模拟电子技术基础第1章
模拟电子技术基础(李国丽)第一章习题答案
1半导体二极管自我检测题一. 选择和填空1.纯净的、结构完整的半导体称为本征半导体, 掺入杂质后称杂质半导体。
若掺入五价杂质, 其多数载流子是电子。
2. 在本征半导体中, 空穴浓度 C 电子浓度;在N型半导体中, 空穴浓度B 电子浓度;在P型半导体中, 空穴浓度 A 电子浓度。
(A.大于, B.小于, C.等于)3.在杂质半导体中,多数载流子的浓度主要取决..,而少数载流子的浓度..关系十分密切。
(A. 温度, B. 掺杂工艺, C. 杂质浓度)4.当PN结外加正向电压时,扩散电..漂移电流,耗尽. . ;当PN结外加反向电压时,扩散电..漂移电流,耗尽.. .(A. 大于, B. 小于, C. 等于, D. 变宽, E. 变窄, F不变)5. 二极管实际就是一个PN结, PN结具有单向导电性, 即处于正向偏置时, 处于导通状态;反向偏置时, 处于截止状态。
6.普通小功率硅二极管的正向导通压降约为_.,反向电流一般_C_;普通小功率锗二极管的正向导通压降约为_A_,反向电流一般_D_。
(A. 0.1~0.3V, B. 0.6~0.8V, C. 小于, D. 大于)7.已知某二极管在温度为25℃时的伏安特性如图选择题7中实线所示,在温度.T1时的伏安特性如图中虚线所示。
在25℃时,该二极管的死区电压. 0..伏,反向击穿电压. 16. 伏,反向电流.10-. 安培。
温度T.小..25℃。
(大于、小于、等于)图选择题78. PN结的特性方程是。
普通二极管工作在特性曲线的正向区;稳压管工作在特性曲线的反向击穿区。
二. 判断题(正确的在括号内画√, 错误的画×)1. N型半导体可以通过在纯净半导体中掺入三价硼元素而获得。
(×)2. 在P型半导体中, 掺入高浓度的五价磷元素可以改型为N型半导体。
(√)3.P型半导体带正电, N型半导体带负电。
(×)4. PN 结内的漂移电流是少数载流子在内电场作用下形成的。
模拟电子技术基础章节总结
模拟电子技术基础章节总结模拟电子技术基础章节总结篇一:模拟电子技术基础总结第一章晶体二极管及应用电路一、半导体知识1.本征半导体·单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅(Si)和锗(Ge)(图1-2)。
前者是制造半导体ic的材料(三五价化合物砷化镓Gaas 是微波毫米波半导体器件和ic的重要材料)。
·纯净(纯度>7n)且具有完整晶体结构的半导体称为本征半导体。
在一定的温度下,本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发(又称热激发或产生)(图1-3)。
本征激发产生两种带电性质相反的载流子——自由电子和空穴对。
温度越高,本征激发越强。
·空穴是半导体中的一种等效?q载流子。
空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶格中的空位,使局部显示?q电荷的空位宏观定向运动(图1-4)。
·在一定的温度下,自由电子与空穴在热运动中相遇,使一对自由电子和空穴消失的现象称为载流子复合。
复合是产生的相反过程,当产生等于复合时,称载流子处于平衡状态。
2.杂质半导体·在本征硅(或锗)中渗入微量5价(或3价)元素后形成n型(或P型)杂质半导体(n型:图1-5,P型:图1-6)。
·在很低的温度下,n型(P型)半导体中的杂质会全部电离,产生自由电子和杂质正离子对(空穴和杂质负离子对)。
·由于杂质电离,使n型半导体中的多子是自由电子,少子是空穴,而P型半导体中的多子是空穴,少子是自由电子。
·在常温下,多子>>少子(图1-7)。
多子浓度几乎等于杂质浓度,与温度无关;两少子浓度是温度的敏感函数。
·在相同掺杂和常温下,Si的少子浓度远小于Ge的少子浓度。
3.半导体中的两种电流在半导体中存在因电场作用产生的载流子漂移电流(这与金属导电一致);还存在因载流子浓度差而产生的扩散电流。
4.Pn结·在具有完整晶格的P型和n型材料的物理界面附近,会形成一个特殊的薄层——Pn结(图1-8)。
电子技术基础_第五版(模拟部分)第一章
18
1.4 放大电路模型
1. 放大电路的符号及模拟信号放大
电压增益(电压放大倍数)
互阻增益
Av
vo vi
Ar
vo ii
()
电流增益
Ai
io ii
互导增益
Ag
io vi
(S)
19
1.4 放大电路模型
2. 放大电路模型 A. 电压放大模型: vo Avvi
• 集成运放基本应用
– 集成运放工作在线性区的应用:运算、滤波
复杂应用
– 集成运放工作在非线性区的应用:电压比较器 7
从系统认识电路,注意知识点之间的相互关系 和知识的完整性
传感器
接收器
信号 发生器
滤波器 隔离电路 阻抗变换
放大器
运算电路
信号转 换电路 比较器 采样保持
功率 放大器
A/D转换
执行机构
Avo ——负载开路时的电压增益
Ro ——从负载端看进去的放大
电路的输出电阻
戴维宁等效
Ri ——输入电阻
20
1.4 放大电路模型
由输出回路得 则电压增益为
vo
AVOvi
RL Ro RL
AV
vo vi
Avo
RL Ro RL
由此可见 RL
Av 即负载的大小会影响增益的大小
要想减小负载的影响,则希望…? (考虑改变放大电路的参数)
16
1.2 信号的频谱
C. 非周期信号
傅里叶变换:
周期信号 非周期信号
离散频率函数 连续频率函数
非周期信号包含了所有可能的频率 成分 (0 )
模拟电子技术基础(第四版)第1章
ID
理想二极管符号 UD
(V)
ID
开关模型等效电路
0.7V 0 0.7
0
UD
(V)
(a)理想模型 特性 )理想模型VA特性
(b)开关模型 特性 )开关模型VA特性
3、折线模型:正向导通时。相 、折线模型:正向导通时。 当于理想二极管串联一个等效 和一个电压源U 电阻rD和一个电压源 ON ,特 性曲线如图( 所示 所示。 性曲线如图(c)所示。
二极管的伏安特性仍可由 二极管的伏安特性仍可由
iD = IS (e
近似描述。 近似描述。
UD / UT
−1)
D E
导通电压
IS:反向饱和电流 UT:电压当量,室温下26mV
IR
反向 漏电
开启电压 Uon
开启电压 导通电压
硅二极管 0 .5 V 0 . 6 ~ 0 .8 V (取 0 .7 V )
锗二极管 0 .1 V 0 . 2 ~ 0 .3 V (取 0 .3 V )
发射区:发射载流子 发射区: 集电区: 集电区:收集载流子 基区: 基区:传送和控制载流子 为例) (以NPN为例) 为例
演示
载流子的传输过程
以上看出,三极管内有两种载流子 自由电子 自由电子和 以上看出,三极管内有两种载流子(自由电子和空 参与导电, 穴)参与导电,故称为双极型三极管-BJT (Bipolar 参与导电 故称为双极型三极管- Junction Transistor)。 。
二极管伏安特性与温度T的关系: 二极管伏安特性与温度T的关系:
的增加而增加 所以二极管的正向压降 增加, 的增加而降低 降低。 由于IS随T 的增加而增加,所以二极管的正向压降VF随T 的增加而降低。 一般线性减少2 2.5mV/C° 一般线性减少2~2.5mV/C° (利用该特性,可以把二极管作为温度传感器) 利用该特性,可以把二极管作为温度传感器)
《模拟电子技术基础》习题课1-2章-概念
三种组态为:BJT的共射、共基、共集 FET的共源、共栅、共漏
BJT
FET
差放
共射 共射 共集 共基 共源 共漏 共栅 差模 共模 (带反馈Re)
微变等效电路
p74
Ri
Ro
Av
15
模拟电路习题课(一)
共射小信号(微变)等效分析 输入电阻、输出电阻和增益
Ri
vi ii
rbe // Rb
Av
vo vi
(1 1)R'L rbe (1 1)R'L
1
R'o
rbe
1 1
//
rce1
rbe
1 1
Ro R'o // ro2 R'o
共集放大器的Ri比共射大很多
电压放大倍数接近于1(小于1)因此称为射随器
共集放大器的Ro比共射的小很多
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模拟电路习题课(一)
共基小信号(微变)等效分析
R'i
U
反向击穿 电压VBR
2
二极管的电阻
模拟电路习题课(一)
直流等效电阻 RD:
RD
VD ID
交流(动态)电阻 rd:
rd
(
diD dvD
)Q1
2vd 2id
rd
(
diD dvD
)Q1
VT ID
3
模拟电路习题课(一)
共射(共E)BJT工作原理
以发射极(E极)作为公共端,EB结正偏,CB结反偏。
iC
参见 P12 图1.3.4
7
3. 饱和区
vCE<vBE vCB<0
4
集电结正偏
模拟电子技术基础简明教程-(第三版)第一章
(a)外形图
21
(b)符号
第二节 半导体二极管
半导体二极管的类型: 按半导体材料分:有硅二极管、锗二极管等。 按 PN 结结构分:有点接触型和面接触型二极管。 点接触型管子中不允许通过较大的电流,因结电容
小,可在高频下工作。 面接触型二极管 PN 结的面积大,允许流过的电流
大,但只能在较低频率下工作。 按用途划分:有整流二极管、检波二极管、稳压
O
U
图 1.2.8
30
第二节 半导体二极管
2. 扩散电容 Cd
P区 耗 尽 层 N 区
是由多数载流子在扩散过程中积累而引起的。+ I
V P 区中电子
- R
N 区中空穴
浓 度 分布
浓 度 分布
x
Ln
Lp
在某个正向电压下,P 区中的电子浓度 np(或 N
区的空穴浓度 pn)分布曲线如图中曲线 1 所示。
路中反向电流非常小,几乎等于零, PN 结处
于截止状态。
PN 结具有单向导电性。
正向偏置:
电源正极接P区,负极接N区,即“P正N负” 反向偏置:
电源正极接N区2,0 负极接P区,即“P负N正”
第二节 半导体二极管
2 二极管的伏安特性
半导体二极管又称晶体二极管。 二极管的结构: 将 PN 结封装在塑料、玻璃或金属外壳里,再 从 P 区和 N 区分别焊出两根引线作正、负极。
28
第二节 半导体二极管
二极管的电容效应
当二极管上的电压发生变化时,PN 结中储存的 电荷量将随之发生变化,使二极管具有电容效应。
电容效应包括两部分 势垒电容 扩散电容
1. 势垒电容
是由 PN 结的空间电荷区变化形成的。
1模拟电子技术基础简明教程(第三版)杨素行_PPT课件_第一章1
又称正向偏置,简称正偏。
P
空间电荷区
空间电荷区变窄,有利 于扩散运动,电路中有 较大的正向电流。
N
I 内电场方向
外电场方向
V
R
图3 正向偏置PN结
在 PN 结加上一个很小的正向电压,即可得到较大的 正向电流,为防止电流过大,可接入电阻 R。
(2) PN 结外加反向电压(反偏) 反向接法时,外电场与内电场的方向一致,增强了内 电场的作用;
模拟电子技术基础
一、电子技术的发展
• 1947年 • 1958年 • 1969年 • 1975年
贝尔实验室制成第一只晶体管 集成电路 大规模集成电路 超大规模集成电路
第一片集成电路只有4个晶体管,而1997年一片集成电路 中有40亿个晶体管。有科学家预测,集成度还将按10倍/6年 的速度增长,到2015或2020年达到饱和。
3. 本征半导体中自由电子和空穴的浓度相等。
4. 载流子的浓度与温度密切相关,它随着温度 的升高,基本按指数规律增加。
三、杂质半导体
杂质半导体有两种 1、 N 型半导体
N 型半导体 P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素, 如磷、锑、砷等,即构成 N 型半导体(或称电子 型半导体)。
学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展!
电子技术的发展很大程度上反映在元器件的发展 上。从电子管→半导体管→集成电路
1904年 电子管问世
1947年 晶体管诞生
1958年集成电 路研制成功
电子管、晶体管、集成电路比较
值得纪念的几位科学家!
第一只晶体管的发明者
(by John Bardeen , William Schockley and Walter Brattain in Bell Lab)
模拟电子技术基础目录
模拟电子技术基础目录模拟电子技术基础目录模拟电子技术基础目录前言教学建议第1章半导体二极管及其应用1.1 半导体物理基础知识1.1.1 本征半导体1.1.2 杂质半导体1.2 pn结1.2.1 pn结的形成1.2.2 pn结的单向导电性1.2.3 pn结的反向击穿特性1.2.4 pn结的电容特性1.3 半导体二极管及其基本电路1.3.1 半导体二极管的伏安特性曲线1.3.2 半导体二极管的主要参数1.3.3 半导体二极管的电路模型1.3.4 二极管基本应用电路1.4 特殊二极管1.4.1 稳压二极管.1.4.2 变容二极管1.4.3 光电二极管1.4.4 发光二极管思考题习题第2章双极型晶体管及其放大电路2.1 双极型晶体管的工作原理2.1.1 双极型晶体管的结构2.1.2 双极型晶体管的工作原理2.2 晶体管的特性曲线2.2.1 共射极输出特性曲线2.2.2 共射极输入特性曲线2.2.3 温度对晶体管特性的影响2.2.4 晶体管的主要参数2.3 晶体管放大电路的放大原理2.3.1 放大电路的组成2.3.2 静态工作点的作用2.3.3 晶体管放大电路的放大原理2.3.4 基本放大电路的组成原则2.3.5 直流通路和交流通路2.4 放大电路的静态分析和设计2.4.1 晶体管的直流模型及静态工作点的估算2.4.2 静态工作点的图解分析法2.4.3 晶体管工作状态的判断方法2.4.4 放大状态下的直流偏置电路2.5 共射放大电路的动态分析和设计2.5.1 交流图解分析法2.5.2 放大电路的动态范围和非线性失真2.5.3 晶体管的交流小信号模型2.5.4 等效电路法分析共射放大电路2.5.5 共射放大电路的设计实例2.6 共集放大电路(射极输出器)2.7 共基放大电路2.8 多级放大电路2.8.1 级间耦合方式2.8.2 多级放大电路的性能指标计算2.8.3 常见的组合放大电路思考题习题第3章场效应晶体管及其放大电路3.1 场效应晶体管3.1.1 结型场效应管3.1.2 绝缘栅场效应管3.1.3 场效应管的参数3.2 场效应管工作状态分析及其偏置电路3.2.1 场效应管工作状态分析3.2.2 场效应管的偏置电路3.3 场效应管放大电路3.3.1 场效应管的低频小信号模型3.3.2 共源放大电路3.3.3 共漏放大电路思考题习题第4章放大电路的频率响应和噪声4.1 放大电路的频率响应和频率失真4.1.1 放大电路的幅频响应和幅频失真4.1.2 放大电路的相频响应和相频失真4.1.3 波特图4.2 晶体管的高频小信号模型和高频参数4.2.1 晶体管的高频小信号模型4.2.2 晶体管的高频参数4.3 晶体管放大电路的频率响应4.3.1 共射放大电路的频率响应4.3.2 共基、共集放大器的频率响应4.4 场效应管放大电路的频率响应4.4.1 场效应管的高频小信号等效电路4.4.2 共源放大电路的频率响应4.5 多级放大器的频率响应4.5.1 多级放大电路的上限频率4.5.2 多级放大电路的下限频率4.6 放大电路的噪声4.6.1 电子元件的噪声4.6.2 噪声的度量思考题习题第5章集成运算放大电路5.1 集成运算放大电路的特点5.2 电流源电路5.3 以电流源为有源负载的放大电路5.4 差动放大电路5.4.1 零点漂移现象5.4.2 差动放大电路的工作原理及性能分析5.4.3 具有电流源的差动放大电路5.4.4 差动放大电路的大信号分析5.4.5 差动放大电路的失调和温漂5.5 复合管及其放大电路5.6 集成运算放大电路的输出级电路5.7 集成运算放大电路举例5.7.1 双极型集成运算放大电路f0075.7.2 cmos集成运算放大电路mc145735.8 集成运算放大电路的外部特性及其理想化5.8.1 集成运放的模型5.8.2 集成运放的主要性能指标5.8.3 理想集成运算放大电路思考题习题第6章反馈6.1 反馈的基本概念及类型6.1.1 反馈的概念6.1.2 反馈放大电路的基本框图6.1.3 负反馈放大电路的基本方程6.1.4 负反馈放大电路的组态和四种基本类型6.2 负反馈对放大电路性能的影响6.2.1 稳定放大倍数6.2.2 展宽通频带6.2.3 减小非线性失真6.2.4 减少反馈环内的干扰和噪声6.2.5 改变输入电阻和输出电阻6.3 深度负反馈放大电路的近似计算6.3.1 深负反馈放大电路近似计算的一般方法6.3.2 深负反馈放大电路的近似计算6.4 负反馈放大电路的稳定性6.4.1 负反馈放大电路的自激振荡6.4.2 负反馈放大电路稳定性的判断6.4.3 负反馈放大电路自激振荡的消除方法思考题习题第7章集成运算放大器的应用7.1 基本运算电路7.1.1 比例运算电路7.1.2 求和运算电路7.1.3 积分和微分运算电路7.1.4 对数和反对数运算电路7.2 电压比较器7.2.1 电压比较器概述7.2.2 单门限比较器7.2.3 迟滞比较器7.2.4 窗口比较器7.3 弛张振荡器7.4 精密二极管电路7.4.1 精密整流电路7.4.2 峰值检波电路7.5 有源滤波器7.5.1 滤波电路的作用与分类7.5.2 一阶有源滤波器7.5.3 二阶有源滤波器7.5.4 开关电容滤波器思考题习题第8章功率放大电路8.1 功率放大电路的特点与分类8.2 甲类功率放大电路8.3 互补推挽乙类功率放大电路8.3.1 双电源互补推挽乙类功率放大电路8.3.2 单电源互补推挽乙类功率放大电路8.3.3 采用复合管的准互补推挽功率放大电路8.4 集成功率放大器8.5 功率器件8.5.1 双极型大功率晶体管8.5.2 功率mos器件8.5.3 绝缘栅双极型功率管及功率模块8.5.4 功率管的保护思考题习题第9章直流稳压电源9.1 直流电源的组成9.2 整流电路9.2.1 单相半波整流电路9.2.2 单相全波整流电路9.2.3 单相桥式整流电路9.2.4 倍压整流电路9.3 滤波电路9.3.1 电容滤波电路9.3.2 电感滤波电路9.3.3 复合型滤波电路9.4 稳压电路9.4.1 稳压电路的主要指标9.4.2 线性串联型直流稳压电路9.4.3 开关型直流稳压电路思考题习题第10章可编程模拟器件与电子电路仿真软件10.1 在系统可编程模拟电路原理与应用10.1.1 isppac10的结构和原理10.1.2 其他isppac器件的结构和原理10.1.3 isppac的典型应用10.2 multisim软件及其应用10.2.1 multisim 8的基本界面10.2.2 元件库10.2.3 仿真仪器10.2.4 仿真分析方法10.2.5 在模拟电路设计中的应用思考题习题第11章集成逻辑门电路11.1 双极型晶体管的开关特性11.2 mos管的开关特性11.3 ttl门电路11.3.1 ttl标准系列与非门11.3.2 其他类型的ttl标准系列门电路11.3.3 ttl其他系列门电路11.4 ecl门电路简介11.5 cmos门11.5.1 cmos反相器11.5.2 其他类型的cmos电路11.5.3 使用cmos集成电路的注意事项11.5.4 cmos其他系列门电路11.6 cmos电路与ttl电路的连接思考题习题参考文献延伸阅读:模拟电子技术基础50问1、空穴是一种载流子吗?空穴导电时电子运动吗?答:不是,但是在它的运动中可以将其等效为载流子。
模拟电子技术基础王卫东最新版课后习题答案第一章
爸爸我想对您说作文(精选15篇)爸爸我想对您说作文(精选15篇)在平时的学习、工作或生活中,大家都接触过作文吧,作文是从内部言语向外部言语的过渡,即从经过压缩的简要的、自己能明白的语言,向开展的、具有规范语法结构的、能为他人所理解的外部语言形式的转化。
相信写作文是一个让许多人都头痛的问题,下面是WTT整理的爸爸我想对您说作文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
爸爸我想对您说作文1爸爸,您的教育方法使我有过重的学习压力,我的自由权利已经被您剥夺了。
您总是让我在作业完成好后去读课文,读完后去睡觉,我连一点玩的时间都没有,就算你不在,也不能让我出去,只能在房间里学习。
有时我真的忍不住要玩,都要像小偷一样偷偷摸摸的出去。
爸爸,您能别把我整天关在房间里,好吗?我每天像一只笼中鸟一样,我受不了。
我的成绩可以说是十分优秀,可您总是骂我太差,没有头脑,不论是98分还是99分,您还是照样骂我,连100分都要被您骂得狗血淋头。
您就不能给我一点赞叹吗?就算是一点也行,我真想听您说一声:“嗯,不错。
”求您了,让我听一声吧!有一次,我正在写作业,您还没有回来,我得意洋洋,想要立刻写好作业打电脑,我立刻振奋精神,从7点写到8点半,终于写好了,当我正要打开电脑时,却被突然出现在我面前的你数落了一顿“快去读课文,整天想着玩,成绩重要还是玩重要啊!读完后去睡觉……”在您一声声呵斥下,我不得不遵从你的命令,自己去睡觉了。
爸爸!我知道您这么做是为了我,为了我的学习,但您忽略了我的年龄,我还小,我才11岁,我也是个贪玩的小孩,小孩子爱玩没有罪。
我不想做一只笼中鸟,没有自由,每天面对着牢笼,却不能飞出去,我想要自由,请您站在我这边,为我想想,改变对我的教育方式,让我多一点自由,这样才能让我飞向更远的蓝天,游出更辽阔的大海。
爸爸我想对您说作文2爸爸,从小到大,您一直是我的良师益友,您让我懂得了很多人生中的道理。
记得有一次,我考试没有考好。
您看到我为此苦恼时,不但没有责怪我,而且还安慰我说:“没关系,这次没有考好,还有下次,只要找出丢分的原因,下次不再犯同样的错误就行了。
模拟电子技术第1章 数字电路基础
于其进位规则为“逢十六进一”,故称为十六进制,常用大写字母“H”表示。十六进制按
权展开式为:
n1
(N)16 =
ai 16i
im
式中,ai 为十六进制数的任意一个数码;n 表示整数部分数位,m 表示小数部分数位;下标
16(或 H)表示十六进制数。例如
(5D.6A)H =5×161+13×160+6×16-1+10×16-2
(2)二进制数与十六进制数的相互转换 由表 1-1 可知制数与十六进制数之间
进行转换时通常采用分组等值法。 具体操作以小数点为基准,向左或者向右将二进制数按 4 位一组进行分组(当不足 4 位时,
按整数部分从高位、小数部分从低位的原则予以补 0 处理),然后用对应十六进制数代替各组的 二进制数,即可得等值的十六进制数。反之,将十六进制数的每个数码用相应的 4 位二进制数代 替,并去除高、低位无效的 0,所得结果即为等值二进制数。
1.2.2 编码
利用二进制数表示图形、文字、符号和数字等信息的过程称为编码(Encode),编码的结果 称为代码(Code)。例如,发送邮件时收/发信人的 E-mail、因特网上计算机主机的 IP 地址等, 就是生活中常见的编码实例。
进制数。例如:
(110.01)B =1×22+1×21+0×20+0×2-1+1×2-2
【十六进制】十六进制(Hexadecimal System)是数字电路中另一种常用数制,包含 0~9、A、B、
C、D、E、F 十六个数码,其中 A、B、C、D、E、F 依次表示十进制数 10~15,所以基数为 16。由
(3)十进制数转换为二进制数 十进制数转换为二进制数需要将整数部分和小数部分分别进行转换。通常整数部分采用除 2 反序取余法进行转换,小数部分采用乘 2 顺序取整法进行转换。 具体操作:将给定的十进制整数部分依次除以 2,按反序的原则取余数即为等值二进制数; 十进制小数部分依次乘以 2,按顺序的原则取整数即为等值二进制数。当小数部分不能精确转换 为二进制小数时,可根据精度要求,保留几位小数。 此外,利用二进制数作桥梁,可以方便地将十进制数转换为十六进制数。
模拟电子技术基础-第一章课后习题详解
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P1.3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。
模拟电子技术基础学习指导与习题解答(谢红主编)第一章
第一章思考题与习题解答1-1 名词解释半导体、载流子、空穴、自由电子、本征半导体、杂质半导体、N型半导体、P型半导体、PN结。
解半导体——导电能力介乎于导体与绝缘体之间的一种物质。
例如硅(Si)和锗(Ge),这两种半导体材料经常用来做晶体管。
载流子——运载电流的粒子。
在导体中的载流子就是自由电子;半导体中的载流子有两种,就是自由电子与空穴,它们都能参加导电。
空穴——硅和锗均为共价键结构,属于四价元素。
最外层的四个电子与相邻原子最外层电子组成四个共价键,每一个共价键上均有两个价电子运动。
当环境温度升高(加热或光照)时,价电子获得能量摆脱原子核与共价键对它的束缚进入自由空间成为自由电子,在原来的位置上就出现一个空位,称为空穴。
空穴带正电,具有吸引相邻电子的能力,参加导电时只能沿着共价键作依次递补式的运动。
自由电子——位于自由空间,带负电,参加导电时,在自由空间作自由飞翔式的运动,这种载流子称为自由电子。
本征半导体——不掺任何杂质的半导体,也就是指纯净的半导体,称为本征半导体。
杂质半导体——掺入杂质的半导体称为杂质半导体。
N型半导体——在本征硅(或锗)中掺入微量五价元素(如磷P),就形成含有大量电子的N型杂质半导体,又称电子型杂质半导体,简称N型半导体。
P型半导体——在本征硅(或锗)中掺入微量的三价元素(如硼B),就形成含大量空穴的P型杂质半导体,又称空穴型杂质半导体,简称P型半导体。
PN结——将一块P型半导体与一块N型半导体放在一起,通过一定的工艺将它们有机地结合起来,在其交界面上形成一个结,称为PN结。
1-3 选择填空(只填a、b…以下类同)(1)在PN结不加外部电压时,扩散电流漂移电流。
(a.大于,b.小于,c.等于)(2)当PN结外加正向电压时,扩散电流漂移电流。
(a1.大于,b1.小于,c1.等于)此时耗尽层。
(a2.变宽,b2.变窄,c2.不变)(3)当PN结外加反向电压时,扩散电流漂移电流。
1模拟电子技术基础(附答案)
第一章半导体二极管和三极管第一部分客观题1、正偏二极管端电压增加5%,通过二极管的电流()。
A 增大约5%B 增大小于5%C 增大大于5%D 基本不变。
图1-12、图1-1可用于测量二极管的直流电阻RD 。
当图中电源电压E加倍时,RD会()。
A 加倍B 变大C 不变D 变小3、工作在放大区的某三极管,如果当从12增大到22时,从1变为2,那么它的约为()。
A 70B 83C 91D 1004、在本征半导体中加入()元素可以形成N型半导体。
A 五价B 四价C 三价D 二价5、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 前者正偏、后者正偏B 前者正偏、后者反偏C 前者反偏、后者正偏D 前者反偏、后者反偏6、稳压管的稳压区是其工作在()A 正向导通B 方向截止C 反向击穿7、关于晶体管特性曲线的用途,下述说法中的()不正确。
A. 判断BJT的质量B. 估算BJT的一些参数C. 计算放大电路的一些指标D.分析放大器的频率特性8、因为N型半导体的多子是自由电子,所以它带负电。
()9、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。
()10、若耗尽层N沟道MOS管的大于零,则其输入电阻会明显变小。
()11、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。
()12、若测得一支BJT 的电流IB=50uA,IC=2.5 mA ,则该管的≈IC/IB=50。
()13、工作点是指BJT 的电流和电压在其特性曲线上对应的点。
()14、放大区IC IB。
因>>1, 故BJT适于电流放大,不适于作电压放大。
()15、放大管集电结反向电压增大,会使集电极电流iC 增大,这是因为此时集电结对从基区扩散过来的载流子吸引力增大的结果。
()16、PNP和NPN是一种对称结构。
因此将发射极与集电极对调使用,BJT仍然能正常放大信号。
()17、PN结在无光照、无外加电压时,结电流为零。
模拟电子技术基础第四版课件-第一章
20A IB=0 9 12 UCE(V)
(1-51)
4
IC(mA
) 此区域中UC1E00UBAE,
集电结正偏,
3
IB>IC,UCE800.3VA 称为饱和区。
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
(1-52)
IC(mA ) 4 3
2
此1区00域A中 :
I,UB=B80E0<,ICA死=I区CEO 电压60,A称为 截止40区A。
变薄
+ P
-+ -+ -+ -+
内电场被削弱,多子 的扩散加强能够形成 较大的扩散电流。
_ N
外电场
R
内电场
E
(1-22)
2、PN 结反向偏置
_ P
变厚
-+ -+ -+ -+
内电场被被加强,多子
的扩散受抑制。少子漂
移加强,但少子数量有
限,只能形成较小的反
向电流。
+
N
内电场
外电场
R
E
(1-23)
3 PN 结方程
I
U
I I S (e UT 1)
U
三 PN结的击穿
(1-24)
四 PN结的电容效应
PN结高频小信号时的等效电路: rd
势垒电容和扩散电 容的综合效应
(1-25)
1. 2 半导体二极管
1.2. 1 半导体二极管的结构和符号
PN 结加上管壳和引线,就成为半导体二极管。
点接触型
触丝线
PN结
引线 外壳线
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1.1 半导体的基本知识 1.2 半导体二极管 1.3 半导体三极管 1.4 BJT模型 1.5 场效应管
1.1 半导体的基本知识
在物理学中。根据材料的导电能力,可以将他们划分导 体、绝缘体和半导体。
典型的半导体是硅Si和锗Ge,它们都是4价元素。
si
硅原子
GG ee
+ 44
当 u>0
u>>UT时
u
e UT 1
i 为流过PN结的电流 IS 为反向饱和电流
u
i ISe UT
UT =kT/q 称为温度的电压当量
当 u<0
u
其中k为玻耳兹曼常数
|u|>>|U T |时 e UT 1
1.38×10-23
q 为电子电荷量1.6×10-9
i IS
T 为热力学温度 对于室温(相当T=300 K)
由此可以得出结论:PN结具有单向导 电性。
动画演示1 动画演示2
3. PN结的伏安特性曲线及表达式
根据理论推导,PN结的伏安特性曲线如图
反向饱和电流 反向击穿电压
IF(多子扩散) 正偏
反偏
反向击穿
IR(少子漂移)
电击穿——可逆 热击穿——烧坏PN结
u
根据理论分析: i IS(e UT 1)
u 为PN结两端的电压降
- - - 正-向电流 + + + +
- - -- ++ + +
内电场 E
EW
R
(2) 加反向电压——电源正极接N区,负极接P区
外电场的方向与内电场方向相同。 外电场加强内电场 →耗尽层变宽 →漂移运动>扩散运动
→少子漂移形成反向电流I R
P
空间电荷区
N
在一定的温度- 下,- 由-本 - + + + +
硅原子
+4
空穴
+4
硼原子
+4
电子空穴对
空穴
+4 +4
P型半导体
- - --
+3 +4
- - --
- - --
+4 +4
受主离子
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子
杂质半导体的示意图
多子—空穴
多子—电子
P型半导体
N型半导体
- - --
++ + +
- - --
++ + +
- - --
++ + +
征激发产生的少-子浓-度是- - + + + +
一定的,故IR基-本上-与外- -
++ ++
IR
加反压的大小无关,所以 内电场 E
称为反向饱和电流。但IR
与温度有关。
EW
R
PN结加正向电压时,具有较大的正向 扩散电流,呈现低电阻, PN结导通;
PN结加反向电压时,具有很小的反向 漂移电流,呈现高电阻, PN结截止。
-
侧堆积的少子的
数量及浓度梯度
也不同,这就相 当电容的充放电 过程。
P 区中电子 浓 度分 布
N 区中空穴 浓 度分 布
极间电容(结电容)
Ln
Lp
x
电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来
1.2 半导体二极管
结构
二极管 = PN结 + 管壳 + 引线
符号
P
+
阳极
N
-
阴极
二极管按结构分三大类:
势垒 UO
硅 0.5V 锗 0.1V
多子扩散电流
总电流=0
2. PN结的单向导电性
(1) 加正向电压(正偏)——电源正极接P区,负极接N区 外电场的方向与内电场方向相反。
外电场削弱内电场 →耗尽层变窄 →扩散运动>漂移运动
→多子扩散形成正向电流I F
P型半导体 空间电荷区 N型半导体
- - --
++ ++
则有UT=26 mV。
4. PN结的电容效应
(1) 势垒电容CB
当外加电压发生变化时,耗尽层的宽度要相应
地随之改变,即PN结中存储的电荷量要随之变化
,就像电容充放电一样。
P 空间电荷区 N
--
++
--
++
--
++
EW
R
(2) 扩散电容CD
当外加正向电压
P区 耗 尽 层 N 区
不同时,PN结两 +
束缚电子
+4
+4 +4
+4
空穴
+4 +4
自由电子
+4
+4 +4
当温度升高或受到 光的照射时,束缚 电子能量增高,有 的电子可以挣脱原 子核的束缚,而参 与导电,成为自由 电子。
自由电子产生的 同时,在其原来的共 价键中就出现了一个 空位,称为空穴。
这一现象称为本征激发,也称热激发。
动画演示
可见本征激发同时产生
- - -- + + + +
少子漂移电流
耗尽层
多子扩散电流
少子飘移
补充耗尽层失去的多子,耗尽层窄,E
多子扩散
又失去多子,耗尽层宽,E
内电场E
动画演示
P型半导体 耗尽层 N型半导体
- - -- + + + +
- - -- + + + +
- - -- + + + +
少子漂移电流
动态平衡: 扩散电流 = 漂移电流
少子—电子
少子—空穴
少子浓度——与温度有关 多子浓度——与温度无关
三. PN结及其单向导电性
1 . PN结的形成
PN结合 因多子浓度差 多子的扩散 空间电荷区
形成内电场 阻止多子扩散,促使少子漂移。 内电场E
P型半导体 空间电荷区 N型半导体
- - -- + + + +
- - -- + + + +
锗原子
硅和锗最外层轨道上的 四个电子称为价电子。
一. 本征半导体
本征半导体——化学成分纯净的半导体晶体。 制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%,常 称为“九个9”。
本征半导体的共价键结构
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
在绝对温度T=0K时, 所有的价电子都被共价键 紧紧束缚在共价键中,不 会成为自由电子,因此本 征半导体的导电能力很弱 ,接近绝缘体。
cm3
导电机制
- +4
E
+
+4
+4 自由电子
动画演示
+4
+4 +4
+4
+4
+4
自由电子 带负电荷 电子流
载流子
空穴 带正电荷 空穴流 +总电流
本征半导体的导电性取决于外加能量:
温度变化,导电性变化;光照变化,导电性变化。
二. 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后的 半导体称为杂质半导体。
1. N型半导体
在本征半导体中掺入五价杂质元素,例 如磷,砷等,称为N型半导体。
N型半导体
硅原子 + 4
多余电子
+4
磷原子
+4
+4
+4
电子空穴对+4
++ + + ++ + +
+4 +4
++ + +
多数载流子——自由电子 少数载流子—— 空穴
施主离子
2. P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素,如硼、镓等。
电子空穴对。
+4
+4
+4
外加能量越高(温度
越高),产生的电子空
穴对越多。
+4
空穴
+4
电子空穴对
与本征激发相反的
+4 +4
现象——复合
自由电子
+4 +4
在一定温度下,本征激 发和复合同时进行,达 到动态平衡。电子空穴 对的浓度一定。
常温300K时:
硅:1.41010
电子空穴对的浓度
cm3
锗:2.51013