第1章半导体器件习题(精)
施敏 半导体器件物理英文版 第一章习题
施敏 半导体器件物理英文版 第一章习题1. （a ）求用完全相同的硬球填满金刚石晶格常规单位元胞的最大体积分数。
（b ）求硅中（111）平面内在300K 温度下的每平方厘米的原子数。
2. 计算四面体的键角，即，四个键的任意一对键对之间的夹角。
（提示：绘出四个等长度的向量作为键。
四个向量和必须等于多少？沿这些向量之一的方向取这些向量的合成。
）3. 对于面心立方，常规的晶胞体积是a 3，求具有三个基矢：（0,0,0→a/2,0,a/2），(0,0,0→a/2,a/2,0),和(0,0,0→0,a/2,a/2)的fcc 元胞的体积。
4. （a ）推导金刚石晶格的键长d 以晶格常数a 的表达式。
（b ）在硅晶体中，如果与某平面沿三个笛卡尔坐标的截距是10.86A ，16.29A ，和21.72A ，求该平面的密勒指数。
5. 指出（a ）倒晶格的每一个矢量与正晶格的一组平面正交，以及（b ）倒晶格的单位晶胞的体积反比于正晶格单位晶胞的体积。
6. 指出具有晶格常数a 的体心立方（bcc ）的倒晶格是具有立方晶格边为4π/a的面心立方（fcc ）晶格。
[提示：用bcc 矢量组的对称性：)(2x z y a a -+=，)(2y x z a b -+=，)(2z y x a c -+= 这里a 是常规元胞的晶格常数，而x ，y ，z 是fcc 笛卡尔坐标的单位矢量：)(2z y a a +=，)(2x z a b +=，)(2y x a c +=。
] 7. 靠近导带最小值处的能量可表达为.2*2*2*22⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=z z y y xx m k m k m k E 在Si 中沿[100]有6个雪茄形状的极小值。
如果能量椭球轴的比例为5:1是常数，求纵向有效质量m*l 与横向有效质量m*t 的比值。
8. 在半导体的导带中，有一个较低的能谷在布里渊区的中心，和6个较高的能谷在沿[100] 布里渊区的边界，如果对于较低能谷的有效质量是0.1m0而对于较高能谷的有效质量是1.0m0，求较高能谷对较低能谷态密度的比值。
半导体物理与器件习题
半导体物理与器件习题目录半导体物理与器件习题 (1)一、第一章固体晶格结构 (2)二、第二章量子力学初步 (2)三、第三章固体量子理论初步 (2)四、第四章平衡半导体 (3)五、第五章载流子输运现象 (5)六、第六章半导体中的非平衡过剩载流子 (5)七、第七章pn结 (6)八、第八章pn结二极管 (6)九、第九章金属半导体和半导体异质结 (7)十、第十章双极晶体管 (7)十一、第十一章金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 (8)十二、第十二章MOSFET概念的深入 (9)十三、第十三章结型场效应晶体管 (9)一、第一章固体晶格结构1．如图是金刚石结构晶胞，若a 是其晶格常数，则其原子密度是。
2．所有晶体都有的一类缺陷是：原子的热振动，另外晶体中常的缺陷有点缺陷、线缺陷。
3．半导体的电阻率为10-3～109Ωcm。
4．什么是晶体？晶体主要分几类？5．什么是掺杂？常用的掺杂方法有哪些？答：为了改变导电性而向半导体材料中加入杂质的技术称为掺杂。
常用的掺杂方法有扩散和离子注入。
6．什么是替位杂质？什么是填隙杂质？7．什么是晶格？什么是原胞、晶胞？二、第二章量子力学初步1．量子力学的三个基本原理是三个基本原理能量量子化原理、波粒二相性原理、不确定原理。
2．什么是概率密度函数？3．描述原子中的电子的四个量子数是：、、、。
三、第三章固体量子理论初步1．能带的基本概念◼能带（energy band）包括允带和禁带。
◼允带（allowed band）：允许电子能量存在的能量范围。
◼禁带（forbidden band）：不允许电子存在的能量范围。
◼允带又分为空带、满带、导带、价带。
◼空带（empty band）：不被电子占据的允带。
◼满带（filled band）：允带中的能量状态（能级）均被电子占据。
导带：有电子能够参与导电的能带，但半导体材料价电子形成的高能级能带通常称为导带。
价带:由价电子形成的能带，但半导体材料价电子形成的低能级能带通常称为价带。
01常用半导体器件练习题
第1章常用半导体器件一．选择题1、半导体导电的载流子是____C____，金属导电的载流子是_____A__。
A．电子B．空穴C．电子和空穴Ｄ．原子核2、在纯净半导体中掺入微量3价元素形成的是___A_____型半导体。
A. PB. NC. PND. 电子导电3、纯净半导体中掺入微量5价元素形成的是____B____型半导体。
A. PB. NC. PND. 空穴导电4、N型半导体多数载流子是B，少数载流子是 A ；P型半导体中多数载流子是A ，少数载流子是B 。
A．空穴B．电子Ｃ．原子核Ｄ．中子5、杂质半导体中多数载流子浓度取决于 D ，少数载流子浓度取于 B 。
A．反向电压的大小B．环境温度C．制作时间D．掺入杂质的浓度6、PN结正向导通时，需外加一定的电压U，此时，电压U的正端应接PN结的 A ，负端应接PN结 B 。
A．P区B．N区7、二极管的反向饱和电流主要与 B 有关。
(当温度一定时，少子浓度一定，反向电流几乎不随外加电压而变化，故称为反向饱和电流。
)A．反向电压的大小B．环境温度C．制作时间D．掺入杂质的浓度8、二极管的伏安特性曲线反映的是二极管 A 的关系曲线。
A．V D-I D B．V D-r D C．I D-r D D．f-I D9、用万用表测量二极管的极性，将红、黑表笔分别接二极管的两个电极，若测得的电阻很小（几千欧以下），则黑表笔所接电极为二极管的 C 。
A．正极B．负极C．无法确定10、下列器件中， B 不属于特殊二极管。
A．稳压管B．整流管C．发光管D．光电管11、稳压二极管稳压，利用的是稳压二极管的 C 。
A．正向特性B．反向特性C．反向击穿特性12、稳压管的稳定电压V Z是指其 D 。
A ．反向偏置电压B ．正向导通电压C ．死区电压D ．反向击穿电压13、光电二极管有光线照射时，反向电阻 A 。
(反压下，光照产生光电流)A ．减少B ．增大C ．基本不变D ．无法确定14、三极管的主要特征是具有____C____作用。
第一章 半导体器件知识
第一章《半导体器件的基础知识》一、填空：1、半导体的导电能力随着（掺入杂质）、（光照）、（温度）和（输入电压和电流的改变）条件的不同而发生很大的变化，其中，提高半导体导电能力最有效的办法是（掺入杂质）。
2、（纯净的半导体）叫本征半导体。
3、半导体可分为（P ）型半导体和（N ）型半导体，前者( 空穴)是多子，（电子）是少子。
4、PN结加（正向电压）时导通，加（反向电压）时截止，这种特性称为（单向导电）性。
5、PN结的反向击穿可分为（电）击穿和（热）击穿，当发生（热）击穿时，反向电压撤除后，PN结不能恢复单向导电性。
6、由于管芯结构的不同，二极管可分为（点）接触型、（面）接触型、（平面）接触型三种，其中（点）接触型的二极管PN结面积（小），适宜半导体在高频检波电路和开关电路，也可以作小电流整流，面接触型和平面型二极管PN结接触面（大），载流量（大），适于在（大电流）电路中使用。
7、二极管的两个主要参数是（最大整流电流）和（最高反向电压）使用时不能超过，否则会损坏二极管。
8、在一定的范围内，反向漏电流与反加的反向电压（无关），但随着温度的上升而（上升），反向饱和电流越大，管子的性能就越（差）。
9、硅二极管的死区电压为（0、5）V，锗二极管的死区电压为（0、2）V。
10、三极管起放大作用的外部条件（发射结正偏）和（集电结反偏）11、晶体三极管具有电流放大作用的实质是利用（基极）电流实现对（集电极）电流的控制。
12、3DG8D表示（NPN型硅材料高频小功率三极管）；3AX31E表示（PNP型锗材料低频小功率三极管）。
13、三极管的恒流特性表现在（放大）区，在饱和区，三极管失去（放大）作用，集电结、发射结均（正）偏。
14 集---射击穿电压V（BR）CEO是指（基极开路）时集电极和发射极间所承受的最大反向电压，使用时，集电极电源电压应（＞）这个数值。
15三极管的三种基本联结方式可分为（共基极电路），（共集电极电路）和（共发射极电路）。
半导体器件自测题及习题题解
第一章 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-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其RGS 大的特点。
（ ）6、若耗尽型N 沟道MOS 管的UGS 大于零，则其输入电阻会明显变小。
（ ） 解：1、√ 2、× 3、√ 4、× 5、√ 6、×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. 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 。
A. ISeU B.TU U I eS C.)1e(S －TU U I3、稳压管的稳压区是其工作在 。
A. 正向导通B.反向截止C.反向击穿4、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 5、UGS ＝0V 时，能够工作在恒流区的场效应管有 。
A. 结型管 B. 增强型MOS 管 C. 耗尽型MOS 管 解：1、A 2、C 3、C 4、B 5、A C三、写出如图所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压UD ＝0.7V 。
解：UO1≈1.3V ，UO2＝0，UO3≈－1.3V ，UO4≈2V ，UO5≈1.3V ，UO6≈－2V 。
四、已知稳压管的稳压值U Z ＝6V ，稳定电流的最小值I Zmin ＝5mA 。
求如图所示电路中U O1和U O2各为多少伏。
解：U O1＝6V ，U O2＝5V 。
五、某晶体管的输出特性曲线如图T1.5所示，其集电极最大耗散功率P CM ＝200mW ，试画出它的过损耗区。
模拟电路1习题及解答
8. 稳压二极管电路如图所示，稳压二极管的参数为：UZ＝8V，IZmin＝5mA，
PZM＝240mW，限流电阻R＝390，负载电阻RL＝510，输入电压UI＝17V。
（1）求输出电压Uo及稳压管电流IDZ；
（2）若UI增加20%，RL开路，分析稳压二极管是否安全。
（1）Uo＝8V，IDZ＝7.4mA
5
1. 二极管电路如图所示，设二极管的导通电压UD(on)＝0.7V，试求出各电路 的输出电压Uo。
3kΩ R
3kΩ R
6V
3kΩ R Uo
6V
3kΩ R Uo
6V
Uo
6V
Uo
12V
12V
（a）
（b）
（c）
（d）
（a）二极管导通，输出电压Uo＝6－0.7＝5.3V （b）二极管截止，输出电压Uo＝0 （c）二极管截止，输出电压Uo＝12V （d）二极管导通，输出电压Uo＝6＋0.7＝6.7V
（e）β＝121，α＝0.992， iB＝6μA
16
12. 某双极型晶体管，共射放大倍数β的范围为110≤β≤180。试求对应的共基 放大倍数α的范围。如果基极电流为iB＝50µA，试求集电极电流iC的范围。
iE iC iB
iC iB
iE 1 iB
iC iE
iC 1 iE
1
D
I1
VDD1 4V
I2 R
VDD2
12V
Io RL 1kΩ Uo
R＝1kΩ，二极管截止。I1＝0，I2＝－6mA，Io＝6mA，Uo＝6V R＝5kΩ，二极管导通。I1＝1.56mA，I2＝－1.74mA，Io＝3.3mA，Uo＝3.3V
9
5. 二极管电路如图所示，D1、D2为硅二极管，即二极管的导通电压UD(on)＝ 0.7V，已知ui＝10sinωt (V)，画出输出电压波形。
半导体器件习题
半导体器件物理习题 第一章 １ 设晶体的某晶面与三个直角坐标轴的截距分别为２ａ，３ａ，４ａ，其中ａ为晶格常数，求该晶面的密勒指数。
２ 试推导价带中的有效态密度公式2322[2hkT m N p V π=。
提示：价带中的一个状态被空穴占据的几率为１－Ｆ（Ｅ），其中Ｆ（Ｅ）为导带中电子占据能量Ｅ的几率函数。
３ 室温３００Ｋ下，硅的价带有效态密度为１．０４×１０１９ｃｍ－３，砷化镓的为７×１０１８ｃｍ－３，求相应的空穴有效质量，并与自由电子的质量相比较。
４ 计算在液氮温度下７７Ｋ、室温３００Ｋ及１００℃下硅中Ｅｉ的位置，设ｍｐ＝０．５ｍ０，ｍｎ＝０．３ｍ０。
并说明Ｅｉ位于禁带中央的假设是否合理。
５ 求３００Ｋ时下列两种情况下硅的电子和空穴浓度及费米能级： （ａ） 掺１×１０１６原子／ｃｍ３的硼， （ｂ） 掺３×１０１６原子／ｃｍ３的硼及２．９×１０１６原子／ｃｍ３的砷。
６ 假定满足杂质完全电离的条件，求出在掺磷浓度分别为１０１５ 、１０１７、１０１９原子／ｃｍ３时，硅在室温下的费米能级。
根据计算结果得到的费米能级验证这三种情况下杂质完全电离的假设是否成立。
７ 计算３００Ｋ时，迁移率为１０００ｃｍ２／Ｖｓ的电子平均自由时间和平均自由程，设ｍｎ＝０．２６ｍ０。
８ 在均匀ｎ型半导体样品的某一点注入少数载流子（空穴），样品的两端加５０Ｖ／ｃｍ的电场，电场使少数载流子在１００μｓ中运动１ｃｍ，求少子的漂移速度和扩散系数。
９ 求本征硅及本征砷化镓在３００Ｋ时的电阻率。
１０ 一不知掺杂浓度的样品，用霍耳测量得到下述的数据：Ｗ＝０．０５ｃｍ，Ａ＝１．６×１０－３ｃｍ２，Ｉ＝２．５ｍＡ，磁场为３０ｎＴ（１Ｔ＝１０４Ｗｂ／ｃｍ２）。
若测得霍耳电压为１０ｍＶ，求该半导体样品的霍耳系数、导电类型、多数载流子浓度、电阻率和迁移率。
（电阻率参数可查表得到） １１ ｎ型硅薄片，厚度为Ｗ，过剩载流子从薄片的一个表面注入，在对面被抽出，对面的空穴浓度为ｐｎ（Ｗ）＝ｐｎ０。
第1章 半导体器件习题及答案
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
压 Vo 为______。(设二极管的导通压降 0) A.5.6V B.-4.3V C.-5V D.6V
图 1.15
图 1.16
图 1.17
图 1.18
17、二极管电路如上图 1.17 所示，判断图中二极管是导通还是截止后，可管的导通压降为 0.7V) A.0V B.-0.7V C.-1.7V D.1V 18、二极管电路如上图 1.18 所示，判断图中二极管是导通还是截止后，可确定电路的输出电
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。（ ）
常用半导体器件复习题
常用半导体器件复习题第1章常用半导体器件一、判断题（正确打“√”，错误打“某”，每题1分）1．在N型半导体中，如果掺入足够量的三价元素，可将其改型成为P型半导体。
（）2．在N型半导体中，由于多数载流子是自由电子，所以N型半导体带负电。
（）3．本征半导体就是纯净的晶体结构的半导体。
（）4．PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（）5．使晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正偏，且集电结也是正偏。
（）6．晶体三极管的β值，在任何电路中都是越大越好。
()7．模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。
()8．稳压二极管正常工作时,应为正向导体状态。
()9．发光二极管不论外加正向电压或反向电压均可发光。
()10．光电二极管外加合适的正向电压时，可以正常发光。
()一、判断题答案：（每题1分）1．√；2．某；3．√；4．√；5．某；6．某；7．√；8．某；9．某；10．某。
二、填空题（每题1分）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2．由于浓度不同而产生的电荷运动称为3．晶体二极管的核心部件是一个，它具有单向导电性。
4．二极管的单向导电性表现为：外加正向电压时，外加反向电压时截止。
5．三极管具有放大作用的外部条件是发射结正向偏置，集电结偏置。
6．场效应管与晶体三极管各电极的对应关系是：场效应管的栅极G对应晶体三极管的基极b，源极S对应晶体三极管，漏极D对应晶体三极管的集电极c。
7．PN结加正向电压时，空间电荷区将8．稳压二极管正常工作时，在稳压管两端加上一定的电压，并且在其电路中串联一支限流电阻，在一定电流范围内表现出稳压特性，且能保证其正常可靠地工作。
9．晶体三极管三个电极的电流I、I、I的关系为：EBC10．发光二极管的发光颜色决定于所用的，目前有红、绿、蓝、黄、橙等颜色二、填空题答案：（每题1分）1．空穴2．扩散运动3．PN结4．导通5．反向6．发射机e7．变薄8．反向9．I＝I＋IEBC10．材料三、单项选择题（将正确的答案题号及内容一起填入横线上，每题1分）1．在本征半导体中加入元素可形成N型半导体，加入三价元素可形成P型半导体。
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)电子电路基础习题册参考答案-第一章
电子电路基础习题册参考答案（第三版）全国中等职业技术第一章常用半导体器件§1-1 晶体二极管一、填空题1、物质按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三大类，最常用的半导体材料是硅和锗。
2、根据在纯净的半导体中掺入的杂质元素不同，可形成N 型半导体和P 型半导体。
3、纯净半导体又称本征半导体，其内部空穴和自由电子数相等。
N型半导体又称电子型半导体，其内部少数载流子是空穴；P型半导体又称空穴型半导体，其内部少数载流子是电子。
4、晶体二极管具有单向导电性，即加正向电压时，二极管导通，加反向电压时，二极管截止。
一般硅二极管的开启电压约为0.5 V，锗二极管的开启电压约为0.1 V；二极管导通后，一般硅二极管的正向压降约为0.7 V,锗二极管的正向压降约为0.3 V。
5.锗二极管开启电压小，通常用于检波电路，硅二极管反向电流小，在整流电路及电工设备中常使用硅二极管。
6.稳压二极管工作于反向击穿区，稳压二极管的动态电阻越小，其稳压性能好。
7在稳压电路中，必须串接限流电阻，防止反向击穿电流超过极限值而发生热击穿损坏稳压管。
8二极管按制造工艺不同，分为点接触型、面接触型和平面型。
9、二极管按用途不同可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、开关、热敏、发光和光电二极管等二极管。
10、二极管的主要参数有最大整流电流、最高反向工作电压、反向饱和电流和最高工作频率。
11、稳压二极管的主要参数有稳定电压、稳定电流和动态电阻。
12、图1-1-1所示电路中，二极管V1、V2均为硅管，当开关S与M相接时，A点的电位为无法确定V,当开关S与N相接时，A点的电位为0 V.13图1-1-2所示电路中，二极管均为理想二极管，当开关S打开时，A点的电位为10V 、流过电阻的电流是4mA ；当开关S闭合时，A点的电位为0 V，流过电阻的电流为2mA 。
14、图1-1-3所示电路中，二极管是理想器件，则流过二极管V1的电流为0.25mA ，流过V2的电流为0.25mA ,输出电压U0为+5V。
半导体物理习题答案
半导体物理习题答案 The document was prepared on January 2, 2021第一章半导体中的电子状态例1.证明:对于能带中的电子，K状态和-K状态的电子速度大小相等,方向相反。
即：v(k)= －v(－k)，并解释为什么无外场时，晶体总电流等于零。
解：K状态电子的速度为：（1）同理，－K状态电子的速度则为：（2）从一维情况容易看出：（3）同理有：（4）（5）将式（3）（4）（5）代入式（2）后得：（6）利用（1）式即得：v(－k)= －v(k)因为电子占据某个状态的几率只同该状态的能量有关，即：E(k)=E(－k)故电子占有k状态和-k状态的几率相同，且v(k)=－v(－k)故这两个状态上的电子电流相互抵消，晶体中总电流为零。
例2.已知一维晶体的电子能带可写成：式中，a为晶格常数。
试求：（1）能带的宽度；（2）能带底部和顶部电子的有效质量。
解：（1）由E(k)关系（1）（2）令得：当时，代入（2）得：对应E(k)的极小值。
当时，代入（2）得：对应E(k)的极大值。
根据上述结果，求得和即可求得能带宽度。
故：能带宽度（3）能带底部和顶部电子的有效质量：习题与思考题：1 什么叫本征激发温度越高，本征激发的载流子越多，为什么试定性说明之。
2 试定性说明Ge、Si的禁带宽度具有负温度系数的原因。
3 试指出空穴的主要特征。
4 简述Ge、Si和GaAs的能带结构的主要特征。
5 某一维晶体的电子能带为其中E0=3eV，晶格常数a=5×10-11m。
求：（1）能带宽度；（2）能带底和能带顶的有效质量。
6原子中的电子和晶体中电子受势场作用情况以及运动情况有何不同原子中内层电子和外层电子参与共有化运动有何不同7晶体体积的大小对能级和能带有什么影响8描述半导体中电子运动为什么要引入“有效质量”的概念用电子的惯性质量描述能带中电子运动有何局限性9 一般来说，对应于高能级的能带较宽，而禁带较窄，是否如此为什么10有效质量对能带的宽度有什么影响有人说：“有效质量愈大，能量密度也愈大，因而能带愈窄。
模电第1章 半导体器件练习2016(有答案)
二极管和三极管练习题1、N型半导体中的多数载流子是( A )，而P型半导体中的多数载流子是( B)。
A.自由电子B.空穴C.正离子D. 负离子2、要得到P型半导体，可在本征半导体硅或锗中掺入少量的( A )，要得到N型半导体，则需要掺入少量的( C )。
A.三价元素B.四价元素C.五价元素D.六价元素3、杂质半导体中多数载流子浓度( B )。
A.只与温度有关B.取决于掺杂浓度，几乎与温度无关C.与温度无关D.与掺杂浓度和温度都无关4、PN结正偏是指( B )。
区电位高于P区区电位高于N区C.与外加电压无关区和N区电位相等5、在常温下，硅二极管的开启电压约为( C )V。
A.0.1 、当温度升高时，二极管伏安特性曲线的正向部分( C )，反向特性曲线( B )。
A.上移B.下移C.左移D.右移7、理想二极管模型相当于( A )。
A.一个理想开关B.一个恒压源C.一个动态电阻D.一条斜线8、理想二极管构成的电路如图所示，则（C ）。
A．V截止U0＝－10VB．V截止U0＝－3VC．V导通U0＝－10VD．V导通U0＝－6V9、由理想二极管构成的电路如图所示，电压U AB=( B )。
A. -3VB. -12VC. 0VD. - 15V10、理想二极管构成的电路如图，则( D )。
截止U0=-4V导通U0=+4V截止U0=+8V导通U0=+12V11、图示电路中，D1、D2为理想二极管，则ao两端的电压为（C）。
A．－3VB．0VC．1VD．4V12、图示电路，二极管VD1，VD2为理想元件，则U AB 为（C）伏。
A．－12VB．15VC．0VD．3V13、如图所示电路中的二极管性能均为理想，电路中的电压U AB=（C）。
14、二极管电路如图所示。
输入电压只有0V或5V两个取值。
利用二极管理想模型分析，在v I1和v I2电压的不同组合情况下，输出电压v O的值是（A）。
的b列的c列的a列的d列15、图示电路中，二极管导通时压降为，若U A=0V,U B=3V,则U O为（ B ）。
半导体器件(附答案)
第一章、半导体器件（附答案）一、选择题1．PN 结加正向电压时，空间电荷区将 ________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 ________A 。
B. C.3．稳压管的稳压是其工作在 ________A. 正向导通B. 反向截止C. 反向击穿区4．V U GS 0=时，能够工作在恒流区的场效应管有 ________A. 结型场效应管B. 增强型 MOS 管 C 。
耗尽型 MOS 管5．对PN 结增加反向电压时，参与导电的是 ________A 。
多数载流子 B. 少数载流子 C. 既有多数载流子又有少数载流子6．当温度增加时，本征半导体中的自由电子和空穴的数量 _____A. 增加B. 减少 C 。
不变7．用万用表的 R × 100 Ω档和 R × 1K Ω档分别测量一个正常二极管的正向电阻,两次测量结果 ______A. 相同B. 第一次测量植比第二次大 C 。
第一次测量植比第二次小8．面接触型二极管适用于 ____A. 高频检波电路B. 工频整流电路9．下列型号的二极管中可用于检波电路的锗二极管是： ____A. 2CZ11B. 2CP10 C 。
2CW11 D.2AP610．当温度为20℃时测得某二极管的在路电压为V U D 7.0=.若其他参数不变，当温度上升到40℃，则D U 的大小将 ____A. 等于 0。
7V B 。
大于 0。
7V C 。
小于 0。
7V11．当两个稳压值不同的稳压二极管用不同的方式串联起来，可组成的稳压值有 _____ A 。
两种 B. 三种 C 。
四种12．在图中，稳压管1W V 和2W V 的稳压值分别为6V 和7V ，且工作在稳压状态,由此可知输出电压O U 为 _____A. 6VB. 7VC. 0V D 。
1V13．将一只稳压管和一只普通二极管串联后，可得到的稳压值是（ ）A 。
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1章课后习题参考题答案
第1章课后习题参考题答案第⼀章半导体器件基础1．试求图所⽰电路的输出电压Uo，忽略⼆极管的正向压降和正向电阻。
解：（a）图分析：1）若D1导通，忽略D1的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所⽰，则U O=1V，U D2=1-4=-3V。
即D1导通，D2截⽌。
2）若D2导通，忽略D2的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所⽰，则U O=4V，在这种情况下，D1两端电压为U D1=4-1=3V，远超过⼆极管的导通电压，D1将因电流过⼤⽽烧毁，所以正常情况下，不因出现这种情况。
综上分析，正确的答案是 U O= 1V。
（b）图分析：1.由于输出端开路，所以D1、D2均受反向电压⽽截⽌，等效电路如图所⽰，所以U O=U I=10V。
2．图所⽰电路中，E解：由于Eu oE u i3．选择正确的答案填空在图所⽰电路中，电阻R为6Ω，⼆极管视为理想元件。
当普通指针式万⽤表置于R×1Ω挡时，⽤⿊表笔(通常带正电)接A点，红表笔(通常带负电)接B点，则万⽤表的指⽰值为( a )。
a.l8Ω，b.9Ω，c.3Ω，d.2Ω,e.0Ω解：由于A端接电源的正极，B端接电源的负极，所以两只⼆极管都截⽌，相当于断开，等效电路如图，正确答案是18Ω。
4．在图所⽰电路中，uI =10sinωt V，E = 5V，⼆极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压uo的波形。
解：（a ）图当u I ＜E 时，D 截⽌，u O =E=5V ；当u I ≥E 时，D 导通，u O =u I u O 波形如图所⽰。
（b ）图当u I ＜-E=-5V 时,D 1导通D 2截⽌，uo=E=5V ；当-E ＜u I ＜E 时，D 1导通D 2截⽌，uo=E=5V ；当u I ≥E=5V 时，uo=u I所以输出电压u o 的波形与（a ）图波形相同。
5．在图所⽰电路中，试求下列⼏种情况下输出端F 的电位UF 及各元件(R 、DA 、DB)中通过的电流：( 1 )UA=UB=0V ；( 2 )UA= +3V ，UB = 0 V 。
模拟电子技术(第2版)课后习题答案第一章
第一章 半导体器件1.1 电路如图P1.1所示，设二极管为理想的，试判断下列情况下，电路中的二极管是导通还是截止，并求出AO 两端的电压AO U 。
（1）V V DD 61=，V V DD 122=；（2）V V DD 61=、V V DD 122-=；（3）V V DD 61-=、V V DD 122-=。
解：1、当V V DD 61=、V V DD 122=时，假设二极管是截止的，则V V B 6=、V V A 12=二极管承受反偏电压，所以二极管截止假设成立。
V V U DD AO 122==。
2、当V V DD 61=、V V DD 122-=时，假设二极管是截止的则V V B 6=、V V A 12-=二极管承受正偏电压，所以二极管截止假设不成立，二极管导通。
V V U DD AO 61==。
3、当V V DD 61-=、V V DD 122-=时，假设二极管是截止的，则V V B 6-=、V V A 12-= 二极管承受正偏电压，所以二极管截止假设不成立，二极管导通。
V V U U DD BO AO 61-===。
1.2 二极管电路如图P1.2所示，二极管的导通电压VU D 7.0)on (=，试分别求出Ω=k R 1、Ω=k R 4时，电路中的电流O I I I 、、21和输出电压O U 。
解：1、当Ω=k R 1时，假设二极管是截止的，则mA I I O 5.41192=+=-= V R I U V L O O B 5.415.4-=⨯-===V V A 3-= (V V V B A 5.1=-)由上分析可知，二极管承受正偏电压导通（假设不成立）故可得其等效电路如图P1.2b 所示：根据KCL 、 KVL ：⎪⎩⎪⎨⎧+-=-+=+=RI R I R I I I I LO O222197.039 解之：mA I mAI mA I 3.56.17.3210==-=V R I U L O O 7.317.3-=⨯-==2、当Ω=k R 4时，假设二极管是截止的，则mA I I O 8.11492=+=-=VR I U V L O O B 8.118.1-=⨯-===V V A 3-= V U U B A 2.1-=-由上分析可知，二极管承受反偏电压截止（假设成立）01=I mA I I 8.102=-=V R I U L O O 8.118.1-=⨯-==3.3 设二极管为理想的，试判断P1.3所示电路中各二极管是导通还是截止，并求出AO两端的电压AO U解：（a ）假设21V V 、均截止，则V V A 10=、V V B 6-=、V V O 0=， 21V V 、均承受正偏电压，但2V 管的正向偏值电压更大，故它首先导通。
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 Ω6VA。
第一章 电力半导体器件(基础教育)
电力电子变流技术试题汇总 （第一章 电力半导体器件）一、填空题1.晶闸管是三端器件，三个引出电极分别是，阳极、门极和__阴__极。
2.晶闸管额定通态平均电流I VEAR 是在规定条件下定义的，是晶闸管允许连续通过__工频__正弦半波电流的最大平均值。
3.处于阻断状态的晶闸管，只有在阳极承受正向电压，且__门极加上正向电压 _时，才能使其开通。
4.晶闸管额定通态平均电流I VEAR 是在规定条件下定义的，条件要求环境温度为_+400__。
5.对同一只晶闸管，断态不重复电压U DSM 与转折电压U BO 数值大小上有U DSM __小于_U BO 。
6..对同一只晶闸管，维持电流I H 与擎住电流I L 在数值大小上有I L _≈（2～4）_I H 。
7..晶闸管反向重复峰值电压等于反向不重复峰值电压的_90%___。
8.普通逆阻型晶闸管的管芯是一种大功率__四__层结构的半导体元件。
9.可关断晶闸管（GTO ）的电流关断增益βoff 的定义式为minoff G AI I -=β。
10.晶闸管门极触发刚从断态转入通态即移去触发信号，能维持通态所需要的最小阳极电流，称为____擎住电流I L __。
11..晶闸管的额定电压为断态重复峰值电压U DRm 和反向重复峰值电压U RRm 中较_小__的规化值。
12.普通晶闸管的额定电流用通态平均电流值标定，双向晶闸管的额定电流用__有效值_标定。
13.普通晶闸管属于__半控型_器件，在整流电路中，门极的触发信号控制晶闸管的开通，晶闸管的关断由交流电源电压实现。
14.IGBT 的功率模块由IGBT 和_快速二极管_芯片集成而成。
15.对于同一个晶闸管，其维持电流I H _ 小于_擎住电流I L 。
16.2.可用于斩波和高频逆变电路，关断时间为数十微秒的晶闸管派生器件是__快速晶闸管____。
17.功率集成电路PIC 分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是__智能功率集成电路（SPIC）。
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(2)计算该两级放大电路的电压放大倍数Au及输入电阻ro和输 出电阻ri
第1章 半导体器件 习题答案（部分）
2.五、电子、空穴 4.少子 7．无
3.三、空穴、电子 6.（a） 8．Ｐ Ｎ Ｎ Ｐ
9．等于、大于、变窄、小于、变宽。
U
13.
I e 1
dI D
Re
Rb
10V 6V
10V 6V
(a)
(b)
29.场效应管又称为单极性管,因为_____;半导体三极管
又称为双极性管,因为______。
30.半导体三极管通过基极电流控制输出电流,所以属于 ______控制器件，其输入电阻_____;场效应管通过控制 栅极电极,控制输出电流,所以属于_____控制器件,其输 入电阻______。
IB =IE-IC =0.04mA
25.
NPN
β=40
b c e α=0.976
(a)
PNP e cb
β=60 α=0.98
(b)
0.1mA 4mA 4.1mA
6.1mA 6mA 0.1mA
return
26.（1）NPN 硅 b、e、c （2）NPN 锗 b、e、c （3）PNP 硅 c、b、e （4）PNP 锗 c、b、e
11.什么是PN结的电容效应？何谓势垒电容、扩散电容。PN 结正向运用时，主要考虑什么电容？反向运用时，主要考虑 何种电容？
12.二极管的直流电阻RD和交流电阻rd有何不同？如何在伏安 特性上表示？
return
U
13.二极管的伏安特性方程为 ID IS (eUT 1)
试推导二极管正向导通时的交流电阻
波形.
+
+
VD
ui
R
uo
_
_
+
+
R
ui
VD uo
_
_
+ VD
ui
_
5V
+ R
uo
_
+
+
R
VD
ui
uo
_
5V
_
(a)
(b)
(c)
(d)
return
16.电路如图所示,ui 5sin t(V ),试画出输出电压 uo的波形.
+ R
ui
VD1
_
+
VD2
uo
1V
_
(a)
+ R VD1
ui
1V
_
+
VD2
(1)计算静态工作点参数IDQ、UGSQ、UDSQ。 (2)若静态工作点处跨导gm=2mA/V,计算Au、ri、ro。
C1
+ Ui _
+UDD=+18V
200kΩ
10kΩ
+ C2 +
V
2.2ＭΩ
62kΩ
10kΩ
10kΩ Uo
_
return
38.源极跟随器电路如图所示,设场效应管参数UP=-2V， IDSS=1mA
r dU
UT
d
dI
I
室温下 UT 26mV ，当正向电流分别为1mA 、2mA 时估算
其电阻的值
14.稳压二极管是利用二极管的＿＿＿特性进行稳压的。（a） 正向导通；（b）反向截止；（c）反向击穿
15.二极管电路如图所示,已知输入电压 ui 30 sin t(V ) ,二
极管的正向压降和反向电流均可忽略.试画出输出电压uo 的
ωωtt
(a)
(b)
17.（a）Uo= +6V （b）Uo= -6V 18.高、窄、大
19.（a）、（b）；（a）、（a）；（b）、（b）。
50 20.
IC
(21)mA
IB (4020)A
21.（a）、（b）
22.增大、增大、减小
23.
1
49
IC =αIE=1.96mA
第1章 半导体器件习题
1.什么是本征半导体？什么是杂质半导体？各有什么特点。
2.N型半导体是在本征半导体中掺入____价元素，其多数 载流子是____ ，少数载流子是____。
3.Ｐ型半导体是在本征半导体中掺入___价元素，其多数 载流子是____，少数载流子是____。
4.在室温附近，温度升高，杂志半导体中____的浓度将明 显增加。 5. 什么是载流子的扩散运动、漂流运动？他们的大小主 要与什么有关？ ６. 在室温下，对于掺入相同数量杂质的Ｐ型、N型半导 体，其导电能力___。（ａ）二者相同； （ｂ）Ｎ型导电 能力强；（ｃ）Ｐ型导电能力强；
dIS (eUT 1)
rd
dU
dU
U
UT
1
ID
S
UT
UT
r UT
26
d
ID
ID
(常温下UT = 26mV)
当ID=1mA时，rd= 26Ω；当ID= 2mA时， rd= 13Ω
14.（c）
return
15.
ωt
ωt
(a)
uo
ωt
(c)
பைடு நூலகம்ωt
(b)
uo
ωt ωt
(d)
16.
uo
uo
ωωtt
return
31.简述N沟道结型场效应管的工作原理.
32.简述绝缘栅N沟道增强型场效应管的工作原理. 33.绝缘栅N沟道增强型与耗尽型场效应管有何不同?
34.场效应管的转移特性曲线如图所示,试表出管子的类型 (N沟道还是P沟道,增强型还是耗尽型,结型还是绝缘型)
iD
IDSS
iD
iD
IDSS
UT
iD
（5） UBE =-0.2V, UCE =-0.3V （6） UBE =-0.2V, UCE =-4V （7） UBE =0V, UCE =-4V
return
28.电路如图所示,已知三极管为硅管,UBE=0.7V，β=50， ICBO可不计,若IC=2mA希望,试求(a)图Re和（b）图Rb的
值,并将二者进行比较。
0
uGS
-Up
0 uGS
-Up
(a)
0 uGS
(b)
0 UT
uGS
(c)
(d)
return
35.已知N沟道结型场效应管的IDSS=2mA,UP=-4V画出它的转
移特性曲线.
36.已知某MOS场效应观的输出特性如图所示,分别画出时 的转移特性曲线.
iD/mA
4
3
2
1
0
3
6
9
uDS/V
return
37.场效应管放大电路及管子转移特性如图所示.
27.（1）NPN 硅 饱和 （2）NPN 硅 放大 （3）NPN 硅 截止 （4）PNP 锗 饱和 （5）PNP 锗 放大 （6）PNP 锗 截止
28.（a）UBE+IERe-6=0 Re=2.65kΩ （b）IBRb+UBE=6 Rb=132.5kΩ
return
U2=2.6V U2=3V U2=14.3V U2=14.8V
U3=15V U3=15V U3=15V U3=15V
27.用万用表测量某些三极管的管压降为下列几组值,说明每
个管子是NPN型还是PNP型,是硅管还是锗管,并说明它们工作
在什么区域.
（1）UBE =0.7V, UCE = 0.3V （2）UBE =0.7V, UCE = 4V （3）UBE =0V, UCE =4V
return
７.PN结是如何形成的？在热平衡下，PN结中有无净电流流过？
8.PN结中扩散电流的方向是____ ，漂移电流的方向是____ 。
9.PN结未加外部电压时，扩散电流____漂移电流；加正向 电压时，扩散电流____漂移电流，其耗尽层____；加反 向电压时，扩散电流____漂移电流,其耗尽层____； 10.什么是PN结的击穿现象？击穿有哪两种？击穿是否意味PN 结坏了？为什么？
(1)用解析法确定静态工作点ID、UGS、UDS及工作点跨导 (2)计算Au、ri、ro。
RG1 2ＭΩ
+UDD=+15V
C1
+ Ui _
RG２ 560kΩ
V C2
+
12KΩ
RS
RL
Uo
12kΩ
_
39.由场效应管及三极管组成两级放大电路如图所示,场效应
管参数为IDSS=2mA，gm=1mA/V;三极管参数rbb’=86Ω，β=80
(3)估算它们β 和α的值.
(a)
0.1mA 4mA
6.1mA
(b) ( 0.1mA)
return
26.放大电路中，测得几个三极管的三个电极电压U1、U2、U3
分别为下列各组数值，判断它们是NPN型还是PNP型，是硅管
还是锗管，并确定e、b、c。
（1）U1=3.3V （2）U1=3.2V （3）U1=6.5V （4）U1=8V
20.工作在放大区的某三极管，当IB从20μA增大40μA到时， IC从1mA变成2mA。它的β约为 。(50,100,200)
21.工作在放大状态的三极管，流过发射结的电流主要 是 ,流过集电结的电流主要是 。 (a)扩散电流, (b)漂移电流
22.当温度升高时,三极管的β ,反向饱和电流ICBO , UBE _____ 。
return
23.某三极管,其α=0.98,当发射极电流为2mA时,基极电流是 多少?该管的β为多大?
另一只三极管,其β=100,当发射极电流为5mA时,基极电 流是多少?该管的α为多大?