模拟电路第一章常用半导体器件
模拟电子技术习题答案(1)
模拟电子技术习题答案(1)第一章常用半导体器件1习题答案〖题1.1〗（1）杂质浓度，温度（2）呈圆形电中性，呈圆形电中性（3）等同于，大于，变宽，大于，变窄（4）逆向打穿（5）减小，减小，增大（6）左移，下移，加高（7）、发射结，erf（8）一种载流子参予导电，两种载流子参予导电，压控，流控。
〖题1.2〗二极管电路如图t1.2所示，判断图中二极管是导通还是截止，并确定各电路的输出端电压uo。
设二极管的导通压降为ud=0.7v。
adbadr10v5vcb?uo??r5v10vuo?(a)b1d1a?r12v9v?uob1b2(b)d1d2r10v15vuoab2d2??(c)(d)图t1.2解：（a）uo=ua－ud=－5v－0.7v=－5.7v（b）uo=ub=uc=－5v（c）uo=ua=－0.7v（d）uo=ua=－9.3v〖题1.3〗二极管电路例如图t1.3(a)右图，未知ui?10sin?t(mv)，e?1.2v，ui电容c和直流电源e对交流视为短路，二极管的伏安特性曲线如图t1.3(b)所示，r?100?，谋二极管两端的电压和穿过二极管的电流。
解：id?id?id?(5?1.92sin?t)maud?ud?ud?(0.7?0.01sin?t)v+redcid/ma12id8400.30.60.91.2ud/v??ud(a)(b)图t1.3第一章常用半导体器件2〖题1.4〗设图t1.4中的二极管d为理想二极管，试通过计算判断它们是否导通？。
6k?d4k??5k?1k?4k?5kb20v?18kd?20k?14kb?1k5k?15v10vaa10v?2k(a)(b)图t1.4解：(a)ua??10?41?(?20)9v4?61?45ub??2010v,ua?ub,二极管导通；5?525?(?15)4v(b)ua??10?2?185?201ub??151v,ua?ub,二极管截至。
1?141k?1k??d5v?(a)d??〖题1.5〗在图t1.5所示电路中，已知ui=10sinωt(v),二极管的正向压降和反向电流均可忽略。
2模电新 第1章 常用半导体器件 D1
-V+ R
限流 电阻
+ I(IR)
U
负离子
正离子
PN结 结
- - - - - - - - - - - - E内
E外
P 型多子空穴 N 型多子电子 少子电子 少子空穴
1.1.3 PN结的单向导电性 ( 定性分析 ) 结的单向导电性
1.外加正向电压 正偏”) —正向电流 IF 外加正向电压(“正偏 外加正向电压 正偏” 正向电流 2.外加反向电压 反偏”) —反向电流 IR 外加反向电压(“反偏 外加反向电压 反偏” 反向电流 3. PN结具有单向导电性。( IF>>IR ) 结具有单向导电性。 结具有单向导电性 4. PN结的伏安特性 ( 定量分析 ) 结的伏安特性 正向偏置— 正向偏置 forward bias 反向偏置— 反向偏置 reverse bias
+VR
限流 电阻
+ I(IF)
U
负离子
正离子
PN结 结
- - - - - - - - - - - - E内
E外
P 型多子空穴 N 型多子电子 少子电子 少子空穴
1.1.3 PN结的单向导电性 ( 定性分析 ) 结的单向导电性
1.外加正向电压 正偏”) —正向电流 IF 外加正向电压(“正偏 外加正向电压 正偏” 正向电流 2.外加反向电压 反偏”) —反向电流 IR 外加反向电压(“反偏 外加反向电压 反偏” 反向电流 3. PN结具有单向导电性。( IF>>IR ) 结具有单向导电性。 结具有单向导电性 4. PN结的伏安特性 ( 定量分析 ) 结的伏安特性 正向偏置— 正向偏置 forward bias 反向偏置— 反向偏置 reverse bias
模拟电子科学与技术 第一单元复习题
第一章 常用半导体器件一、判断题：正确： “√”，错误：“×”。
（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）稳压管稳压电路正常工作时，稳压管工作在正向导通状态。
（ ）（6）PN 结正偏时正向电阻很小，呈现低阻态，反偏时反向电阻很大，呈现高阻态。
（ ）（7）在本征半导体中，自由电子与空穴总是成对出现的。
（ ）（8）PN 结外加正向电压时导通，外加反向电压时截止。
（ ）（9）最大整流电流是二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。
（ ）（10）二极管最高反向工作电压就是击穿电压。
（ ）（11）双极型晶体管比场效应管的温度稳定性好、抗辐射能力强。
（ ）（12）当晶体管工作在饱和区时，晶体管失去线性放大作用。
（ ）（13）在测量的稳压管参数时，稳压管的稳定电流Iz 是与稳定电压Uz 所对应的稳压管电流，只要不超过额定功率，电流愈大，稳压效果愈好。
（ ）（14）稳压管电路中，外加反向电压必须大于稳压管的稳定电压，并且必须串联一个电阻来限制反向击穿电流，从而保证稳压管安全正常工作，故称这个电阻为限流电阻。
（ ）（15）晶体管能够放大的内部条件是发射区掺杂浓度远大于基区掺杂浓度，并且基区很薄，集电结面积较大。
（ ）（17）在本征半导体晶体中掺入微量的五价杂质元素，可形成P 型半导体。
( )（18）在本征半导体晶体中掺入微量的五价杂质元素，可形成N 型半导体。
( )（19）普通硅二极管的正向导通压降约等于0.7V （ ）。
（20）普通锗二极管的正向导通压降约等于0.7V （ ）。
（21）普通硅二极管的正向死区电压（门槛电压）约等于0.5V （ ）。
（22）普通锗二极管的正向死区电压（门槛电压）约等于0.5V （ ）。
1半导体器件基础-BJT
80
2.4 BJT的工作状态
• BJT特性的折线化
练习：测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图所示。在圆圈中
画出管子，分别说明它们是Si管还是Ge管。
解题思路与分析： （1）BJT硅管和锗管主要区别 硅管发射结导通电压约为0.7V 锗管发射结导通电压约为0.2V （2）放大电路中的BJT，管脚电位居中的为基极 电位与之相差为0.7V(硅管)或0.2V(锗管)的管脚为发射极 另一极可确定为集电极 （3）处于放大状态时，NPN与PNP管各极电压区别 NPN：UC > UB > UE （集电极电位最高） PNP：UE > UB > UC （集电极电位最低）
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85
2.5 BJT的主要参数
• 课堂练习
某晶体管的极限参数PCM = 200 mW，ICM = 100 mA，U(BR)CEO = 30 V， 若它的工作电压UCE为10 V，则工作电流不得超过 20 mA；若工作电 流IC = 1 mA，则工作电压不得超过 30 V。
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2.1 双极型晶体管简介
为什么有孔？
小功率管
中功率管
大功率管
• BJT的结构与符号
在同一片半导体晶体基片上，按类似夹心饼干的样式做出P型半导体和N型半 导体，并且在结构和工艺上满足一定的要求，就可以制作出双极型晶体管。 BJT分为NPN型和PNP型。
BJT有三个极、三个区、两个PN结
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讨论
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1半导体器件基础-BJT(FET)开关设计案例
设计光控报警器
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光控继电器
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如何实现电子开关的延时？
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如何选择晶体管（技术手册获取信息）
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*注：VCEO、VCBO、VEBO中的“O”代表参数是在未提到的另一极开路(open)的情况下获得的
模拟电路基础课程组Leabharlann 67模拟电路基础课程组
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讨论 如何用BJT(FET)实现电子开关？
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【例】三极管开关的设计之一：请使用 NPN型三极管为发光二极管设计一个三 极管开关电路，已知发光二极管的正向 电压VF=1V、工作电流IV=10mA，三极管 开关电路的VCC=5V。控制三极管开关闭 合的电压VIN=5V。
常用半导体器件
何 松 柏
电子工程学院
University of Electronic Science and Technology of China
第一章 常用半导体器件
1.半导体二极管
2.双极型晶体管（BJT） 3.场效应晶体管（FET）
模拟电子课件第一章_半导体材料及二极管
–20
I/uA
锗管的伏安特性
图 二极管的伏安特性
ID
UD
-
UD / V
34
1.正偏伏安特性
当正向电压比较小时，正向电流很小，几乎为零。，
相应的电压叫死区电压。
死区电压： 硅二极管为0.5V左右 锗二极管为0.1V左右
i/mA 30
当正向电压超过死区电压后，二极 管导通, 电流与电压关系近似指数关 系。
42
3.二极管的其它主要参数
➢最大平均整流电流 : I F 允许通过的最大正向平均电流 ➢最高反向工作电压 : 最V大R 瞬时值，否则二极管击穿
1
18
半导体中某处的扩散电流 主要取决于该处载流子的浓 度差（即浓度梯度），而与 该处的浓度值无关。即扩散 电流与载流子在扩散方向上 的浓度梯度成正比，浓度差 越大，扩散电流也越大。
图1.6 半导体中载流子的浓度分布
1
19
即:某处扩散电流正比于浓度分布曲线上该点处的斜率
和。
dn( x) dx
dp ( x) dx
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，即构成 N 型半导体 (或称电子型半导体)。
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
1
10
原来晶格中的某些硅原子将 被杂质原子代替。 杂质原子与周围四个硅原子 组成共价键时多余一个电子。 这个电子只受自身原子核吸引， 在室温下可成为自由电子。
5价的杂质原子可以提供电子， 所以称为施主原子。
Problem: N型半导体是否呈电中性？
1
+4
+4
+5
+4
+4
+4
《模拟电子技术(童诗白)》课件ppt
V
-
uR
t
V UD
幅值由rd与R
分压决定
t
例题1：试求输出电压uo。
－12V
解：两个二极管存在优先 导通现象。
R
D1 －5V
D2 0V
D2导通，D1截止。
Si : Uon 0.7V uo Ge : Uon 0.2V
Si : uo 5.7V
?
Ge : uo 5.2V
例题2：试画出电压uo的波形。
EGO：热力学零度时破坏共价键所需的能量，又称 禁带宽度 （Si：1.21eV，Ge：0.785eV）；
T=300K时，本征半导体中载流子的浓度比较低， 导电能力差。Si：1.43×1010cm-3 Ge：2.38×1013cm-3
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二、杂质半导体
掺入微量杂质，可使半导体导电性能大大增强。按 掺入杂质元素不同，可形成N型半导体和P型半导体。
晶体结构是指晶体的周期性
§1.1 半导体基础知识
结构。即晶体以其内部原子、 离子、分子在空间作三维周
一、本征半导体
期性的规则排列为其最基本 的结构特征
纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。
1、半导体
根据材料的导电能
si
力，可以将他们划分为
GGee
导体、绝缘体和半导体。
典型的半导体是硅Si和 锗Ge，它们都是四价元
i
u IZmin
正向导通与
一定值时，稳压管就不会因发 热而损坏。
二极管相同 等效电路：
D1
u
符号：
D2
UZ rz
DZ
2、主要参数
（1）稳压值UZ；
（2）稳定电流IZ（IZmin）：电流小于此值时稳压效
模拟电子技术基础-总复习最终版
其中 RP R1 // R2 // R3 // R4
另外，uN
R R Rf
uo，uN
uP
ui1 R1 ui2i1 R2 ui3i2R3
P+ + u
o
R4 i4
uo
RP 1
Rf R
ui1 R1
ui 2 R2
ui3 R3
i3
4、 电路如图所示，各引入那种组态的负反馈？设集成运放 输出电压的最大幅值为±14V，填表。
11
14
5、求解图示电路的运算关系式。
同相求和电路 电压串联负反馈
6、求解图示电路的运算关系式。
R2
R1 ui R3
_
R4
+A1+ uo1
R5
_ +A2+
uo
7、求解图示电路的运算关系式。
电压并联负反馈。 电压放大倍数为：-R2/R1。
（3）交流负反馈是指 。 A．阻容耦合放大电路中所引入的负反馈 B．只有放大交流信号时才有的负反馈 C．在交流通路中存在的负反馈
解：（1）D （2）B （3）C
4、选择合适答案填入空内。
A．电压 B．电流 C．串联 D．并联
（1）为了稳定放大电路的输出电压，应引入 负反馈；
（2）为了稳定放大电路的输出电流，应引入 负反馈；
解：将电容开路、变压器线圈短路即为直流通路，图略。 各电路的交流通路如解图P2.2所示。
5.在图示电路中，已知晶体管β，rbe，RB，RC=RL，VCC。
（1）估算电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
（2）当考虑信号源内阻为RS时，Aus的数值。
6. 电路如图所示，晶体管的＝100，=100Ω。
模电知识整理
模电知识整理第零章 导言第一章 常用半导体器件1.1 半导体基础知识1.1.1 本征半导体纯净的具有晶体结构的半导体1.1.1.1 半导体物质的导电性能决定于原子结构。
导体一般为低价元素。
绝缘体一般为高价元素（如惰性气体）。
常用半导体材料硅锗均为四价元素。
1.1.1.2 本征半导体的晶体结构晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵，称为晶格。
本征半导体中的电子通过共价键互联。
1.1.1.3 本征半导体中的两种载流子常温下，极少数价电子由于热运动（热激发）获得足够的能量，挣脱共价键的束缚成为自由电子，带负电。
自由电子脱离轨道束缚，原处留下空位置，称为空穴，带正电。
自由电子与空穴成对出现，数目相等。
在本征半导体外加电场，则自由电子将产生定向移动，形成电子电流；空穴将被价电子按一定方向依次填补，即空穴也产生定向移动，形成空穴电流。
二者运动方向相反。
半导体中电流为自由电子与空穴电流之和。
运载电荷的粒子称为载流子。
导体的载流子仅有自由电子一种；本征半导体的载流子有自由电子和空穴两种。
1.1.1.4本征半导体中载流子的浓度本征激发：半导体在热激发下产生自由电子和空穴对的现象。
复合：自由电子填补空穴的现象。
动态平衡：本征激发产生的自由电子与空穴数目相等。
在一定温度下，本征半导体中载流子的浓度是一定的，且自由电子与空穴浓度相等。
环境温度升高时，载流子浓度升高，导电性增强。
3-3221,,()GOE kT i i i i n p K T e n p cm -==分别表示自由电子与空穴的浓度本征半导体的导电性能很差，且与环境温度密切相关。
可用于制作热敏、光敏器件，但也会造成半导体器件温度稳定性差。
1.1.2杂质半导体通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素得到的半导体。
1.1.2.1 N 型半导体在纯净的硅晶体中掺入五价元素。
杂质原子外层有五个价电子，因此除了参与构成共价键的价电子，还多出一个电子，这个电子只需要很少的能量就可以挣脱束缚，成为自由电子。
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。
《模拟电路》重点复习内容
《模拟电路》重点复习内容第一章半导体器件掌握：1，二极管、稳压管二极管的伏安特性。
2，三极管的输入特性、输出特性。
3，场效应管的输出特性、转移特性。
理解：1，PN结的单向导电性。
2，三极管的放大作用。
3，场效应管的放大作用。
了解：1，半导体中的两种载流子。
2，N型半导体和P型半导体以及PN结的形成。
第二章放大电路的基本原理和分析方法（重点）掌握：1，放大的基本概念；放大电路主要技术指标的含义。
2，放大电路的静态和动态、直流通路和交流通路的概念及其画法。
3，放大电路的静态工作点（Q点）求解以及动态技术指标A u,R i,R o的分析和计算。
（必考）理解：1，三极管放大电路的三种组态（共射、共集、共基）的电路组成、工作原理和性能特点。
2，场效应管组成的共源和共漏放大电路的电路组成、工作原理和性能特点。
了解：1，多级放大电路的三种耦合方式（阻容耦合、变压器耦合、直接耦合）的原理和特点。
2，多级放大电路放大倍数和输入电阻、输出电阻的估算方法。
3，场效应管放大电路与双极型放大电路相比较的特点。
第三章放大电路的频率响应掌握：1，频率响应的基本概念。
理解：1，含有一个时间常数的单管共射放大电路中f L、f H的估算方法。
2，波特图的意义和画法。
了解：1，频率失真的含义。
2，三极管频率参数的含义。
3，多级放大电路的通频带与其各级放大电路的通频带之间的定性关系。
第四章功率放大电路理解：OTL和OCL互补对称电路的组成和工作原理，最大输出功率和效率的估算。
了解：1，功率放大电路的主要特点和类型；2，集成功率放大电路的特点。
第五章集成运算放大电路（重点）掌握：1，集成运放主要技术指标的含义。
2，差分放大电路的静态工作点，以及差模电压放大倍数、差模输入电阻和差模输出电阻的计算方法。
理解：1，差分放大电路的组成和工作原理，以及差分放大电路在四种不同输入、输出方式时差分放大电路的性能特点。
2，各种电流源（镜像电流源、比例电流源、微电流源）的工作原理和特点。
模拟电子技术 课后习题及答案
第一章 常用半导体器件自 测 题一、判断以下说法是否正确，用“√〞和“×〞表示判断结果填入空内。
〔1〕在N 型半导体中掺入足够量的三价元素，可将其改为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R GS 大的特点。
〔 〕〔6〕假设耗尽型N 沟道MOS 管的U GS 大于零，那么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. 根本不变C. 变宽〔2〕设二极管的端电压为U ，那么二极管的电流方程是 。
A. I S e UB. T U U I e SC.)1e (S －TU U I〔3〕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〕U GS＝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、写出图所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D＝0.7V。
解：U O1≈1.3V，U O2＝0，U O3≈－1.3V，U O4≈2V，U O5≈1.3V，U O6≈－2V。
四、稳压管的稳压值U Z＝6V，稳定电流的最小值I Zmin＝5mA。
求图所示电路中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下图，其集电极最大耗散功率P CM＝200mW，试画出它的过损耗区。
模拟电路习题解答1
解：
（a）饱和失真，增大Rb。 （b）截止失真，减小Rb 。 （c）同时出现饱和失真和截止失 真，应增大VCC。
31
2.10 已知图P2.10所示电路中晶体管的 ＝ 100，rbe=1kΩ。 （1）现已测得静态管压降UCEQ＝6V，估算Rb 约为多少千欧； （2）若测得Ui和Uo的有效值分别为1mV和 100mV，则负载电阻RL为多少千欧？
Ro Rc 3k
44
（2）设Us =10mV（有效值），则
Ri Ui U s 3.2mV Rs Ri U 304mV Uo A u i
45
若C3开路，则
Ri Rb ∥[rbe (1 ) Re ] 51.3k Rc ∥ RL Au 1.5 Re Ri Ui U s 9.6mV Rs Ri U 14.4mV Uo A u i
67
3.8 电路如图P3.8所示，T1和T2的低频跨导 gm均为10mS。试求解差模放大倍数和输 入电阻。
68
69
解：差模放大倍数和输入电阻分别为 Ad＝－gmRD＝－200 Ri＝∞
70
第四章 集成运算放大电路
71
自 测 题 一、选择合适答案填入空内。 （1）集成运放电路采用直接耦合方式是因为 。 A．可获得很大的放大倍数 B. 可使温漂小 C．集成工艺难于制造大容量电容 （2）通用型集成运放适用于放大 。 A．高频信号 B. 低频信号 C. 任何频率信号 （3）集成运放制造工艺使得同类半导体管的 。 A. 指标参数准确 B. 参数不受温度影响 C．参数一致性好 （4）集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以 A．减小温漂 B. 增大放大倍数 C. 提高输入电阻 （5）为增大电压放大倍数，集成运放的中间级多采用 A．共射放大电路 B. 共集放大电路 C．共基放大电路
模拟电路第一章-二极管
A 800Ω + + 0.5V B uo ui 200Ω 3V
1.2.5 稳压二极管
稳压二极管是硅材料制成的面接触型晶体二极管。 1、稳压管的伏安特性 u>UZ时作用同二极管 曲线越陡， 电压越稳定。
i
u增加到UZ 时，稳压管击穿
UZ u IZ
(a)
UZ
IZ
IZM
2、稳压管的主要参数
(1)稳定电压 UZ 规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电 压。 (2)稳定电流 IZ
+ ui -
0.7V 3V
B
+ uo -
[例7] 电路如图所示，设ui=6sinωt V，试绘出输出电压
uo的波形，设D为硅二极管，开启电压Uon=0.5V，电阻
rd=200Ω。 解： VA= ui
VB=3.5V
+ 800Ω ui 3V -
D +
uo -
ui3.5V D截止 uo=ui ui3.5V D导通 ui -0.5 -3 uo= 0.5 +3 + 200 800 +200 =0.2ui +2.8
P 型半导体
N 型半导体
杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。 但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。
近似认为多子与杂质浓度相等。
小结
1、半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间。
2、在一定温度下，本征半导体因本征激发而产生自由 电子和空穴对，故其有一定的导电能力。 3、本征半导体的导电能力主要由温度决定；
Ge
Si
即为本征半导体 通过一定的工艺过程，可将其制成晶体。
本征半导体的结构示意图
共用电子
中国石油大学华东历年模拟电路期末试卷及复习题
《模拟电子技术》综合复习资料第一章常用半导体器件一、选择1、在晶体管放大电路中，测得晶体管的各个电极的电位如下图所示，该晶体管的类型是[ A ]A.NPN型硅管B.PNP型硅管C.NPN型锗管 2V 6VD.PNP型锗管 1.3V2、三极管各个电极的对地电位如下图所示，可判断其工作状态是[ D ]A.饱和B.放大C.截止D.已损坏3、在如下图所示电路中，当电源V=5V时，测得I=1mA。
若把电源电压调整到V=10V，则电流的大小将是[ C ]A.I=2mAB.I<2mAC.I>2mAD.不能确定4、在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于[ B ]A.温度B.掺杂工艺C.杂质浓度D.晶体缺陷5、二极管的主要特性是[ C ]A.放大特性B.恒温特性C.单向导电特性D.恒流特性6、温度升高时，晶体管的反向饱和电流I CBO将[ B ]A.增大B.减少C.不变D.不能确定7、下列选项中，不属三极管的参数是[ B ]A.电流放大系数βB.最大整流电流I FC.集电极最大允许电流I CMD.集电极最大允许耗散功率P CM8、温度升高时，三极管的β值将[ A ]A.增大B.减少C.不变D.不能确定9、在N型半导体中，多数载流子是[ A ]A. 电子B. 空穴C.离子D. 杂质10、下面哪一种情况二极管的单向导电性好[ A ]A.正向电阻小反向电阻大B. 正向电阻大反向电阻小C.正向电阻反向电阻都小D. 正向电阻反向电阻都大11、在P型半导体中，多数载流子是[ B ]A. 电子B. 空穴C.离子D. 杂质四、在某放大电路中，晶体管三个电极的电流下图所示。
已量出I 1=-1.2mA ，I 2=-0.03mA ，I 3=1.23mA 。
由此可知：1、电极①是 C 极，电极②是 B 极，电极③是 E 极。
2、此晶体管的电流放大系数β约为 40 。
3、此晶体管的类型是 PNP 型（PNP 或NPN ）。
模拟电子技术基础(第四版)课件 童诗白
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第一章 常用半导体器件
1.2 半导体二极管
在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。 二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型
图1.2.1二极管的几种外形
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第一章 常用半导体器件
+4
+45
+4
施主原子
+4
+4
+4
图 1.1.3 N 型半导体
5 价杂质原子称为施主原子。
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第一章 常用半导体器件
自由电子浓度远大于空穴的浓度，即 n >> p 。 电子称为多数载流子(简称多子)， 空穴称为少数载流子(简称少子)。
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说明：
第一章 常用半导体器件
1. 掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度；温度决 定少数载流子的浓度。
2. 杂质半导体载流子的数目要远远高于本征半导 体，因而其导电能力大大改善。
3. 杂质半导体总体上保持电中性。
4. 杂质半导体的表示方法如下图所示。
(a)N 型半导体
第一章 常用半导体器件
二、 P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入少量的 3 价杂质元素，如 硼、镓、铟等，即构成 P 型半导体。
+4
+4
+4
3 价杂质原子称为
空穴
受主原子。
+4
+34
+4 受主
空穴浓度多于电子
原子
模电第1章 常用半导体器件
实际工程需要证明其可行性。
强调定性分析。
实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存
在一定的误差范围的。 电子电路的定量分析称为“估算”。 近似分析要“合理”。 抓主要矛盾和矛盾的主要方面。
电子电路归根结底是电路。
估算不同的参数需采用不同的模型，可用电路的
基本理论分析电子电路。
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第一章 常用半导体器件
+4
+4
+4 自由电子
+4
+5 +4
+4 施主原子
+4
+4
+4
图 1.1.3
N 型半导体
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第一章 常用半导体器件
二、 P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入少量的 3 价杂质元素，如 硼、镓、铟等，即构成 P 型半导体。
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第一章 常用半导体器件
导
言
本课程成绩评定标准
作业
考勤
10 %
10 %
实验报告
考试
10 %
70 %
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第一章 常用半导体器件
导
言
一、电子技术的发展 二、模拟信号与模拟电路 三、“模拟电子技术基础”课程的特 点 四、如何学习这门课程 五、课程的目的 六、考查方法
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第一章 常用半导体器件
本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些 硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价 电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受 自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。 自由电子浓度远大于空穴的浓度，即 n >> p 。 电子称为多数载流子(简称多子)， 空穴称为少数载流子(简称少子)。 5 价杂质原子称为施主原子。
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第一章 常用半导体器件
1.1 半导体基础知识 1.2 半导体二极管 1.3 双极型三极管
1.1 半导体基础知识
在物理学中，根据材料的导电能力，可以将它们 划分为导体、绝缘体和半导体(Semiconductor)。
i f(u )| B 铜导线(左上)、玻璃绝缘
体(左下)和硅晶体(上)
BE UCE常数
1.1 半导体基础知识
例：在T=300K的条件下，本征硅中掺亿分之一的5价原 子，硅原子的浓度已知为5.1×1022 /cm3 ，对比掺杂前后 的电子和空穴浓度。
杂质浓度为
5.1×1022 /108 = 5.1×1014 /cm3
本征半导体中电子空穴的浓度为1.43 ×1010 /cm3
p ×n= pi ×ni = ni2
空穴的浓度相等 ❖ 电子和空穴都是载流子
2020/9/18
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
自由电子 空穴 本征激发（热激发）
1.1 半导体基础知识
3. 空穴导电
2020/9/18+4 Nhomakorabea+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
1.1 半导体基础知识
3. 空穴导电
❖ 当产生空穴后，由于热运动，空穴周围
共价键中相近价电子很容易填补空穴。
电阻率随着光照增强而下降，光敏元件。
2020/9/18
1.1 半导体基础知识
常用半导体材料有: 硅（Si）、锗（Ge），也有三-五族化合物半导体： GaAs、GaP等
2020/9/18
1.1 半导体基础知识
硅原子Si 简化模型
锗原子Ge 简化模型
2020/9/18
1.1 半导体基础知识
1.1.1 本征半导体—Intrisic Semiconductor 本征半导体——化学成分纯净的半导体晶体
半导体的导电能力很弱，接
+4
近绝缘体。
+4
2020/9/18
+4
+4
+4
+4
+4
+4
价电子
1.1 半导体基础知识
2. 电子空穴对的产生
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
2020/9/18
1.1 半导体基础知识
2. 电子空穴对的产生 当温度升高或受到光的照射时 ，束缚电子获得能量，部分电 子挣脱原子核的束缚，成为自 由电子，与此同时，在其原来 的共价键中就出现了一个空位 ，称为空穴(hole)。 ❖ 在本征半导体中自由电子和
2020/9/18
1.1 半导体基础知识
4. 电子空穴的复合
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
2020/9/18
1.1 半导体基础知识
4. 电子空穴的复合
当自由电子填补共价键中的空
位(空穴)时，自由电子就会释放
+4
+4
+4
能量，又形成共价键。
这个过程叫电子空穴的复合
+4
+4
+4
释放
❖ 在一定温度下，本征激发和复
当相邻位置的价电子填补空穴时， 在原来空穴位置形成共价键，而在 原来价电子的位置形成空穴。这个 过程叫空穴的移动，空穴移动方向
+4
+4
+4
+4
+4
+4
与价电子移动方向相反。 ❖ 空穴带一个单位的正电荷
+4
+4
+4
❖ 当不加外电场时，空穴的填补无规则
❖ 当外加电场时，空穴的填补也会定向
❖ 空穴导电本质：价电子的移动
能量
合同时进行，达到动态平衡，电
+4
+4
+4
子空穴对的浓度一定。
2020/9/18
1.1 半导体基础知识
1.1.2 杂质半导体—Extrisic Semiconductor ➢ 在半导体中电子浓度与空穴浓度乘积是恒定的，
与掺杂浓度无关. ➢ 本征半导体中掺入某些微量杂质元素的半导体，
称为杂质半导体. ➢ 本征半导体中掺杂后，其导电能力大大加强
硅晶体的结构 制造半导体器件的硅材料的纯度要达到99.9999999%， 2常020/称9/18为“九个9”。
1.1 半导体基础知识
1.1.1 本征半导体—Intrisic Semiconductor
1. 单晶硅的共价键结构
在绝对温度T=0K时，所
有的价电子都被共价键紧紧
束缚在共价键中,因此本征
+4
T 10
R9 5.8k
T9
T 12
R 14 5k R 15
100
C 1 5pF
R8 T7 T8
13k
T 11
IO R 11 2 UO
+ R12 UF
78× ×
R 13
T6
2.23k
2.84k R6
入 地出
3
基本电路
RB
C1
+
ui
-
+ VCC
RC
C2
+
T
RL
UO
-
R
c
基本元器件
b
e
C
12’ （300mm）
电子系统抽象模型
电子系统
子系统1 子系统2 子系统3
基本电路1 基本电路2 基本电路3
基本元器件1 基本元器件2 基本元器件3
R4
T1 T4
T5
T2
T3
R3 576
T 14
R2
3.4k UREF
D Z1
D Z2
R1
3.9k
D2 R5
D1
T 13 R7
13k
2.5k R
10
7.8k
UI 1 DZ3
DZ4
n≈ 5.1×1014 /cm3 p = ni2 / n
= (1.43 ×1010 )2 / 5.1×1014
2020/9/18
= 4.1 ×105 /cm3
1.1 半导体基础知识
掺杂前后的电子和空穴浓度对比
电子浓度 空穴浓度 电子+空穴
掺杂前
1.43 ×1010 1.43 ×1010 2.86 ×1010
2020/9/18
1.1 半导体基础知识
本征半导体中掺入五价 杂质元素(磷、砷等)
N型半导体
+4
+4
+4
本征半导体中掺入三价 杂质元素(硼、镓等)
P型半导体
+4
+4
+4
+4
+5
+4
+4
+3
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
施主原子
2020/9/18
多余电子
受主原子
空穴
杂质半导体中的多子与多子
N型半导体
2020/9/18
1.1 半导体基础知识
1. 半导体及其材料
·导 体: 电阻率ρ小于10-3Ω·cm ·绝缘体: ρ大于108Ω·cm ·半导体: ρ介于导体和绝缘体之间。
2020/9/18
1.1 半导体基础知识
半导体的特性 1、掺杂性：
半导体中掺杂后，其电阻率大大下降，晶体管。 2、热敏性：
电阻率随着温度的变化而变化，热敏电阻。 3、光敏性：
P型半导体
+4
+4
+4
+4
+4
+4
施主原子
受主原子
+4
+5
+4
+4
+3
+4
自由电子
空穴
+4
+4
+4
+4
+4
+4
在N型半导体中，自由电子数目远多于空穴数目 电子为多数载流子(majority carrier)，简称：多子 空穴为少数载流子(minority carrier)，简称：少子
❖ P型半导体刚好相反，电子为少子，空穴为多子 2020/9/18 ❖ 思考：本征半导体中存在多子少子吗？