半导体基础与二极管应用练习题

一、选择题

1．在N型半导体中，多数载流子为电子，N型半导体（）

A、带正电

B、带负电

C、不带电

D、不能确定

2．如果在NPN型三极管放大电路中测得发射结为正向偏置，集电结也为正向偏置，则此管

的工作状态为（）

A、放大状态

B、饱和状态

C、截止状态

D、不能确定

3．在一个放大电路中，测得某三极管各极对地的电位为U1=3V，U2=﹣3V，U3=﹣2.7V，则可

知该管为（）。

A. PNP锗管

B. NPN硅管

C. NPN锗管

D. PNP硅管

4、已知某三极管的三个电极电位为6V, 2.7V, 2V, 则可判断该三极管的类型及工作状态

为（）。

A、NPN型，放大状态

B、PNP型，截止状态

C、NPN型，饱和状态

D、PNP型，放大状态

5.已知某晶体管处于放大状态，测得其三个极的电位分别为 6V、

9V 和 6.3V，则 6V所对应的电极为（）。

A. 发射极

B.集电极

C.基极

6．二极管的反向电阻（）。

A．小 B．大 C．中等 D．为零

7．测得晶体管三个电极的静态电流分别为 0.06mA，3.66mA 和 3.6mA 。则该管的β为

（）。

A．70 B．40 C．50 D．60

8．在单相桥式整流电路中，变压器次级电压为10V（有效值），则每只整流二极管承受的最

大反向电压为（）

A.10V

B.102 V

C. 10/2V

D.20V

9．桥式整流加电容滤波电路，设整流输入电压为20V，此时，输出的电压约为( )

A.24V

B.18V

C.9V

D.28.2V

10．两个硅稳压管，U z1 = 6V，U z2=9V, 下面那个不是两者串联时可能得到的稳压值（）。

A. 15 V

B. 6.7 V

C. 9.7 V

D. 3 V

二、填空题

11.由于掺入的杂质不同，杂质半导体分为两类，一类是在Si或Ge的晶体中掺入正三价的

硼，称为或，在其中是多数载流子，是少数载流

子；另一类是在Si或Ge中掺入正五价的磷，称为或，在其中是

多数载流子，是少数载流子。

12．PN结最重要的特性是____________________，它是一切半导体器件的基础。

13．晶体三极管在放大状态下，其集电极电流I C与基极电流I B的关系式为 __________ 。

14.稳压二极管主要工作在________区。在稳压时一定要在电路中加入限流。

15.发光二极管（LED）的正向导通电压比普通二极管高，通常这 V，其反向击穿电压较

低为 V，正常工作电流为 mA.

16.光电二极管在电路中要连接才能正常工作。

17.半导体三极管按极性可分为________型和________型二类。

18. 当三极管被接成共射极放大电路时，从输出特性可划分为三个工作区域，即

_______________区，_______________区和 _______________区。则在模拟电路中，三极

管一般工作在____________ 状态，而在数字电路中，三极管一般工作_______________ 和

______________状态。

19、根据器件的工作原理，双极型三极管属于控制型器件，而场效应三极管属

于控制型器件。

三、综合题

1.电路如下图所示，二极管是导通还是截止，R=10K ，试求出AO 两点间的电压U AO ？（设二极管的正向压降是0.7V ）

2.如下图所示，稳压管D 1、D 2的稳定电压分别为8V 、6V ，设稳压管的正向压降是0.7V ，试求U O 。

3.整流电路如图所示，二极管为理想元件，变压器原边电压有效值U 1 为220V ，负载电阻R L =750Ω。变压器变比 102

1==N N k .试求:

(1) 变压器副边电压有效值U 2;

(2) 负载电阻R L 上电流平均值 I 0;

(3) 在下表列出的常用二极管中选出哪种型号的二极管合适。

O u 1u O 最大整流电流平均值

最高反向峰值电压

21AP 210AP 24AP 16mA 16mA

100mA 20V 25V 50V

N 1-

4．整流滤波电路如图所示，变压器副

边电压有效值U 210=V ，负载电阻R L =500

Ω,，电容C =1000

μF ，当输出电压平均值

U O 为: (1)14V; (2)12V ; (3)10V; (4)9V ; (5)4.5V 五种数据时，分析哪个是合理的？哪个表明出了故障？并指出原因。（15分）

u O 2

u 1

-+-

二极管种类及应用

二极管一、二极管的种类二极管有多种类型：按材料分，有锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管等；按制作工艺可分为面接触二极管和点接触二极管；按用途不同又可分为整流二极管、检波二极管、稳压二极管、变容二极管、光电二极管、发光二极管、开关二极管、快速恢复二极管等；接构类型来分，又可分为半导体结型二极管，金属半导体接触二极管等；按照封装形式则可分为常规封装二极管、特殊封装二极管等。下面以用途为例，介绍不同种类二极管的特性。 1．整流二极管整流二极管的作用是将交流电源整流成脉动直流电，它是利用二极管的单向导电特性工作的。因为整流二极管正向工作电流较大，工艺上多采用面接触结构。南于这种结构的二极管结电容较大，因此整流二极管工作频率一般小于3kHz。整流二极管主要有全密封金属结构封装和塑料封装两种封装形式。通常情况下额定正向T作电流LF在l A以上的整流二极管采用金属壳封装，以利于散热；额定正向工作电流在lA以下的采用全塑料封装。另外，由于T艺技术的不断提高，也有不少较大功率的整流二极管采用塑料封装，在使用中应予以区别。由于整流电路通常为桥式整流电路(如图1所示)，故一些生产厂家将4个整流二极管封装在一起，这种冗件通常称为整流桥或者整流全桥(简称全桥)。常见整流二极管的外形如图2所示。选用整流二极管时，主要应考虑其最大整流电流、最大反向丁作电流、截止频率及反向恢复时间等参数。普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管，对截止频率的反向恢复时间要求不高，只要根据电路的要求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合要求的整流二极管(例如l N 系列、2CZ系列、RLR系列等)即可。开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管，应选用工作频率较高、

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。

二极管练习题

《二极管及其应用》章节测验一、选择 1、本征半导体又叫（） A、普通半导体 B、P型半导体 C、掺杂半导体 D、纯净半导体 2、锗二极管的死区电压为（） A、0.3V B、0.5V C、1V D、0.7V 3、如下图所示的四只硅二极管处于导通的是（） D C B A -5.3V -6V -6V -5.3V -5V -5V 0V -0.7V

4、变压器中心抽头式全波整流电路中，每只二极管承受的最高反向电压为（） A、U2 B、 U2 C、1.2 U2 D、2 U2 5、在有电容滤波的单相半波整流电路中，若要使输出的直流电压平均值为60V，则变压器的次级低电压应为（） A、50V B、60V C、 72V D、27V 6、在下图所示电路中，正确的稳压电路为（）

7、电路如图7所示，三个二极管的正向压降均可忽略不计，三个白炽灯规格也一样，则最亮的白炽灯是( ) A．A B．B C．C D．一样亮 8、图8所示电路，二极管导通电压均为0.7V，当V1=10V，V 2=5V时，（1）判断二极管通断情况( ) A．VD1导通、VD2截止 B．VD1截止、VD2 导通 C．VD1、VD2均导通 D．VD1、VD2均截（2）输出电压VO为( ) A．8.37V B．3. 87V C．4.3V D．9.3V 9．分析图9所示电路，完成以下各题

（1）变压器二次电压有效值为10 V，则V1为( ) A．4.5V B．9V C．12V D．14V (2)若电容C脱焊,则V1为( ) A．4.5V B．9V C．12V D．14V (3)若二极管VD1接反，则( ) A．VD1、VD2或变压器烧坏 B．变为半波整流C．输出电压极性反转，C被反向击穿 D．稳压二极管过流而损坏（4）若电阻R短路，则( ) A．VO将升高 B．变为半波整流 C．电容C因过压而击穿 D．稳压二极管过流而损坏二、判断（）1、本征半导体中没有载流子。（）2、二极管的反向电流越大说明二极管的质量越好。

半导体二极管及其应用

第1章半导体二极管及其应用本章要点 ●半导体基础知识 ●PN结单向导电性 ●半导体二极管结构、符号、伏安特性及应用 ●特殊二极管本章难点 ●半导体二极管伏安特性 ●半导体二极管应用半导体器件是近代电子学的重要组成部分。只有掌握了半导体器件的结构、性能、工作原理和特点，才能正确地选择和合理使用半导体器件。半导体器件具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性强等优点，在各个领域中得到了广泛的应用。半导体二极管和三极管是最常用的半导体器件，而PN结又是组成二极管和三极管及各种电子器件的基础。本章首先介绍有关半导体的基础知识，然后将重点介绍二极管的结构、工作原理、特性曲线、主要参数以及应用电路等，为后面各章的学习打下基础。 1.1 PN结 1.1.1 半导体基础知识 1. 半导体特性自然界中的各种物质，按其导电能力划分为：导体、绝缘体、半导体。导电能力介于导体与绝缘体之间的，称之为半导体。导体如金、银、铜、铝等；绝缘体如橡胶、塑料、云母、陶瓷等；典型的半导体材料则有硅、锗、硒及某些金属氧化物、硫化物等，其中，用来制造半导体器件最多的材料是硅和锗。半导体之所以用来制造半导体器件，并不在于其导电能力介于导体与绝缘体之间，而在于其独特的导电性能，主要表现在以下几个方面。 (1) 热敏性：导体的导电能力对温度反应灵敏，受温度影响大。当环境温度升高时，其导电能力增强，称为热敏性。利用热敏性可制成热敏元件。 (2) 光敏性：导体的导电能力随光照的不同而不同。当光照增强时，导电能力增强，称为光敏性。利用光敏性可制成光敏元件。 (3) 掺杂性：导体更为独特的导电性能体现在其导电能力受杂质影响极大，称为掺杂性。这里所说的“杂质”，是指某些特定的纯净的其他元素。在纯净半导体中，只要掺入极微量的杂质，导电能力就急剧增加。一个典型的数据是：如在纯净硅中，掺入百万分之

半导体二极管伏安特性的研究(可编辑修改word版)

半导体二极管伏安特性的研究 P101 【实验原理】 1.电学元件的伏安特性在某一电学元件两端加上直流电压，在元件内就会有电流通过，通过元件的电流与其两端电压之间的关系称为电学元件的伏安特性。一般以电压为横坐标，电流为纵坐标作出元件的电压-电流关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。对于碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等电学元件，在通常情况下，通过元件的电流与加在元件两端的电压成正比，即其伏安特性曲线为一通过原点的直线，这类元件称为线性元件，如图3-1 的直线a。至于半导体二极管、稳压管、三极管、光敏电阻、热敏电阻等元件，通过元件的电流与加在元件两端的电压不成线性关系变化，其伏安特性为一曲线，这类元件称为非线性元件，如图3-1 的曲线b、c。伏安法的主要用途是测量研究非线性元件的特性。一些传感器的伏安特性随着某一物理量的变化呈现规律性变化，如温敏二极管、磁敏二极管等。因此分析了解传感器特性时，常需要测量其伏安特性。图 3–1 电学元件的伏安特性在设计测量电学元件伏安特性的线路时，必须了解待测元件的规格，使加在它上面的电压和通过的电流均不超过元件允许的额定值。此外，还必须了解测量时所需其他仪器的规格（如电源、电压表、电流表、滑线变阻器、电位器等的规格），也不得超过仪器的量程或使用范围。同时还要考虑，根据这些条件所设计的线路，应尽可能将测量误差减到最小。测量伏安特性时，电表连接方法有两种：电流表外接和电流表内接，如图3-2 所示。（a）电流表内接；（b）电流表外接图 3–2 电流表的接法电压表和电流表都有一定的内阻（分别设为R v和R A）。简化处理时可直接用电压表读

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。 3. PN 结的伏安特性 PN 结的伏安特性： )1(T S -=U U e I 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 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>，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1o C ，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 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。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：

二极管及整流电路练习题

二极管及整流电路练习题一、填空 1、纯净的半导体称为，它的导电能力很。在纯净的半导体中掺入少量的价元素，可形成P型半导体，又称型半导体，其中多数载流子为，少数载流子为。 2、在本征半导体中掺入价元素，可形成N型半导体，其中多数载流子为，少数载流子为，它的导电能力比本征半导体。 3、如图，这是材料的二极管的____ 曲线，在正向电压超过 V 后，二极管开始导通，这个电压称为电压。正常导通后，此管的正向压降约为 V。当反向电压增大到 V时， V 即称为电压。其中稳压管一般工作在区。 4、二极管的伏安特性指和 _____后，二极管导通。正常导通后，二极管的正向压降很小，硅管约为 V, 为 V。 5、二极管的重要特性是，具体指：给二极管加电压，二极管导通；给二极管加电压，二极管截止。 6、PN结的单向导电性指，当反向电压增大到时，反向电流会急剧增大，这种现象称。 7、二极管的主要参数有 ________、_________和，二极管的主要特性是。 8、用模拟式万用表欧姆档测二极管的正、反向电阻时，若两次测得的阻值都较小，则表明二极管内部；若两次测得的阻值都较大，则表明二极管内部。两次测的阻值相差越大，则说明二极管的性能越好。 9、整流是指_______________________________________，整流电路分可为：和电路。将交流电转换成较稳定的直流电，一般要经过以下过程： ___________ →____________ →____________ →____________ 10、有一直流负载R L=9Ω，需要直流电压V L=45V,现有2CP21(I FM=3000mA,V RM=100V) 和2CP33B(I FM=500mA, V RM=50V) 两种型号的二极管,若采用桥式整流电路，应选用型二极管只。 11、稳压二极管的稳压特性指，动态电阻r Z越大，说明稳压性能越。 12、滤波器的作用是将整流电路输出的中的成分滤去，获得比较的直流电,通常接在电路的后面。它一般分为、和三类。 13、有一锗二极管正反向电阻均接近于零，表明该二极管已_______ ，又有一硅二

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

(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 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 。

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. 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；P型半导体中多数载流子是。 A．自由电子 B．空穴 2. N型半导体；P型半导体。 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，而少子的浓度则受的影响很大。 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；漂移电流方向是。 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，扩散电流漂移电流，耗尽层；当PN结外加反向电压时，扩散电流漂移电流，耗尽层。 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，反向电阻。 A．大 B．小 8. 当温度升高时，二极管的正向电压，反向电流。 A．增大 B．减小 C．基本不变 9. 稳压管的稳压区是其工作在状态。 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。 5V VD + - 3kΩ U O VD 7V 5V + - 3kΩ U O 5V1V VD + - 3kΩ U O （a）（b）（c）

第1章__半导体二极管及其应用习题解答xx汇总

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(T S -=U U e I 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 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>，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1o C ，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。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：

测定半导体二极管的伏安特性

测定半导体二极管的伏安特性 1 背景知识 1.1 电子器件的伏安特性电子器件的伏安特性是指流过电子器件的电流随器件两端电压的变化特性,测定出电子器件的伏安特性，对其性能了解与其实际应用具有重要意义。在生产和科研中，可用晶体管特性图示仪自动测绘其曲线，在现代实验技术中，可用传感器及计算机进行测定给出测量结果。如果手头没有现成的自动测量仪器，提出应用电流表和电压表进行人工测量的方法，进行应急的测量是很有用的。 1.2 半导体二极管半导体二极管是具有单向导电性的非线性电子元件，其电阻值与工作电流（或电压）有关。二极管的单向导电性就是PN结的单向导电性：PN结正向偏置时，结电阻很低，正向电流甚大（PN结处于导通状态）；PN结反向偏置时，结电阻很高，反向电流很小（PN结处于截止状态），这就是PN结的单向导电性。（正向偏置）；（反向偏置）。二极管的结构：半导体二极管是由一个PN结，加上接触电极、引线和管壳而构成。按内部结构的不同，半导体二极管有点接触和面接触型两类，通常由P区引出的电极称为阳极，N 区引出的电极称为阴极。二极管的伏安特性及主要参数：二极管具有单向导电性，可用其伏安特性来描述。所谓伏安特性，就是指加到二极管两端的电压与流过二极管的电流的关系曲线，如下图所示。这个特性曲线可分为正向特性和反向特性两个部分。图1 二极管的伏安特性曲线（1）正向特性当二极管加上正向电压时，便有正向电流通过。但是，当正向电压很低时，外电场还不能克服PN结内电场对多数载流子扩散运动所形成的阻力，故正向电流很小，二极管呈现很大的电阻。当正向电压超过一定数值（硅管约0.5V，锗管约0.2V）以后，内电场被大大削弱，二极管电阻变得很小，电流增长很快，这个电压往往称为阈电压UTH(又称死区电压：0-U0)。二极管正向导通时，硅管的压降一般为0.6-0.7V，锗管则为0.2-0.3V。导通以后，在二极管中无论流过多大的电流（当然是允许范围之内的电流），在极管的两端将始终是一个基本不变的电压，我们把这个电压称为二极管的“正向导通压降”。（2）反向特性二极管加上反向电压时，由于少数载流子的漂移运动，形成很小的反向电流。反向电流有两个特性：一是它随随温度的增加而增长得很快，这是由于少数载流子的数量随随温度增加而按指数规律迅速增长的缘故；二是在反向电压不超过某一范围时，反向电流不随反向电压改变而达到饱和，故这个电流IBO称为反向饱和电流。当加二极管的反向电压过高时，反向电流突然急剧增大，二极管失去单向导电性，这种现象称为电击穿，这个电压URB称为反向击穿电压。发生击穿的原因是外加的强电场强制地把原子的外层价电子拉出来使载流子数目急剧上升。而处于强电场中的载流子又因获得很大的能量，而将其它价电子撞击出来，产生更多的载流子，如此连锁反应，使反向电流迅速增大，这种现象称为雪崩击穿。因此，当二极管的反向电压接近或超过击穿电压URB，又没有适当的限流措施时，将会因电流大，电压高而使管子造成永久性

二极管的基本特性与应用

几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。二极管的工作原理晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。二极管的类型二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面，通以脉冲电流，使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起，形成一个“PN结”。由于是点接触，只允许通过较小的电流（不超过几十毫安），适用于高频小电流电路，如收音机的检波等。面接触型二极管的“PN结”面积较大，允许通过较大的电流（几安到几十安），主要用于把交流电变换成直流电的“整流” 电路中。平面型二极管是一种特制的硅二极管，它不仅能通过较大的电流，而且性能稳定可靠，多用于开关、脉冲及高频电路中。二极管的导电特性二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。 1、正向特性在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值（这一数值称为“门槛电压”，锗管约为0.2V，硅管约为0.6V）以后，二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V），称为二极管的“正向压降”。 2、反向特性在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值，反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，这种状态称为二极管的击穿。二极管的主要参数用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标，称为二极管的参数。不同类型的二极管有不同的特性参数。对初学者而言，必须了解以下几个主要参数： 1、额定正向工作电流是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电流通过管子时会使管芯发热，温度上升，温度超过容许限度（硅管为140左右，锗管为90左右）时，就会使管芯过热而损坏。所以，二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值。例如，常用的IN4001－4007型锗二极管的额定正向工作电流为1A。 2、最高反向工作电压加在二极管两端的反向电压高到一定值时，会将管子击穿，失去单向导电能力。为了保证使用安全，规定了最高反向工

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。表第章教学内容与要求 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，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。 N 型半导体，N 型半导体中 P 型半导体。P 型半导体中的掺入杂质越多，多子浓度就越

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： I =ls(e UUT _1) 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； 5=KT /q ，为温度电压当量，在常温下， U T ~ 26mV 。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 10 C , 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。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： PN 结。PN 结是 (1)正向特性 U 0的部分称为正向特性，如满足 U U T ,则 I : - I S e U U T , 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 U 0的部分称为反向特性，如满足 U R U T ，则 I 「I s ，反向电流

第一章二极管及其应用

第一章二极管及其应用教学重点 1．了解二极管的伏安特性和主要参数。 2．了解硅稳压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管等各种二极管的外形特征、功能和应用。 3．能用万用表检测二极管。 4．掌握单相半波、桥式全波整流电路的组成、性能特点和电路估算。 5．了解电容滤波电路的工作原理和估算。教学难点 1．PN结的单向导电特性。 2．整流电路和滤波电路的工作原理。学时分配 1.1 二极管 1.1.1 半导体的奇妙特性导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体，如硅、锗等，其导电能力受多种因素影响。热敏特性——温度升高，导电能力明显增强。光敏特性——光照越强，导电性能越好。

掺杂特性——掺入杂质后会改善导电性。 1.1.2 二极管结构与电路图形符号通过实物认识各类二极管动画：PN 结的形成 1.1.3 二极管的单向导电特性做一做：二极管的单向导电特性 1．二极管的单向导电特性（1）加正向电压二极管导通（2）加反向电压二极管截止 2．二极管特性曲线二极管两端的电压、电流变化的关系曲线，即二极管的伏安特性曲线。演示实验：利用晶体管特性图示仪测出二极管伏安特性曲线（1）正向特性正向电压较小，这个区域常称为正向特性的“死区”。一般硅二极管的“死区”电压约为0.5V ，锗二极管约为0.2V 。正向电压超过“死区”电压后，电流随电压按指数规律增长。此时，两端电压降基本保持正极＋ VD 正极＋负极－

不变，硅二极管约为0.7V ，锗二极管约为0.3V 。（2）反向特性二极管加反向电压，此时流过二极管的反向电流称为漏电流。当加到二极管两端的反向电压超过某一规定数值时，反向电流突然急剧增大，这种现象称为反向击穿现象，该反向电压称为反向击穿电压，用U （BR ）表示。实际应用时，普通二极管应避免工作在击穿范围，否则会因电流过大而损坏管子失去单向导电性。 1.1.4二极管的使用常识 1．二极管的型号国产二极管的型号命名规定由五部分组成（部分二极管无第五部分），国外产品依各国标准而确定。 2．二极管的主要参数（1）最大整流电流I FM （2）反向饱和电流I R （3）最高反向工作电压U RM （4）最高工作频率f M 例：利用二极管的单向导电性和导通后两端电压基本不变的特点，可以构成限幅（削波）电路来限制输出电压的幅度。图（a ）所示为一单向限幅电路。设输入电压u i =10sin ωt （V ），U s =5V ，为简化分析，常将二极管理想化，即二极管导通时，两端电压降很小，可视为短路，相当于开关闭合，；二极管反向截止时，反向电流很小，相当于开关断开，如图所示。（a ）单向限幅电路（b ）波形 u i /V －u o /V －S S 相当于开关闭合相当于开关断开

半导体二极管-练习题1

半导体二极管练习题1 一、单选题(每题1分) 1. 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 2. 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 3. 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 4. 硅管正偏导通时，其管压降约为（）。 A 0.1V B 0.2V C 0.5V D 0.7V 5. 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 6. 杂质半导体中多数载流子的浓度主要取决于（）。 A. 温度 B. 掺杂工艺 C. 掺杂浓度 D. 晶体缺陷 7. 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 8. 设二极管的端电压为U ，则二极管的电流方程为（）。 A. U I e S B. T U U I e S C. )1e (S －T U U I D. 1e S －T U U I 9. 下列符号中表示发光二极管的为（）。 A B C D 10. 在25oC 时，某二极管的死区电压U th ≈0.5V ，反向饱和电流I S ≈0.1pA ，则在35oC 时，下列哪组数据可能正确：（）。 A U th ≈0.525V ，I S ≈0.05pA B U th ≈0.525V ，I S ≈0.2pA C U th ≈0.475V ，I S ≈0.05pA D U th ≈0.475V ，I S ≈0.2pA 11. 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 Z 且I D > I ZM C. I Z > I D > I ZM D. I Z < I D < I ZM 12. 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。

二极管习题

12.5习题详解 12-1电路如图12-15所示，求电位U 0，二极管的正向压降忽略不计。解：因为压差大的二极管优先导通，所以VD 1先导通，导通后U O =0V ，VD 2、 VD 3截止。 12-2 在图12-16中，试求下列几种情况下的输出端电位V 0及各元件中流过的电流：（1）U A =+10V,U B =0V;(2)U A =+6V ,U B =+5.8V;(3)U A =U B =+5V 。设二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。解：（1）二极管VD 1导通，则 O 910V 9V 19 U =? =+ O VD1R 39A 910V I I R ===? 3110A 1mA -=?= VD 2截止，VD20I =。（2）设VD 1和VD 2两管都导通，应用结点电压法计算U O ： 6 5.811.8911V V 5.59V 5.8V 11119119 O U +?===<++ 可见VD 2管能导通。

3VD136 5.59A 0.4110A 0.41mA 110I - -==?=? 3VD235.8 5.59A 0.2110A 0.21mA 110 I --==?=? 335.59A 0.6210A 0.62mA 910 R I -==?=? (3) VD 1和VD 2两管都能导通 O 5511V 4.74V 111119 U + ==++ 3O R 34.74A 0.5310A 0.53mA 910 V I R -===?=? R VD1VD20.53mA 0.26mA 22 I I I ==== 12—3 求图12-17所示各电路的输出电压值，设二极管正向压降U D ＝0.7V 。解： U O1≈3V —0.7V=2.3V （VD 导通）；U O2＝0 （VD 截止）；U O3≈—3V+0.7V=－2.3V （VD 导通）；U O4≈3V （VD 截止）；U O5≈3V —0.7V=2.3V （VD 导通）；U O6≈－3V （VD 截止）。 12-4电路如图12-18所示，已知u i ＝5sin ωt (V)，二极管压降不计，试画出u i 与u O 的波形，并标出幅值。解：（a ）u i >2V 时,VD 导通，o 2V u =；u i <2V 时，VD 截止，u o =u i 。 (b) u i >2V 时,VD 截止，o 2V u =；u i <2V 时，VD 导通，u o =u i 。

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