2章 常用半导体器件及应用题解
(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。
模拟电子技术基础课后练习答案（国防科技大学出版社）第二章半导体器件习题答案（大题）
模拟电⼦技术基础课后练习答案（国防科技⼤学出版社）第⼆章半导体器件习题答案（⼤题）习题：⼀．填空题1. 半导体的导电能⼒与温度、光照强度、掺杂浓度和材料性质有关。
2. 利⽤PN结击穿时的特性可制成稳压⼆极管，利⽤发光材料可制成发光⼆级管，利⽤PN结的光敏性可制成光敏（光电）⼆级管。
3.在本征半导体中加⼊＿＿5价＿＿元素可形成N型半导体，加⼊＿3价＿元素可形成P型半导体。
N型半导体中的多⼦是_⾃由电⼦_______；P型半导体中的多⼦是___空⽳____。
4. PN结外加正向电压时导通外加反向电压时截⽌这种特性称为PN结的单向导电性。
5. 通常情况下硅材料⼆极管的正向导通电压为0.7v ，锗材料⼆极管的正向导通电压为0.2v 。
6..理想⼆极管正向电阻为__0______，反向电阻为_______，这两种状态相当于⼀个___开关____。
7..晶体管的三个⼯作区分别为放⼤区、截⽌区和饱和区。
8.. 稳压⼆极管是利⽤PN结的反向击穿特性特性制作的。
9.. 三极管从结构上看可以分成 PNP 和 NPN 两种类型。
10. 晶体三极管⼯作时有⾃由电⼦和空⽳两种载流⼦参与导电，因此三极管⼜称为双极型晶体管。
11.设晶体管的压降U CE不变，基极电流为20µA时，集电极电流等于2mA，则β=__100__。
12. 场效应管可分为绝缘栅效应管和结型两⼤类，⽬前⼴泛应⽤的绝缘栅效应管是MOS管，按其⼯作⽅式分可分为耗尽型和增强型两⼤类，每⼀类中⼜分为N沟道和P沟道两种。
13. 查阅电⼦器件⼿册，了解下列常⽤三极管的极限参数，并记录填写题表2-1在下表中题表2-1⼆．选择题1.杂质半导体中，多数载流⼦的浓度主要取决于A。
A、杂质浓度B、温度C、输⼊D、电压2.理想⼆极管加正向电压时可视为 B ，加反向电压时可视为＿＿A＿＿。
A.开路B.短路C.不能确定3.稳压管的稳压区是⼆极管⼯作在＿＿D＿＿状态。
A.正向导通B.反向截⽌C.反向导通D.反向击穿4.当温度升⾼时，⼆极管的反向饱和电流将＿＿A＿＿。
《常用半导体器件》课件
反向击穿电压：二极管在反向电压作用下， 能够承受的最大电压
开关速度：二极管从正向导通到反向截止 的时间
反向漏电流：二极管在反向电压作用下， 流过二极管的电流
噪声系数：二极管在信号传输过程中产生 的噪声大小
晶体管的特性参数与性能指标
输出电阻：ro，表示晶体管 输出端的电阻
频率特性：fT，表示晶体管 能够工作的最高频率
使用注意事项：在使用二极 管时，需要注意二极管的极 性，避免接反导致电路损坏
散热问题：在使用二极管时， 需要注意二极管的散热问题， 避免过热导致电路损坏
晶体管的选用与使用注意事项
晶体管类型：根据电路需求选择合适的晶体管类型，如NPN、PNP、 MOSFET等。
工作频率：选择工作频率满足电路需求的晶体管，避免频率过高导致晶 体管损坏。
06
半导体器件的选用与使 用注意事项
二极管的选用与使用注意事项
选用原则：根据电路要求选 择合适的二极管类型和参数
正向导通电压：选择二极 管时，需要考虑正向导通 电压与电路电压的匹配
反向耐压：选择二极管时， 需要考虑反向耐压与电路电 压的匹配
反向漏电流：选择二极管时， 需要考虑反向漏电流与电路 要求的匹配
稳定性： 指集成电 路在正常 工作状态 下的稳定 性能
集成电路 的封装形 式：包括 DIP、 QFP、 BGA等
集成电路 的应用领 域：包括 消费电子、 通信、汽 车电子等
场效应管的特性参数与性能指标
栅极电压：控制场效应管的导通和关断 漏极电流：场效应管的输出电流 输入阻抗：场效应管的输入阻抗高，可以减少信号损失 输出阻抗：场效应管的输出阻抗低，可以减少信号损失 开关速度：场效应管的开关速度快，可以减少信号损失 功耗：场效应管的功耗低，可以减少能源消耗
模电(第四版)习题解答
模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。
(1)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。
( √ )(4)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。
( ×)(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R大的特点。
( √)其GSU大于零，则其输入电阻会明显变小。
( ×) (6)若耗尽型N 沟道MOS 管的GS二、选择正确答案填入空内。
(l) 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)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(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。
A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4) U GS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有A 、C 。
A.结型管B.增强型MOS 管C.耗尽型MOS 管三、写出图Tl.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D=0.7V。
半导体器件的基本概念和应用有哪些
半导体器件的基本概念和应用有哪些一、半导体器件的基本概念1.半导体的定义：半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，常见的有硅、锗、砷化镓等。
2.半导体的导电原理：半导体中的载流子（电子和空穴）在外界条件（如温度、光照、杂质）的影响下，其浓度和移动性会发生变化，从而改变半导体的导电性能。
3.半导体器件的分类：根据半导体器件的工作原理和用途，可分为二极管、三极管、晶闸管、场效应晶体管等。
二、半导体器件的应用1.二极管：用于整流、调制、稳压、开关等电路，如电源整流器、数字逻辑电路、光敏器件等。
2.三极管：作为放大器和开关使用，如音频放大器、数字电路中的逻辑门等。
3.晶闸管：用于可控整流、交流调速、电路控制等，如电力电子设备、灯光调节等。
4.场效应晶体管：主要作为放大器和开关使用，如场效应晶体管放大器、数字逻辑电路等。
5.集成电路：由多个半导体器件组成的微型电子器件，用于实现复杂的电子电路功能，如微处理器、存储器、传感器等。
6.光电器件：利用半导体材料的光电效应，实现光信号与电信号的转换，如太阳能电池、光敏电阻等。
7.半导体存储器：用于存储信息，如随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）等。
8.半导体传感器：将各种物理量（如温度、压力、光照等）转换为电信号，用于检测和控制，如温度传感器、光敏传感器等。
9.半导体通信器件：用于实现无线通信功能，如晶体振荡器、射频放大器等。
10.半导体器件在计算机、通信、家电、工业控制等领域的应用：计算机中的微处理器、内存、显卡等；通信设备中的射频放大器、滤波器等；家电中的集成电路、传感器等；工业控制中的电路控制器、传感器等。
以上就是关于半导体器件的基本概念和应用的详细介绍，希望对您有所帮助。
习题及方法：1.习题：请简述半导体的导电原理。
方法：半导体中的载流子（电子和空穴）在外界条件（如温度、光照、杂质）的影响下，其浓度和移动性会发生变化，从而改变半导体的导电性能。
《半导体器件》习题及参考答案剖析
dnB (x)) dx
若忽略基区中空穴的复合，即 JnB 为常数，我们可以用 NB（ x）乘上式两端， 并从 x 到 WB 积分，得
J nB qD nB
WB
x N B (x) dx
WB d (N B ( x) nB ( x)) dx
x
dx
近似认为在 x=W B 处， nB=0，有
nB ( x)
J nB qDnB N B (x)
电阻率为 1Ωcm，查 n－Si 的电阻率和浓度的关系图可得 ND＝4.5×1015cm－3。
Dp
kT
p
10.4cm 2 / s ， L p
q
D p p 32.2 m ，
空穴电流密度为 J p0
qD
p
n
2 i
＝ 2.41×10－12A/cm 2,
Lp ND
q Bn
电子电流密度为 J S A*T 2e kT ＝4.29× 10－7A/cm 2，其中 A *＝110A/K 2cm2。
对 n 沟 MOSFET 的阈值电压为
VTn
ms 2 F
QB max
Qox
C ox
Cox
其中， F
kT ln( N A ) ＝0.41V
q
ni
C ox
0 SiO2 ＝ 3.453*10－7F/cm2
d ox
QB max
4 0 Si qNA F ＝－ 1.65*10 -7C/cm2
Qox＝Qf＝ 5× 1010×1.6×10－19＝8×10－9C/cm2
解：不妨设为 N＋PN 管， QB (t ) I B n (1 e t / n )
在 t1 时刻达到饱和，相应集电极电流为 I CS
第2章半导体器件习题解答
第二章习题参考答案2-1 N 型半导体中的多数载流子是电子，P 型半导体中的多数载流子是空穴，能否说N 型半导体带负电，P 型半导体带正电？为什么?答 不能。
因为不论是N 型半导体还是P 型半导体，虽然它们都有一种载流子占多数，整个晶体仍然不带电。
因原子核外层电子和空穴的总带电量总是与原子核电量相等，极性相反，所以不能这样说。
2-2 扩散电流是由什么载流子运动而形成的?漂移电流又是由什么载流子在何种作用下而形成的?答 扩散电流是由多数载流子运动而形成的；漂移电流是由少数载流子运动形成的。
2-3 把一个PN 结接成图2-42所示的电路，试说明这三种情况下电流表的读数有什 么不同?为什么？a) b) c)图2-42 题2-3图答 a ）电流表无读数。
因为电路中无电源，PN 结本身不导电。
b ）电流表读数RE。
因为PN 结正向导通，结压降近似为零。
c ）电流表读数很小或为零。
因为PN 结反向截止，电路不通。
2-4 图2-43a 是输入电压I u 的波形。
试画出对应于I u 的输出电压O u ，电阻R 上电压R u 和二极管V 上电压V u 的波形，并用基尔霍夫电压定律检验各电压之间的关系。
二极管的正向压降可忽略不计。
a) b)图2-43 题2-4图2 解题2-4解图2-5 在图2-44的各电路图中，V 5=E ，V sin 10t u i ω=，二极管的正向 压降可忽略不计，试分别画出输出电压O u 的波形。
a) b)c) d)图2-44 题2-5图3解a)b)c)d)题1-5解图2-6 在图2-45所示的两个电路中，已知V sin 30t u i ω=，二极管的正向压 降可忽略不计，试分别画出输出电压o u 的波形。
a ） b)图2-45 题2-6图4解a) b)题1-6解图2-7在图2-46所示各电路中，二极管为理想二极管，判断各图二极管的工作u。
状态，并求oa）b)c) d)图2-46 题2-7图解a）由于二极管V的阳极电位高于阴极电位，故可以导通。
半导体器件物理学习资料二
半导体器件物理
第二章 P-N结
当两块半导体结合形成P-N结时，按照费米能级的意义，
电子将从费米能级高的N区流向费米能级低的P区，空穴则从
P区流向N区。因而EFn不断下移，而EFp不断上移，直至 EFn=EFp。
这时，P-N结中有统 一的费米能级EF，P-N结 处于平衡状态，其能带图 如图所示。
半导体器件物理
● —— 本章重点
第二章 P-N结
P-N结的能带图 P-N结的特点
P-N结的直流特性
半导体器件物理学习资料二 上海电子信息职业技术学院
半导体器件物理
第二章 P-N结
P-N结
采用合金、扩散、离子注入等制造工艺，可 以在一块半导体中获得不同掺杂的两个区域，这 种P型和N型区之间的冶金学界面称为P-N结。
因为V(x)表示点x处的电势，而-qV(x)则表示电子在x点的 电势能，因此P-N结势垒区的能带如图所示。 可见，势垒区中能带变化趋势与电势变化趋势相反。
半导体器件物理学习资料二 上海电子信息职业技术学院
半导体器件物理 2.3 P-N结直流特性
平衡P-N结
第二章 P-N结
一定宽度和势垒高度的 势垒区；
合金结和高表面浓度的浅 扩散结一般可认为是突变结， 而低表面浓度的深扩散结一般 可认为是线性缓变结。
半导体器件物理学习资料二 上海电子信息职业技术学院
半导体器件物理
P-N结能带图
第二章 P-N结
扩散
当半导体形成P-N结时，由于结两边存在着载流子浓度梯度， 导致了空穴从P区到N区，电子从N区到P区的扩散运动。
半导体器件物理
第二章 P-N结
nn0 N区平衡多数载流子——电子浓度
常用半导体器件及应用单元测验(附答案)
8 B
9 A
10 C
1.半导体中传导电流的载流子是（ ） 。 A.电子 B.空穴 C.自由电子和空穴 D.杂质离子 2.P 型半导体中的多数载流子是（ ） A.自由电子 B.空穴 C.正离子 D.负离子 3.晶体二极管正极电位是-8V，负极电位是-3V，则二极管处于（ ） 。 A.零偏 B.反偏 C.正偏 D.以上答案都不对 4.共射极放大器的输入信号加在三极管的（ ）之间。 A.基极和射极 B.基极和集极 C.射极和集极 D.电源和基极 5.在共射极放大电路中，输出电压与输入电压的关系是（ ） 。 A.相位相同，幅度增大 B.相位相反，幅度增大 C.相位相同，幅度近似相等 D.幅度增大 6.晶体三极管发射结正偏，集电结正偏时，处于（ ）状态。 A.放大 B.饱和 C.截止 D.微导通 7.三极管处于放大状态时，其电流分配关系为（ ） 。 A. I E I B I C B. I C I B C. I B I C I E D. I C I B I E 8.晶体三极管的穿透电流 ICEO 的大小体现了三极管的（ ） A.工作状态 B.温度稳定性 C.放大能力 D.质量好坏 9.对于 NPN 型晶体三极管处于放大时各极电位的关系应满足( )。 A. VC VB VE B. VC VB VE C. VC VE VB D. VC VE VB 10.已知某三极管的极限参数分别为 ICM=600mA，PCM=2W，V(BR)CEO=20V，以下哪个工作状态， 三极管能正常工作？（ ） A.IC=500mA，VCE=25V B.IC=800mA，VCE=10V C.IC=30mA，VCE=15V D.IC=200mA，VCE=12V
L 解： （1）V2=0.45 =
V
IL R L 0.45
高二物理竞赛课件常用半导体器件
限流电阻R上的电压UR:
UR=UI-UZ=10V-6V=4V
RMAX=UR/IRMIN=267
RMIN=UR/IRMAX=114
限流电阻R的取值范围为114~267
第4页
【例】：测量某NPN型BJT各电极对地的电压值如下， 试判别管子工作在什么区域？
Ib2 IBQ
Ube
Ib1
已知
Ib2=Ib1+IBQ
Ube=UBEQ
I BQ
Ib2
Ib1
VCC
U BEQ Rb2
U BEQ Rb1
ICQ IBQ
UCEQ = VCC – ICQ RC
第9页
(2). 阻容耦合放大电路
IBQ
I
＝VCC－U
BQ
Rb
BEQ
I CQ I BQ
U CEQ VCC I CQ Rc
第5页
【例】 某放大电路中BJT三个电极的电流如图所示。
IA＝-2mA,IB＝-0.04mA,IC＝+2.04mA,试判断管脚、管型。
【解】：电流判断法。 电流的正方向 IE=IB+ IC
A
IA
C为发射极 B为基极 A为集电极。
IB
B
IC
C
管型为NPN管。
第6页
本章要求
第2章 基本放大电路
1. 熟悉放大电路的性能指标（放大倍数，输入电阻和 输出电阻）；
第10页
交流等效电路 利用PN结的电流方程可求得
基区体电阻
发射结电阻
发射区体电阻 数值小可忽略
动态电阻 rbe 的近似表达39;
半导体器件物理学习资料二
03 半导体器件的应用
数字电路中的半导体器件
01
02
03
逻辑门电路
由半导体器件构成的逻辑 门电路是数字电路的基本 组成部分，如与门、或门、 非门等。
触发器
触发器是一种能够存储二 进制信息的半导体器件， 如RS触发器、D触发器等。
寄存器
寄存器是一种能够存储二 进制数据并具有移位功能 的半导体器件，如移位寄 存器、计数器等。
硅基半导体的局限性
随着集成电路的微型化，硅基半导体的性能逐渐 接近其物理极限，难以满足未来技术发展的需求。
新型半导体材料的研究
为了突破硅基半导体的限制，科研人员正在研究 新型半导体材料，如碳化硅（SiC）、氮化镓 （GaN）和氧化锌（ZnO）等。
新型半导体材料的优势
新型半导体材料具有更高的电子迁移率、更高的 击穿电场和更高的热导率等特点，有助于提高半 导体器件的性能和可靠性。
载流子的输运过程
载流子在半导体中受到散 射和扩散的作用，其输运 过程包括扩散和漂移。
漂移是指在外加电场的作用 下，载流子受到电场力的作 用而产生的定向流动。
ABCD
扩散是指载流子从高浓度区域 向低浓度区域流动，其流动方 向与浓度梯度方向相同。
在交变电场的作用下，载流子 的运动状态会发生变化，从而 引起电流和电压的变化。
模拟电路中的半导体器件
运算放大器
模拟开关
运算放大器是一种具有高放大倍数、低 输入阻抗和低输出阻抗的半导体器件， 用于信号的放大、滤波和比较等。
模拟开关是一种用于模拟信号传输的 半导体器件，如电子开关、继电器等。
电压比较器
电压比较器是一种用于比较两个电压 值大小的半导体器件，常用于模拟电 路中的信号处理。Biblioteka 02 半导体器件的种类与特性
物理学中的半导体器件和光学器件
物理学中的半导体器件和光学器件1. 半导体器件1.1 简介半导体器件是现代电子技术和信息技术的基础，它利用半导体的物理性质实现信号的放大、开关、滤波等功能。
半导体器件的种类繁多，其中最基本的器件有二极管、晶体管、场效应晶体管等。
1.2 二极管二极管是一种具有单向导通特性的半导体器件，其主要作用是实现交流信号的整流和稳压。
二极管是由P型半导体和N型半导体组成的，这两种半导体接触在一起形成PN结。
当正向电压加在二极管上时，电流可以通过PN结；而当反向电压加在二极管上时，电流几乎不被通过。
1.3 晶体管晶体管是一种用于放大和开关电子信号的半导体器件。
晶体管由三个半导体层组成，分别是发射极、基极和集电极。
晶体管的工作原理是利用电子在发射极和集电极之间的流动来控制基极电流，从而实现信号的放大和开关。
1.4 场效应晶体管场效应晶体管（FET）是一种利用电场控制半导体器件导通和截止的晶体管。
场效应晶体管有两大类，分别是结型场效应晶体管（JFET）和金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）。
场效应晶体管的主要优点是输入阻抗高，输出阻抗低，因此广泛应用于放大和开关电路中。
2. 光学器件2.1 简介光学器件是利用光的传播和相互作用原理来实现信息传递、处理和显示的器件。
光学器件的种类繁多，其中最基本的器件有透镜、反射镜、光栅等。
2.2 透镜透镜是一种用于聚焦和发散光线的光学器件。
透镜由透明介质（如玻璃或塑料）制成，其形状有凸透镜和凹透镜两种。
凸透镜会使光线会聚，而凹透镜会使光线发散。
透镜在照相机、投影仪、眼镜等设备中都有广泛应用。
2.3 反射镜反射镜是一种利用光的反射原理工作的光学器件。
反射镜有平面镜、凸面镜和凹面镜三种类型。
平面镜用于成像和改变光路，凸面镜用于发散光线，凹面镜用于会聚光线。
反射镜在望远镜、显微镜、汽车后视镜等设备中都有应用。
2.4 光栅光栅是一种利用光的衍射原理工作的光学器件。
光栅由一系列平行的刻线组成，这些刻线按一定规律分布，使得通过光栅的光线发生衍射。
半导体器件基础习题答案(完美版)
半导体器件习题答案
片的电阻率较大？说明理由。 A:
1 , n型半导体 q n N D 1 , p型半导体 q p N A
两片晶片的掺杂浓度相同，而电子的迁移率大于空穴的迁移率，因此 p 型半导体即晶片 2 的电阻率较大。 Q: (e) 在室温下硅样品中测得电子的迁移率 cm2/V .s 。求电子的扩散系数。 A:
第二章 2.2 使用价键模型，形象而简要地说明半导体 (a) 失去原子 (b) 电子 (c) 空穴 (d) 施主 (e) 受主
2.3 Q: 使用能带模型，形象而简要地说明半导体： (a) 电子 (b) 空穴 (c) 施主
(d) 受主
(e) 温度趋向于 0 K 时，施主对多数载流子电子的冻结
(f) 温度趋向于 0 K 时，受主对多数载流子空穴的冻结 (g) 在不同能带上载流子的能量分布 (h) 本征半导体
说明：当材料内存在电场时，能带能量变成位置的函数，称为“能带弯曲” Q: (b) 电子的动能为零，即 K.E.=0 A: 说明：
Q: (c) 空穴的动能 K.E.=EG/4 A: 说明：
Q: (d) 光产生 A:
说明：从外部输入的光被吸收，电子被激发后，直接从价带进入导带 Q: (e) 直接热产生
1062109053 杨旭一整理 （仅供参考）
* m* p 2 m p ( Ev E )
g v ( E )[1 f ( E )] ( Ev E ) e
1/ 2
2
3
e ( E EF ) / kT
( E E F ) / kT
...
* m* p 2m p
d g c ( E ) f ( E ) dE e ( E EF ) / kT ( Ev E )1/ 2 e ( E EF ) / kT 1/ 2 2( Ev E ) kT 0 EE
2章 常用半导体器件及应用题解
2章常用半导体器件及应用题解2章常用半导体器件及应用题解第二章常用半导体器件及应用一、习题2.1填空1.半导材料存有三个特性，它们就是、、。
2.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。
3.二极管的主要特性就是。
4．在常温下，硅二极管的门限电压约为v，导通后的正向压降约为v；锗二极管的门限电压约为v，导通后的正向压降约为v。
5．在常温下，发光二极管的也已凡塘通在电压约为v，考量发光二极管的闪烁亮度和寿命，其工作电流通常掌控在ma。
6.晶体管(bjt)是一种控制器件；场效应管是一种控制器件。
7.晶体管按结构分有和两种类型。
8.晶体管按材料分有和两种类型。
9.npn和pnp晶体管的主要区别就是电压和电流的相同。
10.晶体管同时实现压缩促进作用的外部条件就是发射结、erf。
11.从晶体管的输出特性曲线来看，它的三个工作区域分别是、、。
12.晶体管放大电路有三种组态、、。
13.存有两个压缩倍数相同，输入电阻和电阻值相同的压缩电路a和b，对同一个具备内阻的信号源电压展开压缩。
在功率开路的条件下，测出a放大器的输入电压大，这表明a的输入电阻。
14．三极管的交流等效输入电阻随变化。
15．共集电极压缩电路的输入电阻很，电阻值很。
16．射极追随器的三个主要特点就是、、。
17．放大器的静态工作点由它的决定，而放大器的增益、输入电阻、输出电阻等由它的决定。
18．图解法适合于，而等效电路法则适合于。
19．在单级共射极放大电路中，如果输入为正弦波，用示波器观察uo和ui的波形的相位关系为；当为共集电极电路时，则uo和ui的相位关系为。
20.在npn共射极压缩电路中，其输入电压的波形底部被切掉，称作杂讯，原因就是q 点(太高或太低)，若输入电压的波形顶部被切掉，称作杂讯，原因就是q点(太高或太低)。
如果其输入电压的波形顶部底都被切掉，原因就是。
21．某三极管处于放大状态，三个电极a、b、c的电位分别为9v、2v和1.4v，则该三极管属于型，由半导体材料制成。
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第二章常用半导体器件及应用一、习题2.1填空1. 半导材料有三个特性，它们是、、。
2. 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。
3. 二极管的主要特性是。
4．在常温下，硅二极管的门限电压约为V，导通后的正向压降约为V；锗二极管的门限电压约为V，导通后的正向压降约为V。
5．在常温下，发光二极管的正向导通电压约为V，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mA。
6. 晶体管(BJT)是一种控制器件；场效应管是一种控制器件。
7. 晶体管按结构分有和两种类型。
8. 晶体管按材料分有和两种类型。
9. NPN和PNP晶体管的主要区别是电压和电流的不同。
10. 晶体管实现放大作用的外部条件是发射结、集电结。
11. 从晶体管的输出特性曲线来看，它的三个工作区域分别是、、。
12. 晶体管放大电路有三种组态、、。
13. 有两个放大倍数相同，输入电阻和输出电阻不同的放大电路A和B，对同一个具有内阻的信号源电压进行放大。
在负载开路的条件下，测得A放大器的输出电压小，这说明A 的输入电阻。
14．三极管的交流等效输入电阻随变化。
15．共集电极放大电路的输入电阻很，输出电阻很。
16．射极跟随器的三个主要特点是、、。
17．放大器的静态工作点由它的决定，而放大器的增益、输入电阻、输出电阻等由它的决定。
18．图解法适合于，而等效电路法则适合于。
19．在单级共射极放大电路中，如果输入为正弦波，用示波器观察u o和u i的波形的相位关系为；当为共集电极电路时，则u o和u i的相位关系为。
20. 在NPN共射极放大电路中，其输出电压的波形底部被削掉，称为失真，原因是Q点(太高或太低)，若输出电压的波形顶部被削掉，称为失真，原因是Q 点(太高或太低)。
如果其输出电压的波形顶部底都被削掉，原因是。
21．某三极管处于放大状态，三个电极A、B、C的电位分别为9V、2V和1.4V，则该三极管属于型，由半导体材料制成。
22．在题图P2.1电路中，某一元件参数变化时，将U CEQ的变化情况(增加；减小；不变)填入相应的空格内。
(1) R b增加时，U CEQ将。
(2) R c减小时，U CEQ将。
(3) R c增加时，U CEQ将。
(4) R s增加时，U CEQ将。
(5) β增加时(换管子)，U CEQ将。
题图P2.123．为了使结型场效应管正常工作，栅源间PN结必须加电压来改变导电沟道的宽度，它的输入电阻比双极性晶体管的输入电阻。
24．由于晶体三极管，所以将它称为双极型器件，由于场效应管，所以将其称为单极型器件。
25．对于耗尽型MOS管，U GS可以为。
对于增强型N沟道MOS管，U GS 只能为，并且只有当U GS时，才能形有i d。
26．场效应管与三极管相比较，其输入电阻、噪声、温度稳定性、放大能力。
27. 场效应管放大器常用偏置电路一般有和两种类型。
28. 低频跨导g m反映了场效应管对控制能力，其单位为。
解：（1）热敏、光敏、掺杂特性。
（2）五价、三价。
（3）单向导电性。
（4）0.5、0.7、0.1、0.2。
（5）1-2.5。
（6）电流型、电压型。
（7）NPN、PNP。
（8）锗、硅。
（9）极性和方向。
（10）正偏、反偏。
（11）截止区、放大区、饱和区。
（12）共射极、共基极、共集电极。
（13）小。
（14）静态工作点。
（15）高（大）、低（小）。
（16）输入与输出同相、电压放大倍数约等于1、输入电阻大且输出电阻小。
（17）直流通路、交流通路。
（18）分析各点的电流、电压波形和非线性失真情况，一般用于大信号放大电路；适宜于求解动态参数，一般用于小信号放大器分析。
（19）反相、相同。
（20）饱和、太高；截止、太低；输入信号过大。
（21）NPN、硅。
（22）增加、增加、减小、不变、减小。
（23）反偏、高。
（24）通过空穴和自由电子两种载流子参与导电，只靠一种载流子（多子）参与导电。
（25）为正为负或者为零；为正；> U GS(th)。
（26）高、低、好、弱。
（27）自给式、分压式。
（28）U GS 、I D 、西门子（ms ）。
2.2 选择题1．二极管加正向电压时，其正向电流是由( )。
(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，但小于击穿电压时，( )。
(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( )。
(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．变容二极管在电路中使用时，其PN 结应( )。
(A)正偏 (B)反偏答：1、A 2、C 3、D 4、B2.3 写出题图P2.2所示各电路的输出电压值。
(设二极管均为理想二极管) 解：（a ）3V （b ）0V （c ）-3V （d ）3V 。
2.4 重复题2.3，设二极管均为恒压降模型，且导通电压U on =0.7V 。
（a ） (b) (c) (d)题图P2.2解：（a ）2.3V （b ）0V （c ）-2.3V （d ）3V 。
2.5. 题图P2.3中的二极管均为理想二极管，试判断其中二极管的工作状态(是导通还是截止)，并求出U O 。
(a)(b)(c)解：（a ）导通、-5V （b ）D 1与D 2均截止、-6V （c ）D 2导通、D 1截止、5V 。
2.6 电路如题图P2.4所示，已知u i =5sinωt(V),，试画出u o 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(U D =0.7V)。
题图P 2.3(a)(b)解：5V-5Vi u o5V-5Vi u2.7 电路如题图P2.5(a)所示，u i 如图(b)所示，试画出u o 波形。
−(b)(a)解：因为输入电压高，应采用理想模型，输出波形如右图。
u2.8 电路如题图P2.6所示，分别用理想二极管和恒压降模型(U D =0.7V)计算以下几种情况的U O 值。
⑴ A=0V ；B=0V ⑵ A=0V ；B=5V ⑶ A=5V ；B=5V ⑷ A=1V ；B=2V题图P2.5BAO2解：A 、用理想模型（1）0V （2）0（3）5V （4）1VB 、用恒压降模型（1）0.7V （2）0.7V （3）5V （4）1.7V 。
2.9 电路如题图P2.7所示，要求负载R L 电压U L 保持在12V ，负载电流可在10~40mA 范围内变化。
已知稳压二极管U Z =12V 、I Zmin =5mA 、I Zmax =50mA ，试确定R 取值范围。
解：U R =U I -U L ≈4V 。
在负载电流最小时，流过D Z 电流为最大，此时应I RL ≤60mA ；在负载电流最大时，流过D Z 电流为最小，此时应I RL ≥45mA ；所以440.060.045R ≤≤，即66.6788.89R Ω≤≤Ω。
2.10 发光二极管驱动电路如题图P2.8所示，已知发光二极管的正向导通压降U F =1.6V ，工作电流为5~10mA 。
为使发光二极管正常工作，试确定限流电阻R 的取值范围。
解：二极管工作电流I D =F 5U R -，故F F550.010.005U U R --≤≤，即340680R Ω≤≤Ω。
2.11 试画出使用共阴极七段数码管显示字符“5”的电路连接图。
答：电路如右，R 为限流电阻。
2.12 已知放大电路中一只N 沟道增强型MOS 场效应管三个极①、②、③的电位分别为3V 、6V 、9V ，场效应管工作在恒流区。
试说明①、②、③与g 、s 、d 的对应关系。
解：①为s 、②为g 、③为d 。
题图P2.6题图P2.7 题图 P2.82.13一个结型场效应管的转移特性曲线如题图P2.9所示。
⑴ 试判断它是什么沟道的场效应管？ ⑵ U GS(off)、I DSS 各为多少？ 答：（1）为N 沟道。
（2）U GS(off)=-0.5V 、I DSS =4mA2.14 已知场效应管的输出特性曲线如题图P2.10所示，试画出该管在恒流区U DS =6V 的转移特性曲线。
DS解：其转移特性曲线如下图0.62.15 判断题（1） 下面给出几组三极管处于放大状态的各管脚的电位，试判断晶体管的类型及材料⑴ 2.6V ，2V ，5V ⑵ －5V ，－5.7V ，－10V ⑶ 2.5V ，2.3V ，8V ⑷ 1V ，0.3V ，10V ⑸ 8V ，7.3V ，3V解：放大状态下NPN 管E 、B 、C 之间的电位关系是V C >V B >V E ，且BE U ≈0.7V 是硅管、BE U ≈0.2V 是锗管； PNP 管E 、B 、C 之间的电位关系是V E >V B > V C ，且BE U ≈0.7V 是硅管、BE U ≈0.2V 是锗管。
故（1）分别为B 、E 、C ，且为NPN 硅管。
（2）分别为E 、B 、C ，且为PNP 硅管。
（3）分别为B 、E 、C ，且为NPN 锗管。
（4）分别为B 、E 、C ，且为NPN 硅管。
（5）分别为E 、B 、C ，且为PNP 硅管。
（2） 判断题图P2.11所示电路中的晶体管，分别处于什么工作状态或是否已损坏？题图 P2.9 题图P2.102V0V解：第一只为放大状态。
满足发射结正偏、集电结反偏。
第二只为截止状态。
因为发射结零偏置。
第三只为饱和状态。
因为发射结和集电结均正偏。
第四只为截止状态。
因为发射结反偏。
第五只为损坏。
因BE U =2V>>0.7V 。
（3） 判断题图P2.12所示电路对正弦信号是否有放大作用？如果没有放大作用，则说明原因并改正电路(设电容对交流视为短路)。
CCoCCo+u oCCoCC(d))(b)解：（a ）不能放大，缺少基极正偏电阻，改正如下图（a ）。
（b ）也不能放大，输入信号被V BB 吸收而不能加到发射结上，改正如下图（b ）。
（c ）不能放大，缺少集电极回路电阻，改正如下图（c ）。
（d ）不能放大，缺少基极偏置电流，改正如下图（d ）。
题图P2.11 题图P2.12CC oCCo+u oCCoCC(d))(b)（4） 在题图P2.13所示电路中，用直流电压表测出U CE ≈0，有可能是因为（ ）；若U CE ≈12V ，有可能是因为（ ）。
① R b 开路 ② R c 开路 ③ R b 短路 ④ R c 短路 ⑤ β过大 ⑥ β过小 答：②、①或④（5） 题图P2.14所示为放大电路的直流通路，晶体管均为硅管，判断各晶体管工作在哪个区(放大区、截止区、饱和区)。
20K 100K Ω51K 12V12V(a)(b)题图P2.13 题图P2.14解：（a ）该放大晶体管中CC BQ B BQ E 0.7(1)V I R I R β=+++，故BQ I ≈55uA 。