半导体二极管及其应用习题解答
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。
二极管电路习题及答案
二极管电路习题及答案二极管是一种只允许电流单向流动的半导体器件，广泛应用于整流、稳压、信号调制等领域。
下面将介绍一些常见的二极管电路习题及其解答方法。
# 习题一：整流电路题目：一个半波整流电路中，输入电压为正弦波，峰值是20V，求输出电压的峰值。
解答：半波整流电路只允许电流在一个方向上流动，因此只有正半周期的电压能够通过二极管。
输出电压的峰值等于输入电压的峰值，即20V。
# 习题二：稳压二极管电路题目：一个稳压二极管电路，稳压二极管的稳压值为6.8V，电路中的负载电阻为1000Ω，求电路中的电流。
解答：稳压二极管工作在反向击穿区，其电压几乎不变。
根据欧姆定律，电流 \( I = \frac{V}{R} \)，其中 \( V \) 是稳压值，\( R \) 是电阻值。
所以电流 \( I = \frac{6.8V}{1000\Omega} = 6.8mA \)。
# 习题三：二极管限幅电路题目：设计一个二极管限幅电路，要求将输入信号的电压限制在±5V范围内。
解答：为了实现±5V的限幅，可以在电路中使用两个二极管，一个正向连接，一个反向连接。
正向二极管的稳压值为5V，反向二极管的稳压值也为5V。
当输入信号超过5V时，正向二极管导通，限制电压不超过5V；当输入信号低于-5V时，反向二极管导通，限制电压不低于-5V。
# 习题四：二极管桥式整流电路题目：一个桥式整流电路，输入电压为正弦波，峰值是10V，求输出直流电压的平均值。
解答：桥式整流电路能够将交流电压转换为直流电压。
对于正弦波输入，输出直流电压的平均值可以通过以下公式计算：\[ V_{DC} = \frac{2V_{M}}{\pi} \]其中 \( V_{M} \) 是输入电压的峰值。
代入数值，\( V_{DC} =\frac{2 \times 10V}{\pi} \approx 6.366V \)。
# 结语二极管电路在电子工程中扮演着非常重要的角色。
(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。
二极管习题(含答案)
习题６基础知识部分：6.1 选择题1．用万用表R×1K电阻档测某一个二极管时，发现其正、反电阻均近于1000ＫΩ，这说明该二极管（）A、短路B、完好C、开路D、无法判断答案：C2.AB0.7V，反偏时电阻为∞，则以下说法正确的是（）。
A、VD导通，U AO=5.3V；B、VD导通，U AO=—5.3V；C、VD导通，U AO=—6V；D、VD导通，U AO=6V；E、VD截止，U AO=—9V。
答案：C4.下列电路中变压器二次电压均相同，负载电阻及滤波电容均相等，二极管承受反向电压最低的是( )，负载电流最小的是（）。
A.半波整流电容滤波电路B.全波整流电容滤波电路C.桥式整流电容滤波电路答案：C A5.测得输出电压为10VA.滤波电容开路B.负载开路C.滤波电容击穿短路D.其中一个二极管损坏答案：B D A6. 稳压二极管电路如图，稳压二极管的稳压值U Z=6.3V，正向导通压降0.7V，则U O 为( )。
A.6.3VB.0.7VC.7VD.14V答案：C7.图示电路，若U I上升，则U O( )→U A（）→U CE1（）→U O（）。
A.增大B.不变C.减小答案：b9.某NPN硅管在放大电路中测得各极对地电压分别为U C=12V，U B=4V，U E=0V，由此可判别三极管（）。
A.处于放大状态B.处于饱和状态C.处于截止状态D.已损坏答案：D10.测得三极管的电流方向、大小如图所示，则可判断三个电极为（）。
A.①基极b，②发射极e，③集电极cB.①基极b，②集电极c，③发射极eC.①集电极cD.①发射极e答案：C6.2 填空题1.PN结具有性，偏置时导通，偏置时截止。
答案：单向导电正向反向2. 半导体二极管2AP7是半导体材料制成的，2CZ56是半导体材料制成的。
答案：N型锗N型硅3．图示电路中设二极管正向压降为0.7V，当U i=6V时，U o为答案：4.7V4.I R= mA；⑷流过稳压二极管的电流为mA。
(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。
二极管试题及答案
二极管试题及答案1. 二极管是一种具有单向导电性的半导体器件，其正向导通电压约为多少伏？A. 0.3VB. 0.7VC. 1.5VD. 2.0V答案：B2. 在电路中，二极管的正极通常用哪个符号表示？A. -B. +C. ○D. ∆答案：B3. 以下哪个不是二极管的特性？A. 单向导电性B. 整流作用C. 放大作用D. 稳压作用答案：C4. 稳压二极管的工作原理是什么？A. 利用PN结的正向导通特性B. 利用PN结的反向击穿特性C. 利用PN结的正向击穿特性D. 利用PN结的反向导通特性答案：B5. 在整流电路中，二极管的作用是什么？A. 放大信号B. 整流C. 稳压D. 滤波答案：B6. 以下哪个二极管不是按照材料分类的？A. 硅二极管B. 锗二极管C. 稳压二极管D. 肖特基二极管答案：C7. 一个二极管的正向电流为10mA，反向电流为1nA，那么它的正向电流与反向电流的比值是多少？A. 1000B. 10000C. 100000D. 1000000答案：D8. 以下哪个参数不是二极管的主要特性参数？A. 最大整流电流B. 反向击穿电压C. 导通电压D. 频率响应答案：D9. 在电路中，二极管的正向导通电压一般是多少？A. 0.2VB. 0.7VC. 1.0VD. 2.0V答案：B10. 稳压二极管的反向击穿电压称为什么？A. 导通电压B. 反向击穿电压C. 稳压电压D. 正向导通电压答案：C。
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。
模拟电子技术第一章 半导体二极管及其电路练习题(含答案)
第一章半导体二极管及其电路【教学要求】本章主要介绍了半导体的基础知识及半导体器件的核心环节—PN结。
PN结具有单向导电特性、击穿特性和电容特性。
介绍了半导体二极管的物理结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
理想情况下，二极管相当于开关闭合与断开。
介绍了二极管的简单应用电路，包括整流、限幅电路等。
同时还介绍了稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管。
教学内容、要求和重点见如表1.1。
表1.1 教学内容、要求和重点【例题分析与解答】【例题1-1】二极管电路及其输入波形如图1-1所示，设U im>U R,，二极管为理想，试分析电路输出电压，并画出其波形。
解：求解这类电路的基本思路是确定二极管D在信号作用下所处的状态，即根据理想二极管单向导电的特性及具体构成的电路，可获得输出U o的波形。
本电路具体分析如下：当U i增大至U R时，二极管D导通，输出U o被U R嵌位，U o=U R，其他情况下，U o=U i。
这类电路又称为限幅电路。
图1-1【例题1-2】二极管双向限幅电路如图1-2 (a)所示，若输入电压U i=7sinωt (V)，试分析并画出电路输出电压的波形。
（设二极管的U on为0.7V，忽略二极管内阻）。
图1-2解：用恒压降等效模型代替实际二极管，等效电路如图1-2(b)所示，当U i<－3.7V时，D2反偏截止，D1正偏导通，输出电压被钳制在－3.7V；当－3.7V<U i <3.7V时，D1、D2均反偏截止，此时R中无电流，所以U o=U i；当3.7V<U i时，D1反偏截止，D2正偏导通，输出电压被钳制在3.7V。
综合上述分析，可画出的波形如图1-20(c)所示，输出电压的幅度被限制在正负3.7V 之间。
【例题1-3】电路如图1-3（a），二极管为理想，当B点输入幅度为±3V、频率为1kH Z的方波，A点输入幅度为3V、频率为100kH Z的正弦波时，如图1-3（b），试画出Uo点波形。
第1章半导体二极管及其基本电路习题答案
第1章 半导体二极管及其基本电路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）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。
（ ） 1-2、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 。
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 C 。
A. I S e UB. TU U I eS C. )1e (S －T U U I（3）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（4）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（5）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1-3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。
1-4 电路如图P1-4所示，已知u i ＝10sin ωt (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P1-4解图P1-4解：u i 和u o 的波形如解图P1-4所示。
1-5电路如图P1-54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P1-5解图P1-5解：波形如解图P1-5所示。
1-6 电路如图P1-6（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P1-6解：u O的波形如解图P1-6所示。
解图P1-61-7电路如图P1-7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。
模拟电子技术第一章 半导体二极管及其电路练习题(含答案)
第一章半导体二极管及其电路【教学要求】本章主要介绍了半导体的基础知识及半导体器件的核心环节—PN结。
PN结具有单向导电特性、击穿特性和电容特性。
介绍了半导体二极管的物理结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
理想情况下，二极管相当于开关闭合与断开。
介绍了二极管的简单应用电路，包括整流、限幅电路等。
同时还介绍了稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管。
教学内容、要求和重点见如表1.1。
表1.1 教学内容、要求和重点【例题分析与解答】【例题1-1】二极管电路及其输入波形如图1-1所示，设U im>U R,，二极管为理想，试分析电路输出电压，并画出其波形。
解：求解这类电路的基本思路是确定二极管D在信号作用下所处的状态，即根据理想二极管单向导电的特性及具体构成的电路，可获得输出U o的波形。
本电路具体分析如下：当U i增大至U R时，二极管D导通，输出U o被U R嵌位，U o=U R，其他情况下，U o=U i。
这类电路又称为限幅电路。
图1-1【例题1-2】二极管双向限幅电路如图1-2 (a)所示，若输入电压U i=7sinωt (V)，试分析并画出电路输出电压的波形。
（设二极管的U on为0.7V，忽略二极管内阻）。
图1-2解：用恒压降等效模型代替实际二极管，等效电路如图1-2(b)所示，当U i<－3.7V时，D2反偏截止，D1正偏导通，输出电压被钳制在－3.7V；当－3.7V<U i <3.7V时，D1、D2均反偏截止，此时R中无电流，所以U o=U i；当3.7V<U i时，D1反偏截止，D2正偏导通，输出电压被钳制在3.7V。
综合上述分析，可画出的波形如图1-20(c)所示，输出电压的幅度被限制在正负3.7V 之间。
【例题1-3】电路如图1-3（a），二极管为理想，当B点输入幅度为±3V、频率为1kH Z的方波，A点输入幅度为3V、频率为100kH Z的正弦波时，如图1-3（b），试画出Uo点波形。
(完整版)常用半导体元件习题及答案
第5章常用半导体元件习题5。
1晶体二极管一、填空题:1．半导体材料的导电能力介于和之间,二极管是将封装起来,并分别引出和两个极。
2．二极管按半导体材料可分为和 ,按内部结构可分为＿和，按用途分类有、、四种。
3．二极管有、、、四种状态，PN结具有性，即。
4．用万用表（R×1K档）测量二极管正向电阻时，指针偏转角度，测量反向电阻时，指针偏转角度。
5．使用二极管时，主要考虑的参数为和二极管的反向击穿是指。
6．二极管按PN结的结构特点可分为是型和型。
7．硅二极管的正向压降约为 V,锗二极管的正向压降约为 V;硅二极管的死区电压约为V,锗二极管的死区电压约为 V。
8．当加到二极管上反向电压增大到一定数值时，反向电流会突然增大，此现象称为现象。
9．利用万用表测量二极管PN结的电阻值，可以大致判别二极管的、和PN结的材料。
二、选择题：1。
硅管和锗管正常工作时，两端的电压几乎恒定，分别分为( ).A。
0。
2-0.3V 0。
6—0.7V B. 0.2—0.7V 0.3-0。
6VC.0.6-0。
7V 0.2-0.3V D。
0。
1—0.2V 0.6-0.7V的大小为( ).2。
判断右面两图中，UABA. 0。
6V 0.3V B。
0。
3V 0.6VC. 0.3V 0。
3V D。
0。
6V 0.6V3.用万用表检测小功率二极管的好坏时，应将万用表欧姆档拨到( ）Ω档.A。
1×10 B. 1×1000 C. 1×102或1×103 D。
1×1054. 如果二极管的正反向电阻都很大，说明（ ) .A. 内部短路 B。
内部断路 C。
正常 D. 无法确定5。
当硅二极管加0。
3V正向电压时，该二极管相当于（ ) 。
A. 很小电阻 B。
很大电阻 C。
短路 D。
开路6．二极管的正极电位是—20V，负极电位是-10V，则该二极管处于（）。
A．反偏 B．正偏 C．不变D。
断路7．当环境温度升高时，二极管的反向电流将（）A．增大 B．减小 C．不变D。
电气工程半导体二极管及其电路分析习题及答案
《集成电子技术基础教程》习题与习题解答第一篇电子器件与电子电路基础第一章半导体二极管及其电路分析题1.1.1 已知二极管2AP9的伏安特性如图题1.1.1（a）所示。
（1）假设将其按正向接法直接与1.5V电池相连，估量会显现什么问题？（2）假设将其按反向接法直接与30V电源相连，又会显现什么问题？（3）分析二极管、稳压管在电路中常常与限流电阻相连的必要性。
（4）画出两只2AP9二极管[图题1.1.1（a）]在：同向串联、反向串联、同向并联、反向并联四种情形下的合成伏安特性曲线。
解：(1)烧杯二极管(2)反向击穿(3)串联电阻能够限制流过二极管或稳压管的电流超过规定值，使二极管或稳压管平安。
(4)略题1.1.2 当用万用表电阻档测量二极管[参见图题1.1.1（b）]，分析：（1）所测得的电阻值是二极管的直流电阻仍是动态（微变）电阻？（2）设万用表内电池电压为1.5V，R×10Ω档的内阻R iˊ为240Ω，R×100Ω档的内阻R iˊΩ。
试用图解分析法估算：a）用R×10Ω档测得的正向电阻值；b）用R×100Ω档测得的正向电阻值。
从概念上说明, 什么缘故用不同电阻档测得的二极管正向电阻相差差异？解： (1)是二极管的直流电阻(2)在二极管的特性曲线上，作出两条负载线，负载线和特性曲线的交点求得V和I，然后求出这二档的电阻。
V DD (R×10Ω档)V DD (R×100Ω档)由于万用表不同档的内阻不同，使流过二极管的电流相差较大，从而不同档时，测得二极管的正向电阻悬珠。
题1.1.3 二极管的伏安特性曲线如图题1.1.3所示。
（1）二极管经受的反向电压V RM为多少？（2）假设温度升高20°C，那么二极管的反向电流I S应为多大？（3）当温度升高20°C时，定性画出转变后的伏安特性曲线。
图题1.1.4解：(1) 由图可知，二极管经受的反向电压V RM规定为实际击穿电压V B的一半，即VRM=40V; (2)在反偏的条件下，温度每增加10°时，I S约增加1倍，因此温度增加20℃时,反向饱和电流I S约增加4倍。
第一章 半导体二极管练习
第一章 半导体二极管一、单选题1. 当温度升高时，二极管正向特性和反向特性曲线分别（ ）。
A. 左移，下移B. 右移，上移C. 左移，上移D. 右移，下移 2. 在PN 结外加正向电压时，扩散电流 漂移电流，当PN 结外加反向电压时，扩散电流 漂移电流。
A. 小于，大于B. 大于，小于C. 大于，大于D. 小于，小于 3.下列符号中表示发光二极管的为（ ）。
ABCD4. 稳压二极管工作于正常稳压状态时，其反向电流应满足( )。
A. I D = 0 B. I D < I Zm 且I D > I ZM C. I Z > I D > I ZM D. I Zm < I D < I ZM5. 杂质半导体中（ ）的浓度对温度敏感。
A. 少子 B. 多子 C. 杂质离子 D. 空穴6. 从二极管伏安特性曲线可以看出，二极管两端压降大于（ ）时处于正偏导通状态。
A. 0B. 死区电压C. 反向击穿电压D. 正向压降 7. PN 结形成后，空间电荷区由（ ）构成。
A. 电子和空穴 B. 施主离子和受主离子 C. 施主离子和电子 D. 受主离子和空穴 8. 硅管正偏导通时，其管压降约为（ ）。
A 0.1VB 0.2VC 0.5VD 0.7V9. 用模拟指针式万用表的电阻档测量二极管正向电阻，所测电阻是二极管的 电阻，由于不同量程时通过二极管的电流 ，所测得正向电阻阻值 。
A. 直流，相同，相同B. 交流，相同，相同C. 直流，不同，不同D. 交流，不同，不同 二、判断题1. PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（ ）2. 二极管在工作电流大于最大整流电流I F 时会损坏。
（ ）3. 二极管在工作频率大于最高工作频率f M 时会损坏。
（ ）4. 二极管在反向电压超过最高反向工作电压U RM 时会损坏。
（ ）5. 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。
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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。
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。
3. PN 结的伏安特性PN 结的伏安特性： )1(TS -=U U eI I式中，U 的参考方向为P 区正，N 区负，I 的参考方向为从P 区指向N 区；I S 在数值上等于反向饱和电流；U T =KT /q ，为温度电压当量，在常温下，U T ≈26mV。
(1) 正向特性 0>U 的部分称为正向特性，如满足U U T ，则T S UU e I I ≈，PN 结的正向电流I 随正向电压U 按指数规律变化。
(2) 反向特性 0<U 的部分称为反向特性，如满足T U U >>，则S I I -≈，反向电流与反向电压的大小基本无关。
(3) 击穿特性 当加到PN 结上的反向电压超过一定数值后，反向电流急剧增加，这种现象称为PN 结反向击穿，击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。
4. PN 结的电容效应PN 结的结电容C J 由势垒电容C B 和扩散电容C D 组成。
C B 和C D 都很小，只有在信号频率较高时才考虑结电容的作用。
当PN 结正向偏置时，扩散电容C D 起主要作用，当PN 结反向偏置时，势垒电容C B 起主要作用。
半导体二极管1. 半导体二极管的结构和类型半导体二极管是由PN 结加上电极引线和管壳组成。
二极管种类很多，按材料来分，有硅管和锗管两种；按结构形式来分，有点接触型、面接触型和硅平面型几种。
2. 半导体二极管的伏安特性半导体二极管的伏安特性是指二极管两端的电压u D 和流过二极管的电流i D 之间的关系。
它的伏安特性与PN 结的伏安特性基本相同，但又有一定的差别。
在近似分析时，可采用PN 结的伏安特性来描述二极管的伏安特性。
3. 温度对二极管伏安特性的影响温度升高时，二极管的正向特性曲线将左移，温度每升高1oC ，PN 结的正向压降约减小（2~）mV 。
二极管的反向特性曲线随温度的升高将向下移动。
当温度每升高10 oC 左右时，反向饱和电流将加倍。
4. 半导体二极管的主要参数二极管的主要参数有：最大整流电流I F ；最高反向工作电压U R ；反向电流I R ；最高工作频率f M 等。
由于制造工艺所限，即使同一型号的管子，参数也存在一定的分散性，因此手册上往往给出的是参数的上限值、下限值或范围。
5. 半导体二极管的模型常用的二极管模型有以下几种：(1) 理想模型: 理想二极管相当于一个开关。
当外加正向电压时，二极管导通，正向压降u D 为零，相当于开关闭合；当外加反向电压时，二极管截止，反向电流i R 为零，相当于开关断开。
(2) 恒压源模型: 当二极管外加正向电压等于或大于导通电压U on 时，二极管导通，二极管两端电压降为U on ；当外加电压小于U on 时，二极管截止，反向电流为零。
(3) 折线模型: 当二极管外加正向电压大于U on 后其电流i D 与电压u D 成线性关系，直线斜率为1/r D ；当二极管外加正向电压小于U on 时，二极管截止，反向电流为零。
(4) 微变信号模型: 如果在二极管电路中，除直流信号外，还有微变信号，则对微变信号可将二极管等效成一个电阻r d ，其值与静态工作点有关，即DQ T d /I U r 。
6．半导体二极管的应用(1) 限幅：利用二极管的单向导电性将输出信号幅度限定在一定的范围内，亦即当输入电压超过或低于某一参考值后，输出电压将被限制在某一电平（称作限幅电平），且再不随输入电压变化。
(2) 整流：正弦交流电压变换为单向脉动电压。
特殊二极管1．稳压二极管 (1) 稳压原理稳压管是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管。
利用PN 结的反向击穿特性来实现稳定电压的，正常使用时工作在反向击穿状态。
当反向电压达到击穿电压U Z 后，流过管子的反向电流会急剧增加，即使通过稳压管的反向电流在较大范围内变化，管子两端的反向击穿电压几乎不变，表现出很好的稳压特性。
(2) 主要参数稳压管的主要参数有：稳定电压U Z ，稳定电流I Z ，最大耗散功率P CM 和最大工作电流I Zmax ，动态电阻r z 和稳定电压的温度系数α。
(3) 稳压电路稳压管正常稳压必须满足两个条件：一是必须工作在反向击穿状态（利用正向特性稳压除外）；二是流过稳压管的电流要在最小稳定电流I Zmin 和最大稳定电流I Zmax 之间。
2. 其它特殊二极管发光二极管：通以电流时，能发出光来。
光电二极管：将光能转换成电能，它的反向电流与光照强度成正比。
变容二极管：结电容的大小能灵敏地随反向偏压而变化。
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。
（ ）【解】： 1.× 2.√ 3.× 4. √ 5.√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【解】： 、B 、C 、A 、B 、E 、B 、D 、A 、A有A 、B 、C 三个二极管，测得它们的反向电流分别是2A 、A 、5A ；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。
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。
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VD 1导通，VD 2截止，U O =0V 图(e) 二极管VD 1截止，VD 2导通，U O = 9V图(f) 二极管VD 导通，U O =0V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 ΩVD VD 12++--u u i o 3k ΩVD ++--u u i o 3k ΩVD++--u u i o +++----U VD U VD+U VD1U VD2（a ） （b ） （c ）图【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 VDU on ，即u i 时，二极管截止，输出电压u o =0。