子击穿，所以MOS管在不使用时应避免栅极悬空，务必将各电极短接。

5、为什么说场效应管的热稳定性比双极型三极管的热稳定性好？

答：双极型三极管同时有两种载流子参与导电，其中少数载流子受温度影响变化较大，即其热稳定性较差，而场效应管只有多子一种载流子参与导电，而温度对多子无影响，因此其热稳定性较好。

1.5 思考与练习

。、分析下列说法是否正确，对者打“√”错者打“×”1．