2章-常用半导体器件及应用题解
电子技术半导体器件2 内容及习题
电子技术网络授课半导体器件2内容及习题6.2 三极管学习要求：理解掌握三极管的基本构造、电流放大作用、伏安特性和主要参数，会用万用表判断三极管的管型和管脚极性6.2.1 三极管的基本构造和符号6.2.2 三极管的工作状态1、三极管的工作电压和基本连接方式（观看视频）共射极接法E1为基极电源，又称偏置电源 Rb为基极电阻 VT三极管 Rc集电极电阻 E2集电极电源另外还有共基极和共集电极接法，如下图所示。
最常用的是共发射极接法。
三极管的基本作用是放大电信号。
三极管工作在放大状态的外部条件是：发射结加正向电压，集电结加反向电压。
2、三极管的电流放大作用（观看视频）1）三极管的电流放大作用——基极电流 IB 微小的变化，引起集电极电流 IC 较大变化。
2）交流电流放大系数β——表示三极管放大交流电流的能力ββ=ΔΔII CCΔΔII BB3）直流电流分配关系II EE=II CC+II BB（观看视频）4）直流电流放大系数ββ̄ —— 表示三极管放大直流电流的能力ββ̄=II CC II BB5）通常ββ=ββ̄，II CC=ββ̄II BB，所以可表示为II CC=ββII BB3、三极管的伏安特性（视频：三极管的输出特性）1)伏安特性的概念：2）输入特性曲线是指三极管集电极-发射极电压UU BBEE为某一定值时，输入回路中基极电流II BB和发射结偏压UU BBEE之间的关系曲线。
由于发射结正向偏置，所以等效成一个二极管，因此三极管的输入特性就是二极管的伏安特性。
当UU BBEE很小时，II BB =0，三极管截止，只有UU BBEE大于死区电压（硅管0.5V/锗管0.2V）时，三极管导通。
导通后UU BBEE几乎不变，硅管约0.7V，锗管约0.3V2)输出特性曲线是指三极管基极电流II BB为某一定值时，输出端集电极电流II CC与集电极-发射极间的电压UU CCEE的关系曲线，不同的II BB会得到不同的曲线，故三极管的输出特性曲线是一个曲线族（1）截止区：在II BB＝0这条曲线以下的区域。
(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＿＿。
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1.1 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1.1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1.1 第1章教学内容与要求律增加。
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。
3. PN 结的伏安特性PN 结的伏安特性： )1(T S -=U U e I I它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（2~2.5）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 o C 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。
《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
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。
半导体器件复习题
半导体器件复习题一、半导体基础知识1、什么是半导体？半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。
常见的半导体材料有硅（Si）、锗（Ge）等。
其导电能力会随着温度、光照、掺入杂质等因素的变化而发生显著改变。
2、半导体中的载流子半导体中有两种主要的载流子：自由电子和空穴。
在本征半导体中，自由电子和空穴的数量相等。
3、本征半导体与杂质半导体本征半导体是指纯净的、没有杂质的半导体。
而杂质半导体则是通过掺入一定量的杂质元素来改变其导电性能。
杂质半导体分为 N 型半导体和 P 型半导体。
N 型半导体中多数载流子为自由电子，P 型半导体中多数载流子为空穴。
二、PN 结1、 PN 结的形成当 P 型半导体和 N 型半导体接触时，在交界面处会形成一个特殊的区域，即 PN 结。
这是由于扩散运动和漂移运动达到动态平衡的结果。
2、 PN 结的单向导电性PN 结正偏时，电流容易通过；PN 结反偏时，电流难以通过。
这就是 PN 结的单向导电性，是半导体器件工作的重要基础。
3、 PN 结的电容效应PN 结存在势垒电容和扩散电容。
势垒电容是由于空间电荷区的宽度随外加电压变化而产生的；扩散电容则是由扩散区内电荷的积累和释放引起的。
三、二极管1、二极管的结构和类型二极管由一个 PN 结加上电极和封装构成。
常见的二极管类型有普通二极管、整流二极管、稳压二极管、发光二极管等。
2、二极管的伏安特性二极管的电流与电压之间的关系称为伏安特性。
其正向特性曲线存在一个开启电压，反向特性在一定的反向电压范围内电流很小，当反向电压超过一定值时会发生反向击穿。
3、二极管的主要参数包括最大整流电流、最高反向工作电压、反向电流等。
四、三极管1、三极管的结构和类型三极管有 NPN 型和 PNP 型两种。
它由三个掺杂区域组成，分别是发射区、基区和集电区。
2、三极管的电流放大作用三极管的基极电流微小的变化能引起集电极电流较大的变化，这就是三极管的电流放大作用。
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。
半导体器件习题及答案
半导体器件习题及答案(总14页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1第1章 半导体器件一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用"√"表示对,用"×"表示错)1、P 型半导体可通过在本半导体中掺入五价磷元素而获得。
（ ）2、N 型半导体可以通过在本征半导体中掺入三价元素而得到。
（ ）3、在N 型半导体中，掺入高浓度的三价杂质可以发型为P 型半导体。
（ ）4、P 型半导体带正电，N 型半导体带负电。
（ ）5、N 型半导体的多数载流子是电子，所以它带负电。
（ ）6、半导体中的价电子易于脱离原子核的束缚而在晶格中运动。
（ ）7、半导体中的空穴的移动是借助于邻近价电子与空穴复合而移动的。
（ ）8、施主杂质成为离子后是正离子。
（ ）9、受主杂质成为离子后是负离子。
（ ）10、PN 结中的扩散电流是载流子在电场作用下形成的。
（ ）11、漂移电流是少数载流子在内电场作用下形成的。
（ ）12、由于PN 结交界面两边存在电位差，所以，当把PN 结两端短路时就有电流流过。
（ ）13、PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（ ）14、二极管的伏安特性方程式除了可以描述正向特性和反向特性外，还可以描述二极管的反向击穿特性。
（ ）15、通常的BJT 管在集电极和发射极互换使用时，仍有较大的电流放大作用。
（ ）16、有人测得某晶体管的U BE =，I B =20μA ，因此推算出r be =U BE /I B =20μA=35kΩ。
（ ）17、有人测得晶体管在U BE =，I B =5μA ，因此认为在此工作点上的r be 大约为26mV/I B =Ω。
（ ）18、有人测得当U BE =，I B =10μA 。
考虑到当U BE =0V 时I B =0因此推算得到0.6060()100BE be B U r k I ∆-===Ω∆-（ ）二、选择题(注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论) . 1、在绝对零度（0K ）时，本征半导体中_________ 载流子。
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，用伙”和 V”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。
(V )(2) 因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
(X )(3) PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
(V )(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。
(X )(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， 才能保证其R GS 大的特点。
(V )⑹若耗尽型N 沟道MOS 管的U GS 大于零，则其输入电阻会明显变小。
(X )二、 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) 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TI.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D =0.7V 。
图 T1.3解：U oi =1.3V, U O 2=0V, U O 3=-1.3V, U O 4=2V, U O 5=1.3V, U O 6=-2V 。
第2章_PN结
PN结的内建电势(接触电势) 0 由内建电场所导致的N区和P区的电位差。
15
平衡PN结能带图
P
2.1.1 平衡PN结能带图
空间电荷区
N
xp
内建电场
0
xn
: 接触电势差 （内建电势）
电位 电子的电势能
0
q 0
空间电荷区又称 势垒区 耗尽层
qVD EFN
EC Ei EF EV Ei EV
因此只要电场足够强价带的电子就可以大量穿透禁带进入导带引起隧道击穿是不随位置变化的而能带的倾斜反映了电子位能qvx的变化所以有隧道长度ddv电场强度8484易于发生隧道击穿平均自由碰撞倍增次数易于发生雪崩击穿8585雪崩击穿电压隧道击穿电压86隧道击穿仅取决于最大电场e不受光照影响温度升高击穿电压下降雪崩击穿与电场e有关受光照影响温度升高击穿电压升高q时两种击穿机构同时起作用击穿电压高于6eq时击穿机构是雪崩击穿击穿电压低于4eq时击穿机构是隧道击穿8787热损耗热损耗局部升温局部升温电流增加电流增加破坏性击穿
2
扩散积累的载流子数
复合消失的载流子数
含义：稳态扩散时，单位时间、单位体积内扩散积累的少子 数目等于复合损失的少子数目
43
空穴扩散区 少子连续性方程 其通解为
d p n p n p n 0 Dp 0 2 p dx
2
pn x pn x pn0 Ae
P
－＋ －＋ －＋
N －
＋
正向PN结
－－ ＋＋ －－ ＋＋ －－ ＋＋
P
N
－
＋
反向PN结
26
正向电压VF
外加电场与内建电场方向相反 空间电荷区中的电场减弱 势垒区宽度变窄 势垒高度变低 qVD0 ↓ q(V－VF) D0 破坏扩散与漂移运动间的平衡 扩散运动 强于 漂移运动 形成较大的电流， 正向偏压给PN结形成了低阻的 电流通路
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 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. 管的门限电压约为 _____ V ,导通后的正向压降约为5. 在常温下，发光二极管的正向导通电压约为. 和寿命，其工作电流一般控制在6. 晶体管(BJT)是一种 ____ 控制器件：场效应管是一种.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。
NPN 和PNP 晶体管的主要区別是电压和电流的不同。
晶体管实现放大作用的外部条件是发射结_、集电结_。
从晶体管的输出特性曲线来看，它的三个工作区域分別是_______ 、 ____ 、 。
晶体管放大电路有三种组态、 ______ 、 _______ 。
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 内阻的信号源电乐进行放大。
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。
共集电极放大电路的输入电阻很 ,输出电阻很_-射极跟随器的三个主要特点是 _____ 、 ____ 、 。
放大器的静态工作点由它的 决泄，而放大器的增益、输入电阻、输出电阻 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"。
和S 的波形的相 位关系为 ___ :当为共集电极电路时，则血和Ui 的相位关系为 ________ 。
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;
常见半导体器件
常见半导体器件一、二极管（Diode）二极管是一种常见的半导体器件，具有只允许电流在一个方向通过的特性。
它由P型半导体和N型半导体组成，通过P-N结的形成来实现电流的单向导通。
二极管在电子电路中有着广泛的应用，如整流器、稳压器、放大器等。
二、三极管（Transistor）三极管是一种具有放大作用的半导体器件，由P型半导体和N型半导体构成。
它有三个电极，分别是发射极、基极和集电极。
通过控制基极电流，可以调节集电极电流的大小，实现信号的放大功能。
三极管被广泛应用于放大器、开关、振荡器等电子设备中。
三、场效应晶体管（Field Effect Transistor，FET）场效应晶体管是一种常见的半导体器件，与三极管类似，也具有放大作用。
它由栅极、源极和漏极组成。
场效应晶体管通过栅极电压的变化来控制源漏极之间的电流。
与三极管相比，场效应晶体管具有输入阻抗高、功耗低、噪声小等特点，被广泛应用于放大器、开关、模拟电路等领域。
四、集成电路（Integrated Circuit，IC）集成电路是将大量的电子器件集成在一个芯片上的器件。
它由高度集成的晶体管、二极管、电阻、电容等元件组成，通过不同的连接方式实现各种电路功能。
集成电路具有体积小、功耗低、性能稳定等优点，被广泛应用于计算机、通信、消费电子等领域。
五、光电二极管（Photodiode）光电二极管是一种具有光电转换功能的半导体器件。
它具有二极管的结构，在光照条件下产生电流。
光电二极管常用于光电传感、光通信、光电测量等领域。
通过控制光照强度，可以实现对光信号的检测和转换。
六、发光二极管（Light Emitting Diode，LED）发光二极管是一种能够发出可见光的半导体器件。
它具有二极管的结构，在正向偏置电压下，通过复合效应产生光。
发光二极管具有发光效率高、寿命长、功耗低等特点，被广泛应用于照明、显示、指示等领域。
七、太阳能电池（Solar Cell）太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的半导体器件。
半导体物理与器件题库
半导体物理与器件题库目录半导体物理与器件题库 (1)填空题 (2)简答分析题 (3)名词解释 (4)计算题 (5)第一篇习题半导体中的电子状态 (9)第二篇习题-半导体中的杂质和缺陷能级 (11)第二篇题解 (11)第三篇习题半导体中载流子的统计分布 (12)第三篇题解半导体中载流子的统计分布 (12)第四篇习题-半导体的导电性 (15)第四篇题解-半导体的导电性 (16)第五篇习题-非平衡载流子 (17)第五篇题解-非平衡载流子 (17)填空题1．固体材料可以分为 晶体 和 非晶体 两大类，它们之间的主要区别是 。
2．纯净半导体Si 中掺V 族元素的杂质，当杂质电离时释放 电子 。
这种杂质称 施主 杂质；相应的半导体称 N 型半导体。
3．半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是 电离杂质散射 和 晶格振动散射 。
前者在 电离施主或电离受主形成的库伦势场 下起主要作用，后者在 温度高 下起主要作用。
4．当半导体中载流子浓度的分布不均匀时，载流子将做 扩散 运动；在半导体存在外加电压情况下，载流子将做 漂移 运动。
5．对n 型半导体，如果以E F 和E C 的相对位置作为衡量简并化与非简并化的标准，那末， 为非简并条件； 为弱简并条件； 简并条件。
6．空穴是半导体物理学中一个特有的概念，它是指： ；7．施主杂质电离后向 带释放 ，在材料中形成局域的 电中心；受主杂质电离后 带释放 ，在材料中形成 电中心；8．半导体中浅能级杂质的主要作用是 ；深能级杂质所起的主要作用 。
9. 半导体的禁带宽度随温度的升高而__________；本征载流子浓度随禁带宽度的增大而__________。
10.施主杂质电离后向半导体提供 ，受主杂质电离后向半导体提供 ，本征激发后向半导体提供 。
11.对于一定的n 型半导体材料，温度一定时，较少掺杂浓度，将导致 靠近Ei 。
12.热平衡时，半导体中电子浓度与空穴浓度之积为常数，它只与 和 有关，而与 、无关。
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
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第二章常用半导体器件及应用一、习题填空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，则该三极管属于型，由半导体材料制成。
22．在题图电路中，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23．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）、、、。
（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）。
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、B写出题图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 。
重复题，设二极管均为恒压降模型，且导通电压U on =。
（a ） (b) (c) (d)题图解：（a ）（b ）0V （c ）（d ）3V 。
.题图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 。
电路如题图所示，已知u i =5sinωt(V),，试画出u o 的波形，并标出幅值，分别使用二题图极管理想模型和恒压降模型(U D =。
(a)(b)解：5V−5Vi u o5V−5Vi u电路如题图(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。
u电路如题图所示，分别用理想二极管和恒压降模型(U D =计算以下几种情况的U O 值。
⑴ A=0V ；B=0V ⑵ A=0V ；B=5V题图题图⑶ A=5V ；B=5V ⑷ A=1V ；B=2VBAO2解：A 、用理想模型（1）0V （2）0（3）5V （4）1VB 、用恒压降模型 （1）（2）（3）5V （4）。
电路如题图所示，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。
发光二极管驱动电路如题图所示，已知发光二极管的正向导通压降U F =，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。
试画出使用共阴极七段数码管显示字符“5”的电路连接图。
题图题图题图答：电路如右，R 为限流电阻。
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 。
一个结型场效应管的转移特性曲线如题图所示。
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)=、I DSS =4mA已知场效应管的输出特性曲线如题图所示，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 ，2V ，5V题图 题图⑵ －5V ，－，－10V ⑶ ，，8V ⑷ 1V ，，10V ⑸ 8V ，，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 ≈是硅管、BE U ≈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 ≈是硅管、BE U ≈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2V0V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>>。
（3） 判断题图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)。
题图(a)CCoCC+u o+u oCC+u oCC (d)(c)(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 ）。
(a)CCoCCo+u oCCoCC(d)(c)(b)（4） 在题图所示电路中，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过大题图⑥ β过小 答：②、①或④（5） 题图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 12V 12V (a)(b)题图 题图解：（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 。
设晶体管处于放大状态，则CQ BQ 5.46mA I I β==，U CEQ ≈×（10+2）=，由此可见该晶体管集电结已经正偏，上述假设不成立，管子实际处于深度饱和状态。
（b ）B 20122V10020U ≈⨯=+，故CQ EQ 20.70.65mA 2I I -≈≈=，CEQ 120.65(31)=9.4V U ≈-⨯+，显然该晶体管发射结正偏、集电结反偏，工作在放大区。
综合练习题电路如题图(a)所示，设电容对交流均视为短路，U BEQ =，β = 100，r bb' =200Ω。