第1章__半导体二极管及其应用习题解答xx
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。
模拟电子技术课后习题答案第一章半导体二极管及其电路分析答案
1习题答案1-1 如何使用万用表判断普通二极管阳极、阴极及二极管的质量？ 解：指针万用表处于电阻档，用万用表测量二极管的正、反两次电阻，两次测量中电阻小的那次，黑表笔接的是二极管阳极，红表笔接的是二极管阴极。
两次电阻值相差越大，说明二极管单相导电性越好，两次电阻值均为无穷大，说明二极管内部断路，两次电阻值均为0，说明二极管内部短路。
若两次阻值相差不大，说明管子性能差，为劣质管。
若正向电阻为几千欧，则为硅管，若正向电阻为几百欧，则为锗管。
1-2 如图1-23所示电路，假设二极管是理想二极管，判断图中二极管是导通还是截止？并求出A 、B 两端电压U AB 。
解：a 导通 U AB =－3Vb 截止 U AB =0c VD 1导通 VD 2截止 U AB =01-3如图1-24所示电路，二极管导通压降为0.7V ，计算电路中各电流。
解： a mA 9.617.07.07.091=---=ImA 1.217.07.07.03=++=Im A 8.4312=-=I I Ib mA 77.231237.02-≈-+=IA图1-23 习题1-2图BBAacABbI 3 aI 3 图1-24 习题1-3图Ωb2mA 23.1337.03≈+=I m A 54.1321-=+=I I I1-4如图1-25所示电路，二极管为理想二极管，根据表1-1输入值，判断二极管状态，确定输出u o 值。
解：如表1-1。
表1-1 习题1-4表1-5如图1-26所示电路，二极管为理想二极管，u i =10sin ωt ，试画出u o 的波形。
若二极管正向导通压降为0.7V ，波形又如何变化？解： abo 图1-26 习题1-5图uu o acu o u ＋ －bu A 图1-25 习题1-4图－5Vu Bu ou i u o 0.7 u i u o u i u o u i u o3c 1-6 如图1-27所示电路，分析二极管导通还是截止？三个灯是否都发光？解：VD 1截止，VD 2导通； L 1、L 3发光，L 2不发光。
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。
第1章__半导体二极管及其应用习题解答xx
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1.2 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。
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 。
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。
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。
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章半导体器件习题答案
习题1-1 （1）什么是P 型半导体？什么是N 型半导体？（2）什么是PN 结？其主要特性是什么？（3）如何使用万用表欧姆档判别二极管的好坏与极性？（4）为什么二极管的反向电流与外加反向电压基本无关，而当环境温度升高时会明显增大？ （5）把一节1.5V 的电池直接到二极管的两端，会发生什么情况？判别二极管的工作状态 解：（1） 在本征半导体内掺入受主杂质，得到P 型半导体；在本征半导体内掺入施主杂质，得到N 型半导体。
（2） 将P 型半导体与N 型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN 结。
PN 结具有单向导电性。
（3） 用欧姆档，测两次电阻（正反测），看电阻有无很大的出入，若有则说明是好的。
当测得电阻很大的时候，对应的红表笔对应的是阴极。
（4） 由于二极管的反向电流是由少子漂移产生的，浓度很低，反向电流很容易达到饱和，不随外加电压变化，或说变化很小。
当温度升高时，本征激发增加，少子赠短，反向饱和电流增大。
（5） 不能，普通二极管是不能的，一般导通电压为0.7V ，加到1.5V 说明二极管导通了，此时二极管相当于导线，二极管将由于电流过大烧坏，但是二极管有很多分类，有的发光二极管却可以这样接。
1-2 二极管电路如题1-2图所示，D 1、D 2为理想二极管，判断图中的二极管是导通还是截止，并求AO 两端的电压U AO 。
题1-2图解：（a ）假设D 1截止电位V U D 6-=+，V U D 12-=-（由于假设D 1截止，电阻电流=0），V U U U D D D 6=-=-+，则假设不成立，D 1导通，因此V U AO 6-=。
（ｂ）假设D 1截止电位V U D 15-=+，V U D 12-=-（由于假设D 1截止，电阻电流=0），(a)3K 6VD 112VAO(c)O12V D 2D 13K Ω6VA(c)3K 15VD 112VAO(d)O12VD 2D 13K Ω6VAV U U U D D D 3-=-=-+，则假设成立，D 1截止，由于电阻电流=0，因此V U AO 12-=。
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。
第一章半导体二极管及其应用典型例题
当 时，二极管截止, ﻫ当 时，二极管导通,
由此画出输出电压 的波形如图（ｂ)所示。
图 (b)
【例1-6】在图示电路中，设二极管正向导通时的压降为０．７Ｖ,试估算ａ点的电位。
【相关知识】ﻫ(1)二极管的线性等效模型。ﻫ(2)二极管的工作状态工作状态(导通、截止)。ﻫ（2）选用合适的二极管线性等效模型。
【解题过程】ﻫ 该电路利用二极管的负温度系数，可以用于温度的测量。其温度系数–2mＶ／℃。ﻫ20℃时二极管的正向电压降
UD=６60mV
50℃时二极管的正向电压降ﻫＵD=66０ –（２´30)＝6０0 mV
因为二极管的正向电压降UD是温度和正向电流的函数，所以应使用电流源以稳定电流，使二极管的正向电压降ＵD仅仅是温度一个变量的函数。
（3）利用线性电路的方法进行分析计算。
【解题过程】
首先分析二极管开路时，管子两端的电位差,从而判断二极管两端加的是正向电压还是反向电压。ﻫ若是反向电压，则说明二极管处于截止状态;若是正向电压,但正向电压小于二极管的死区电压，ﻫ则说明二极管仍然处于截止状态；只有当正向电压大于死区电压时，二极管才能导通。ﻫ 在图示电路中,当二极管开路时,二极管两端的正向电压 ,二极管反向偏置，处于ﻫ截止状态,故 。
【例1－2】电路如图(a)所示，已知 ，二极管导通电压 。试画出uＩ与uＯ的波形,并标出幅值。
图(a)
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。
电子技术基础(第五版)习题册参考答案
(２) 硅管ꎬ ＰＮＰ 型ꎬ １、 ２、 ３ 管脚依次为发射极、 集电极、
基极ꎮ
(３) 锗管ꎬ ＰＮＰ 型ꎬ １、 ２、 ３ 管脚依次为集电极、 基极、 发
射极ꎮ
(４) 锗管ꎬ ＮＰＮ 型ꎬ １、 ２、 ３ 管脚依次为基极、 发射极、 集
电极ꎮ
６. 答: 第 (１) 种情况能正常工作ꎬ 因为 Ｉ Ｃ < Ｉ ＣＭ 、 Ｕ ＣＥ <
８. Ｃꎻ ９. Ｃꎻ １０. Ｂꎻ １１. Ｃꎻ １２. Ｃꎻ １３. Ｂꎻ １４. Ａꎻ
１５. Ｂꎻ １６. Ｃꎻ １７. Ｃꎻ １８. Ｄꎻ １９. Ａꎻ ２０. Ａꎻ ２１. Ａꎻ
２２. Ｂꎻ ２３. Ａꎻ ２４. Ｂꎻ ２５. Ｂꎻ ２６. Ａꎻ ２７. Ｃꎻ ２８. Ｄꎻ
２９. Ｃꎻ ３０. ＡＣꎻ ３１. Ｂꎻ ３２. Ｂꎻ ３３. Ａꎻ ３４. Ｄꎻ ３５. Ｃꎻ
附录 习题册参考答案
第一章 半导体二极管
§ １—１ 半导体的基本知识
一、 填空题
１. 导体ꎻ 绝缘体ꎻ 半导体
２. 半导体
３. 热敏ꎻ 光敏ꎻ 掺杂
４. 正ꎻ 负ꎻ 负ꎻ 正
５. 单向导电ꎻ 导通ꎻ 截止
６. 高
二、 判断题
１.
× ꎻ ２.
× ꎻ ３. √
三、 选择题
１. Ｃꎻ ２. Ａꎻ ３. ＢＤꎻ ４. Ｃꎻ ５. Ａꎻ ６. Ｂ
＝
＝ ０ ０５ ( ｍＡ) ＝ ５０ ( μＡ)
Ｒ Ｂ ３００
Ｉ ＣＱ ≈β Ｉ ＢＱ ＝ ５０ × ０ ０５ ＝ ２ ５ ( ｍＡ)
Ｕ ＣＥＱ ＝ Ｖ ＣＣ － Ｉ ＣＱ Ｒ Ｃ ＝ １５ － ２ ５ × ３ ＝ ７ ５ ( Ｖ)
电子技术基础与技能辅导与练习参考答案重大版
电子技术基础与技能辅导与练习参考答案第一章晶体二极管及其基本应用一、课堂练习题（一）填空题1. 半导体2. 热敏特性、光敏特性、掺杂特性3. 热敏、光敏、掺杂4. 不含杂质的纯净P N PN5. PN6. 单向导电性正极负极截止7. 硅锗硅锗8. 正向反向9. 截止导通电流10. 整流整流电路11. 二极管正向偏置时两端电压与流过电流二极管反向偏置时两端电压与流过电流长时间最大正向最高反向峰值电压12. 非线性13. 半波整流全波整流桥式整流14.U2U2/R L 15. 0.9U20.9U2/R L 16. 滤波17. 充、放电缩短18. 限流电阻19. 1A 20. 略21. AC50V DC50V A B（二）单项选择CADBB DBBBA ADBDA BBD（三）判断题√××××√×√××√×√√√（四）作图题1. 2.3. 4.（五）简答题1.见教材。
2.见教材。
3.见教材。
4.负载RL1和RL2两端是直流电压，RL1两端为上‘+’下‘-’；RL2两端为上‘-’下‘+’。
当变压器输出为正半周时，VD1导通，VD2截止，负载RL1中有至而下的电流流过，负载RL2中没有电流。
当变压器输出为负半周时，VD2导通，VD1截止，负载RL2中有至而下的电流流过，负载RL1中没有电流。
这个电路实际上是两个半波整流组合在一起，可以输出对称的正负双电源。
5.见教材。
6.这个现象是正常的，因为二极管是非线性元件，它的阻值会随着两端电压和流过电流的不同而不同，而指针式万用表电阻档的各个档位的输出电压和电流均不相同（Ｒ×1档的电流最大），所以指针式万用表测二极管，各个档位测试出二极管的阻值不相同。
而普通电阻是线性元件，其阻值不会受两端电压和流过电流的影响，所以各个档位测出电阻的值是一样的。
（六）计算题1.V Uo2.16= 二极管V U RM 5.25≥ mA I F 81≥2.提示：首先判断稳压二极管能否反向击穿，方法是与本书例题1中判断二极管是否导通的方法一样；其次若稳压二极管能反向击穿，就要判断稳压二极管能否正常工作，就要考虑在电路中的实际功耗会不会大于稳压二极管的额定功耗。
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 半导体的基础知识习题及答案
第一章半导体的基础知识一、填空题1、物质按导电能力的强弱可分为、和三大类。
2、电子技术的核心是半导体，它的三个特性是：、、3、半导体中存在着两种载流子，其中带正电的载流子叫做，带负电的载流子叫做；N型半导体中多数载流子是，P型半导体中的多数载流子是。
4、PN结具有性能，即：加电压时PN结导通，加电压时PN结截止。
5、二极管的主要特性是具有。
二极管外加正向电压超过死区电压以后，正向电流会，这时二极管处于状态。
6、晶体二极管的伏安特性可简单理解为正向，反向的特性。
导通后，硅管的管压降约为，锗管约为。
7、整流电路将交流电变为直流电，滤波电路将直流电变为的直流电。
8、整流电路按整流相数，可分为与两种；按被整流后输出电压（或电流）的波形分，又可分为与两种。
9、把脉动直流电变成比较平滑直流电的过程称为。
10、电容滤波电路中的电容具有对交流电的阻抗，对直流电的阻抗的特性，整流后的脉动直流电中的交流分量由电容，只剩下直流分量加到负载的两端。
二、选择题1、稳压管（）A、是二极管B、不是二极管C、是特殊二极管2、稳压管电路如图1—1所示，稳压管的稳压值为（）A、6.3VB、0.7VC、7VD、14V3、稳压管稳压电路如图1—2所示，其中U Z1=7V、U Z2=3V，该电路输出电压为（）A、0.7VB、1.4VC、3VD、7V4、NPN型和PNP型晶体管的区别是（）A、由两种不同材料硅和锗制成的B、掺入杂质元素不同C、P区和N区的位置不同5、三极管的I CEO大，说明其（）A、工作电流大B、击穿电压高C、寿命长D、热稳定性差6、用直流电压表测得放大电路中某晶体管电极1、2、3的电位各为V1=2V，V2=6V，V3=2.7V,m则（）A、1为e 2为b 3为cB、1为e 2为c 3为bC、1为b 2为e 3为cD、1为b 2为c 3为e7、晶体管共发射极输出特性常用一族曲线表示，其中每一条曲线对应一个特定的（）A 、i cB 、U CEC 、I bD 、i E8、P 型半导体中空穴多于自由电子，则P 型半导体呈现的电性为（ ）。
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1.2 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。
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TS U U 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。
1.2.3 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（2~2.5）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 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。
1.2.3 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。
（ ）【解1.1】： 1.× 2.√ 3.× 4. √ 5.√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【解1.2】： 1.A 、B 2.C 、C 3.B 、A 4.A 、B 5.C 6.A 、E 、B 、D 7.B 、A 8.B 、A 9.C1.3 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。
1.4 试求图T1.4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T1.4【解1.4】：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 =0V1.5 在图T1.5所示电路中，已知输入电压u i =5sin ωt （V ），设二极管的导通电压U on =0.7V 。
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T1.5【解1.5】：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 。