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β
off 的定义式为min
off G A
I 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 ）。
18.晶闸管断态不重复电压U
DSM 与转折电压U
BO
数值大小上应为，U
DSM
_＝90% U
BO
。
19.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用_快速__型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。
20.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是__解决静态不均压__措施。
21.晶闸管断态不重复峰值电压U DSM与断态重复峰值电压U DRM数值大小上应有U DSM__小于__U DRM。
22.波形系数可以用来衡量具有相同的平均值，而波形不同的电流有效值_的大小程度。
23.当晶闸管_阳极加反向电压_时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在关断状态。
24.逆导型晶闸管是将逆阻型晶闸管和__大功率二极管__集成在一个管芯上组成的。
25.当晶闸管阳极承受__反向电压_时，不论门极加何种极性的触发信号，管子都处于断态。
26.使已导通的晶闸管关断的条件是使流过晶闸管的电流减小至__维持电流I
H
_以下。
27.在双向晶闸管的4种触发方式中，_Ⅲ
+
_方式的触发灵敏度最低。
28.在晶闸管的两端并联阻容元件，可抑制晶闸管关断______。
29.当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都将工作在_关断_状态。
30.晶闸管工作过程中，管子本身产生的损耗等于流过管子的电流乘以管子_两端的电压_。
31.维持电流I
H
是指晶闸管维持通态所需的_最小阳极_电流。
32.对于普通晶闸管，在没有门极触发脉冲的情况下，有两种因素会使其导通，一是正
向阳极电压U
A 过高，二是__反向阳极电压－U
A
过高____。
33.为防止晶闸管误触发，应使干扰信号不超过不触发区。
34.由逆阻型晶闸管和整流管集成的晶闸管称为_逆导型晶闸管__。
35.反向重复峰值电压U
RRM 等于反向不重复峰值电压U
RSM
的90% 。
36.按照控制信号的性质来分，晶闸管是属于_电流_驱动型电力电子器件。
37.晶体管开通时间t
on =___t
d
+t
r
__。
38.擎住电流I
L
是指使晶闸管刚刚从断态转入通态，并在移去触发信号之后，能维持通态所需的最小阳极电流。
39.晶闸管通态(峰值)电压U
Tm
是_ 晶闸管以π倍或规定倍数的额定通态平均电流时的瞬时峰值电压值 __
40.IGBT是一种__MOSSEFE__驱动的电子器件。。
41.电力晶体管的安全工作区由___四__条曲线限定。
42.晶闸管的通态平均电流I
VEAR 的波形系数K
f
=
VEAR
VE
I
I
。
43.波形系数可以用来衡量具有相同电流平均值_，而波形不同的电流有效值的大小程度。
二、选择题。
1.造成在不加门极触发控制信号即使晶闸管从阻断状态转为导通状态的非正常转折有二种因素，一是阳极的电压上升率du/dt太快，二是( C )
A.阳极电流上升太快
B.阳极电流过大
C.阳极电压过高
D.电阻过大
2.在I
VEAR 定义条件下的波形系数k
fe
为( B )
A.π
B.
2
π
C.
2
3π D.2π
3.晶闸管的额定电压是这样规定的，即取断态重复峰值电压和反向重复峰值电压中较小的一个，并经如下处理( D )
A.乘以1.5倍
B.乘以2倍
C.加100
D.规化为标准电压等级
4.晶闸管不具有自关断能力，常称为( B )
A.全控型器件
B.半控型器件
C.触发型器件
D.自然型器件
5.当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，晶闸管都将工作在( D )
A.导通状态
B.不定
C.饱和状态
D.关断状态
6.功率晶体管的安全工作区范围由几条曲线限定( A )
A.4条
B.3条
C.5条
D.2条 7.晶闸管的伏安特性是指( C ) A.阳极电压与门极电流的关系 B.门极电压与门极电流的关系 C.阳极电压与阳极电流的关系
D.门极电压与阳极电流的关系
8.晶闸管电流的波形系数定义为( A ) A.VAR
V f I I K =
B.V
VAR
f I I K =
C.K f =I VAR ·I V
D.K f =I VAR -I V
9.取断态重复峰值电压和反向重复峰值电压中较小的一个，并规化为标准电压等级后，定为该晶闸管的( D ) A.转折电压 B.反向击穿电压 C.阈值电压
D.额定电压
10.具有自关断能力的电力半导体器件称为( A ) A.全控型器件 B.半控型器件 C.不控型器件
D.触发型器件
11.晶闸管的三个引出电极分别是（ A ） A.阳极、阴极、门极 B.阳极、阴极、栅极 C.栅极、漏极、源极
D.发射极、基极、集电极
12.当晶闸管承受反向阳极电压且门极施加正向脉冲时，正常情况下晶闸管都将工作在
（ B ）
A.导通状态
B.关断状态
C.饱和状态
D.不定
13.处于阻断状态的晶闸管，只有在阳极与阴极间加正向电压，且在门极与阴极间作何处理才能使其开通（ C ） A.并联一电容
B.串联一电感
C.加正向触发电压
D.加反向触发电压
14.晶闸管工作过程中，管子本身产生的管耗等于管子两端电压乘以（ A ） A.阳极电流
B.门极电流
C.阳极电流与门极电流之差
D.阳极电流与门极电流之和
15.功率晶体管（GTR ）的安全工作区由几条曲线所限定（ D ）
A.3条
B.2条
C.5条
D.4条
16.由门极控制导通的晶闸管导通后，门极信号( A )。 A.失去作用 B.需维持原值 C.需降低
D.需提高
17.逆导晶闸管是一种集成功率器件，将逆阻型晶闸管和( A )反并联在一个管芯上的。 A.二极管 B.晶闸管 C.晶体管
D.场效应管
18.GTO 的电流关断增益βof =( A )。 A.
|I |I min G A
-
B.|I |I GT A
- C.
|
I |I GD A
-
D.
|
I |I GFM A
-
19.晶闸管门极触发信号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（ B ）。 A.维持电流 B.擎住电流 C.浪涌电流
D.额定电流
20.与普通晶闸管不同，双向晶闸管的额定电流的标定用（ C ）。 A.平均电流值 B.通态平均电流值 C.有效值
D.最大电流值
21.双极型功率晶体管和MOSFET 的复合器件是（B ）。 A.GTO B.IGBT C.GTR
D.MCT
22.功率晶体管GTR 从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为( B ) A.一次击穿 B.二次击穿 C.临界饱和 D.反向截止 23.逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成( B ) A.大功率三极管 B.逆阻型晶闸管 C.双向晶闸管 D.可关断晶闸管
24.在晶闸管应用电路中，为了防止误触发应将幅值限制在不触发区的信号是( A ) A.干扰信号 B.触发电压信号 C.触发电流信号 D.干扰信号和触发信号
25.当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在
( B )
A.导通状态
B.关断状态
C.饱和状态
D.不定
26.按器件的可控性分类，普通晶闸管属于（ B ）
A．全控型器件B．半控型器件
C．不控型器件D．电压型器件
27.下列4种电力电子器件,哪种是半控型电力电子器件。( C )
A.电力二极管
B.门极可关断晶闸管
C.晶闸管
D.电力晶体管
28.功率晶体管的二次击穿现象表现为( A )
A.从高电压小电流向低电压大电流跃变
B.从低电压大电流向高电压小电流跃变
C.从高电压大电流向低电压小电流跃变
D.从低电压小电流向高电压大电流跃变
29.普通晶闸管不具备自关断能力，常被称为（ B ）
A．全控制器件B．半控型器件
C．不控制器件D．触发型器件
30.决定触发脉冲最小宽度一个重要因素是( B )
A. 维持电流I
H B. 擎住电流I
L
C. 浪涌电流I
TSm
D. 额定电流
32.为防止晶闸管误触发，应使干扰信号不超过( B )
A. 安全区
B. 不触发区
C. 可靠触发区
D. 可触发区
33. 要关断GTO，则需( B )
A. 在门极加正脉冲信号
B. 在门极加负脉冲信号
C. 加强迫关断电路
D. 加正弦波信号
34. 全控型器件是( D )
A. 光控晶闸管
B. 双向晶闸管
C. 逆导晶闸管
D. 功率晶体管
35.双向晶闸管是三端几层半导体结构?( A ) A ．五层 B ．四层 C ．三层
D ．二层
36.为了减小门极损耗，晶闸管正常导通的方法是阳极加正向电压，门极加（ A ）。 A ．正脉冲 B ．负脉冲 C ．直流
D ．正弦波
37．在GTR 作为开关的电路中，若在转换的过程中出现从高电压小电流到低电压大电流的现象，则说明晶体管（ B ）。 A ．失控 B ．二次击穿 C ．不能控制关断
D ．不能控制开通
38．下列器件中为全控型器件的是（ D ）。 A ．双向晶闸管 B ．快速晶闸管 C ．光控晶闸管
D ．功率场效应晶体管
40.逆导晶闸管是将大功率二极管与何种器件集成在一个管芯上而成( B ) A.大功率三极管 B.逆阻型晶闸管 C.双向晶闸管
D.可关断晶闸管
41.功率晶体管GTR 从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为( D ) A.一次击穿 B.反向截止 C.临界饱和
D.二次击穿
42.下面给出的四个电力半导体器件中，哪个是全控型电力半导体器件( C ) A.二极管 B.晶闸管 C.功率晶体管
D.逆导晶闸管
43.晶闸管的正向不重复峰值电压U Dsm 与转折电压U 80的关系是( C ) A.U Dsm =U B0 B.U Dsm >U B0 C.U Dsm
D.U Dsm =1.2U B0
44.晶闸管在正常工作中，触发控制信号应加在( C ) A.阳极 B.阴极 C.门极
D.漏极
45.晶闸管的伏安特性是指( C )
A.阳极电压与门极电流的关系
B.门极电压与门极电流的关系
C.阳极电压与阳极电流的关系
D.门极电压与阳极电流的关系
46.晶闸管是 ( B )
A.2端器件
B.3端器件
C.4端器件
D.5端器件
47.快速熔断器可以用于过电流保护的电力电子器件是( D )
A.功率晶体管
B.IGBT
C.功率MOSFET
D.晶闸管
48.晶闸管工作过程中，管子本身产生的管耗等于管子两端电压乘以（ A ）
A．阳极电流B．门极电流
C．阳极电流与门极电流之差D．阳极电流与门极电流之和
49．晶闸管过电压保护元器件是（ B ）
A．快速熔断器B．RC电路
C．快速开关D．电抗器
50.下面给出的四个图形符号，哪个是可关断晶闸管的图形符号（ B ）
51.IGBT是( B )
A.电流驱动型元件
B.电压驱动型元件
C.半控型元件
D.不控型元件
三、简答题：
1..晶闸管的导通条件是什么?怎样使晶闸管由导通变为关断?
答：导通条件：晶闸管阳极与阴极之间加正向电压，并在门极加正向触发电压。
使晶闸管由导通变为关断方法：减小阳极电流使其小于维持电流；阳极加反向电压。
2.什么是晶闸管的维持电流?指出晶闸管擎住电流与维持电流的关系。
答：已经导通的晶闸管，使其能够维持通态所需的最小阳极电流，称为维持电流。
擎住电流与维持电流的关系是：擎住电流大于维持电流（I
L >I
H
)
3..试说明功率晶体管(GTR)的安全工作区SOA由哪几条曲线所限定?
答：集电极最大允许直流电流线I
CM ；集电极最大允许戈功耗线P
CM
；二次击穿触发功率线
P
SB ；集电极发射极允许最高击穿电压线V
CE
；
4.画出GTR开关响应特性曲线。（P18图1－15）
5.画出功率晶体管由截止到开通的开关损耗图。（P19图1－16）
6.晶闸管串联使用时需解决什么问题?如何解决?
答：晶闸管串联使用时需解决静态不均压和动态不均压问题。首先应选用参数和特性一致的器件，另外可以采用并联电阻解决静态不均压问题和并联RC支路解决动态不均压问题。
7.晶闸管的通态平均电流I
VEAR
是如何定义的。
答：在规定的条件下，工频正弦半波在一个周期内的平均值。
8.简述晶闸管维持电流、擎住电流的含义。
答：已经导通的晶闸管，使其能够维持通态所需的最小阳极电流，称为维持电流。
晶闸管门极触发刚从断态转入通态即移去触发信号，能够维持通态所需要的最小阳极电流，称为擎住电流。
9.什么是晶闸管的浪涌电流？
答：由于电路发生异常情况时，允许在工频半周期内的不重复性最大正向过峰值电流。
10.画出晶闸管的双晶体管模型。
11.晶闸管两端并接阻容吸收电路可起哪些保护作用？
12.画出I
g
=0时双向晶闸管的伏安特性曲线。（P16图1－11）
13.设某型号晶闸管维持电流I
H
=4mA，晶闸管使用在下图电路中是否合理?为什么(不考
虑电流裕量)?
答：不合理。因其导通时电流小于晶闸管维持电流I
=4mA。故不能维持导通状态。
H
19．画出晶闸管在门极电流足够大时的伏安特性曲线。（P9图1－6）
20．画出晶闸管的阳极伏安特性曲线。（P9图1－6）
四、分析计算题
=20A，试选择晶
1.某一整流电路，流过晶闸管的实际电流波形如图所示，其平均值I
VIAR
闸管的额定电流I
(不考虑裕度系数)。（P13 例1－1）
VEAR
2.如图所示电路，要使晶闸管VT导通，门极触发电流脉冲的宽度最小应为多少？图中E=50V，
R=0.5Ω，L=0.5H，晶闸管擎住电流I L=15mA. (8分)
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min off G A I 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
第 1 章半导体器 件 习题及答案
第1章半导体器件 一、是非题（注：请在每小题后［］内用” V"表示对，用” X "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=0.7V, I B=20^A,因此推算出r be=U BE/|B=0.7V/20 卩A=35k Q（）
17、 有人测得晶体管在U BE =0.6V , I B =5^A,因此认为在此工作点上的r be 大约为 26mV/l B =5.2k ◎（） 18、 有人测得当U BE =0.6V , I B =10^A O 考虑到当U BE =0V 时I B =0因此推算得到 、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 .1、在绝对零度（0K ）时，本征半导体中 __________ 载流子 A.有 B.没有 C.少数 D.多数 2、在热激发条件下，少数价电子获得足够激发能，进入导带，产生 ___________ F 很大关系。A.温度B. 掺杂工艺C.杂质浓度C.晶体缺陷 7、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 8、二极管正向电压从0.7V 增大15%时，流过的电流增大 ________ 。（ A 1. 15% B 1 ?大于 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2 U BE 1 B 0.6 0 10 0 60(k ) ,多选或不选按选错论） A.负离子 B. 空穴 C. 3、 半导体中的载流子为 ________ 。 空穴 4、 N 型半导体中的多子是 ________ < 5、 P 型半导体中的多子是 _________ < &在杂质半导体中，多数载流子的浓度 度则与 ______ 有 正离子 D. 电子-空穴对 \.电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 电子和 A.电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 负离子 A.电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 负离子 _____ ，而少数载流子的浓
第一章半导体基础知识 〖本章主要内容〗 本章重点讲述半导体器件的结构原理、外特性、主要参数及其物理意义，工作状态或工作区的分析。 首先介绍构成PN结的半导体材料、PN结的形成及其特点。其后介绍二极管、稳压管的伏安特性、电路模型和主要参数以及应用举例。然后介绍两种三极管（BJT和FET）的结构原理、伏安特性、主要参数以及工作区的判断分析方法。〖本章学时分配〗 本章分为4讲，每讲2学时。 第一讲常用半导体器件 一、主要内容 1、半导体及其导电性能 根据物体的导电能力的不同，电工材料可分为三类：导体、半导体和绝缘体。半导体可以定义为导电性能介于导体和绝缘体之间的电工材料，半导体的电阻率为10-3～10-9 cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化；往纯净的半导体中掺入某些特定的杂质元素时，会使它的导电能力具有可控性；这些特殊的性质决定了半导体可以制成各种器件。 2、本征半导体的结构及其导电性能 本征半导体是纯净的、没有结构缺陷的半导体单晶。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”，它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。 3、半导体的本征激发与复合现象 当导体处于热力学温度0 K时，导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚而参与导电，成为自由电子。这一现象称为本征激发（也称热激发）。因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。 游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，称为复合。 在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡，此时，载流子浓度一定，且自由电子数和空穴数相等。 4、半导体的导电机理 自由电子的定向运动形成了电子电流，空穴的定向运动也可形成空穴电流，因此，在半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子（即载流子），这是半导体的特殊性质。空穴导电的实质是:相邻原子中的价电子（共价键中的束缚电子）依次填补空穴而形成电流。由于电子带负电，而电子的运动与空穴的运动方向相反，因此认为空穴带正电。
半导体基础知识和半导体器件工艺 第一章半导体基础知识 通常物质根据其导电性能不同可分成三类。第一类为导体，它可以很好的传导电流，如：金属类，铜、银、铝、金等；电解液类：NaCl水溶液，血液，普通水等以及其它一些物体。第二类为绝缘体，电流不能通过，如橡胶、玻璃、陶瓷、木板等。第三类为半导体，其导电能力介于导体和绝缘体之间，如四族元素Ge锗、Si硅等，三、五族元素的化合物GaAs砷化镓等，二、六族元素的化合物氧化物、硫化物等。 物体的导电能力可以用电阻率来表示。电阻率定义为长1厘米、截面积为1平方厘米的物质的电阻值，单位为欧姆*厘米。电阻率越小说明该物质的导电性能越好。通常导体的电阻率在10-4欧姆*厘米以下，绝缘体的电阻率在109欧姆*厘米以上。 半导体的性质既不象一般的导体，也不同于普通的绝缘体，同时也不仅仅由于它的导电能力介于导体和绝缘体之间，而是由于半导体具有以下的特殊性质： (1) 温度的变化能显著的改变半导体的导电能力。当温度升高时，电阻率会降低。比如Si在200℃时电阻率比室温时的电阻率低几千倍。可以利用半导体的这个特性制成自动控制用的热敏组件（如热敏电阻等），但是由于半导体的这一特性，容易引起热不稳定性，在制作半导体器件时需要考虑器件自身产生的热量，需要考虑器件使用环境的温度等，考虑如何散热，否则将导致器件失效、报废。 (2) 半导体在受到外界光照的作用是导电能力大大提高。如硫化镉受到光照后导电能力可提高几十到几百倍，利用这一特点，可制成光敏三极管、光敏电阻等。 (3) 在纯净的半导体中加入微量（千万分之一）的其它元素（这个过程我们称为掺杂），可使他的导电能力提高百万倍。这是半导体的最初的特征。例如在原子密度为5*1022/cm3的硅中掺进大约5X1015/cm3磷原子，比例为10-7（即千万分之一），硅的导电能力提高了几十万倍。 物质是由原子构成的，而原子是由原子核和围绕它运动的电子组成的。电子很轻、很小，带负电，在一定的轨道上运转；原子核带正电，电荷量与电子的总电荷量相同，两者相互吸引。当原子的外层电子缺少后，整个原子呈现正电，缺少电子的地方产生一个空位，带正电，成为电洞。物体导电通常是由电子和电洞导电。前面提到掺杂其它元素能改变半导体的导电能力，而参与导电的又分为电子和电洞，这样掺杂的元素（即杂质）可分为两种：施主杂质与受主杂质。将施主杂质加到硅半导体中后，他与邻近的4个硅原子作用，产生许多自由电子参与导电，而杂质本身失去电子形成正离子，但不是电洞，不能接受电子。这时的半导体叫N型半导体。施主杂质主要为五族元素：锑、磷、砷等。 将施主杂质加到半导体中后，他与邻近的4个硅原子作用，产生许多电洞参与导电，这时的半导体叫p型半导体。受主杂质主要为三族元素：铝、镓、铟、硼等。电洞和电子都是载子，在相同大小的电场作用下，电子导电的速度比电洞快。电洞和电子运动速度的大小用迁移率来表示，迁移率愈大，截流子运动速度愈快。假如把一些电洞注入到一块N型半导体中，N型就多出一部分少数载子――电洞，但由于N型半导体中有大量的电子存在，当电洞和电子碰在一起时，会发
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
0.60 60()100 BE 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。 A. 有 B. 没有 C. 少数 D. 多数 2、在热激发条件下，少数价电子获得足够激发能，进入导带，产生_________。 A. 负离子 B. 空穴 C. 正离子 D. 电子-空穴对 3、半导体中的载流子为_________。 A.电子 B.空穴 C.正离子 D.电子和空穴 4、N 型半导体中的多子是_________。A.电子 B.空穴 C.正离子 D.负离子 5、P 型半导体中的多子是_________。A.电子 B.空穴 C.正离子 D.负离子 6、在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于 ，而少数载流子的浓度则与 有 很大关系。 A. 温度 B. 掺杂工艺 C. 杂质浓度 C. 晶体缺陷 7、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 8、二极管正向电压从增大15%时，流过的电流增大_______。（A 1．15% B 1．大于 15% C 1．小于15%）当流过二极管的电流一定，而温度升高时，二极管的正向电压______。（A 2．增大B 2．减小；C 2．基本不变） 9、温度升高时，二极管的反向伏安特性曲线________。（A 1．上移 B 1．下移 C 1．不变）说 明此时反向电流________。（A 2．减小 B 2．增大 C 2．不变）. 10、在下图所示电路中，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
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R G S 大的特点。（ ） （6）若耗尽型N 沟道MOS 管的U G S 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. I S e U B. T U U I e S C. )1e (S －T U 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 G S ＝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T1.3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 O1≈1.3V，U O2＝0，U O3≈－1.3V，U O4≈2V，U O5≈1.3V， U O6≈－2V。 四、已知稳压管的稳压值U Z＝6V，稳定电流的最小值I Z mi n＝5mA。求图T1.4所示电路中U O1和U O2各为多少伏。 图T1.4 解：U O1＝6V，U O2＝5V。
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 =0.7V ，I B =20μA ，因此推算出r be =U BE /I B =0.7V/20μA=35kΩ。（ ） 17、有人测得晶体管在U BE =0.6V ，I B =5μA ，因此认为在此工作点上的r be 大约为26mV/I B =5.2kΩ。（ ） 18、有人测得当U BE =0.6V ，I B =10μA 。考虑到当U BE =0V 时I B =0因此推算得到 0.60 60()100 BE 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。 A. 有 B. 没有 C. 少数 D. 多数 2 A. 负离子 B. 空穴 C. 正离子 D. 电子-空穴对 3、半导体中的载流子为_________。 A.电子 B.空穴 C.正离子 D.电子和空穴 4、N 型半导体中的多子是_________。A.电子 B.空穴 C.正离子 D.负离子
第8章电力半导体器件及其应用 一、基本要求 1. 了解晶闸管的基本构造、工作原理、特性曲线和主要参数； 2. 掌握单相可控整流电路的可控原理，能够计算在电阻性负载和电感性负载时的输出电压、输出电流以及各元件所通过的平均电流和承受的最大正、反向电压； 3. 了解单结晶体管及其触发电路的作用原理； 4. 了解晶闸管的保护措施； 二、阅读指导 1.晶闸管 晶体闸流管是应用最为广泛的电力半导体器件。阳极加正向电压和控制极加正触发脉冲信号，这是晶闸管导通的必要条件，阳极电流应大于维持电流是晶闸管导通的充分条件。导通之后，控制极就失去控制作用。在晶闸管导通时，若减小阳极电压或阳极电流小于维持电流，晶闸管自动关断。读者在学习过程中必需了解晶闸管的导通和关断的条件。此外，还要了解正向转折电压U BO、反向击穿电压U BR（或称为反向转折电压）、正向重复峰值电压U FRM 及反向重复峰值电压U RRM的意义，并了解晶闸管的型号。 2. 可控整流电路 学习可控整流电路时，读者最好对照第4章中由二极管所组成的不可控整流电路来分析比较电路结构、电压和电流的波形、整流电压平均值和交流电压有效值之间的大小关系以及元件所承受最高反向电压等问题。特别应该注意，在可控整流电路中，晶闸管在交流电压的正半周并不一定全导通，因此晶闸管和二极管不一样，还有承受最高正向电压的问题。 难点是可控整流电路接电感性负载的情况，以及续流二极管的作用。为什么整流电压会出现负值？为什么接了续流二极管（注意其正、负极，不能接反）后，晶闸管在电源电压u2过零时能及时关断？读者应认真阅读教材并仔细思考。 单相桥式半控整流是一种较常用的电路，和二极管桥式整流电路类似，分析其工作原理时，也要分别找出在交流电压的正半周负半周时电流的通路，哪个管导通，哪个截止。 3. 单结晶体管触发电路 对单结晶体管，必须了解单结晶体管的发射极E与第一基极B1之间导通和恢复截止的条件。当发射极E和第一基极B1之间加的电压U E等于峰点电压U P时，单结晶体管导通。导通后，发射极电压U E降低，当U E低于谷点电压U V时，单结晶体管的E、B1间恢复截止。 教材图8-13是典型的晶闸管可控整流电路，其中采用单结晶体管触发电路，主电路是单相桥式半控整流电路。对这个电路，读者要了解三个作用，即稳压管的削波作用，变压器的同步作用和电位器R P的移相作用。要看懂教材图8-14所示的四个波形。 4. 晶闸管的保护 要了解晶闸管可控整流电路中，应用最为广泛快速熔断器的过电流保护和阻容吸收的过
第一章题解－1 第一章 常用半导体器件 习 题 1.1 选择合适答案填入空内。 （1）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。 A. 五价 B. 四价 C. 三价 （2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流将 。 A. 增大 B. 不变 C. 减小 （3）工作在放大区的某三极管，如果当I B 从12μA 增大到22μA 时，I C 从1m A 变为2m A ，那么它的β约为 。 A. 83 B. 91 C. 100 （4）当场效应管的漏极直流电流I D 从2m A 变为4m A 时，它的低频跨导g m 将 。 A.增大 B.不变 C.减小 解：（1）A ，C （2）A （3）C （4）A 1.2 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。 1.3 电路如图P1.3所示，已知u i ＝10s in 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P1.3
第一章题解－2 解图P1.3 解：u i 和u o 的波形如解图P1.3所示。 1.4 电路如图P1.4所示，已知u i ＝5s in ωt (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P1.4 解图P1.4 解：波形如解图P1.4所示。 1.5 电路如图P1.5（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P1.5 解：u O 的波形如解图P1.5所示。
4第1章自测题、习题解答 自测题1 一、选择题 1. 在半导体材料中，本征半导体的自由电子浓度 空穴浓度。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 2. PN 结在外加正向电压时，其载流子的运动中，扩散 漂移。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 3. N 型半导体的多数载流子是电子，因此它 。 A. 带负电荷 B. 带正电荷 C. 呈中性 4. 处于放大状态的晶体管，集电结的载流子运动形式 运动。 A. 只有漂移 B.只有扩散 C.兼有漂移和扩散 5. 当环境温度增加时，稳压二极管的正向电压将 。 A.增大 B. 减小 C.不变 解：1、C 2、A 3、C 4、A 5、B 二、判断题 1．PN 结加上反向电压时电流很小，是因为空间电荷减少了。（ ） 2．当共射晶体管的集电极电流几乎不随集—射电压的变化而改变时，则称晶体管工作在饱和状态。（ ） 3．P 型半导体中空穴占多数，因此它带正电荷。（ ） 4．晶体管有电流放大作用，因此它具有能量放大作用。（ ） 5. 二极管正向偏置时，PN 结的电流主要是多数载流子的扩散运动。（ ） 6. 结型场效应管的漏源电压u DS 大于夹断电压U P 后，漏极电流i D 将为零。（ ） 解：1、× 2、× 3、× 4、× 5、√ 6、× 三、二极管电路如图T1－3所示，写出各电路的输出电压值。设u D =0.7V 。 (a) (b) (c)
D +5V -R +U O4--3V + D +5V -R +U O5--3V + D -3V +R + U O6- -5V + (d) (e) (f) 图T1－3 解： (a) 二极管截止，故u o1 =0V （b ）二极管导通，故u o2 =5－0.7=4.3V (c) 二极管导通，故u o3 =3＋0.7=3.7V (d) 二极管截止，故u o4=5V (e) 二极管导通，故u o5 =0.7－3=－2.3V (f) 二极管截止，故u o6 =－3V 四、稳压二极管电路如图T1－4所示，已知D Z1、D Z2的稳定电压分别为U Z1=5V ， U Z2 =8V ，试求输出电压U O1，U O2。 (a) (b) 图T1－4 解： （a ）u o1 =15－U Z1－U Z2＝2V （b ）D Z2两端的电压小于其反向击穿电压8V ，故D Z2截止，u o2 =0V 五、电路如图T1－5所示，设U CC =10V ，=100，U BE =0.7V ，U CES =0V 试问： 1. R B =100K Ω，U BB =3V 时，I C =？ 解：30.7 23100 BB BE B B U U I A R μ--= == 10023 2.3C B I I mA β==?= 2. U BB =2V 时，U O =5V 时，R B =？ +U BB -R B R C 5k W U CC T +U - +U i =15V -+U O1- D Z1 R 1 R 2 D Z2 + U i =15V - +U O2- D Z1 R 2 D Z2
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。
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；
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？ 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R D和交流电阻r d有何不同？如何在伏安特性上表示？
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 室温下，当正向电流分别为、 时估算其电阻的值 mA 2mA 1试推导二极管正向导通时的交流电阻 I U dI dU d T r = = mV U T 26=13.二极管的伏安特性方程为 ) 1(-=T U U e I I S D VD R ++_ _ ui uo 5V 15.二极管电路如图所示,已知输入电压,二极管的正向压降和反向电流均可忽略.试画出输出电压的波形. VD R ++_ _ ui uo VD R ++_ _ ui uo VD R + +_ _ ui uo 5V )(sin 30V t u i ω=o u (a) (b) (c) (d)
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、物质按导电能力得强弱可分为导体、绝缘体与半导体三大类,最常用得半导体材料就是硅与锗。 2、根据在纯净得半导体中掺入得杂质元素不同,可形成N 型半导体与P 型半导体。 3、纯净半导体又称本征半导体,其内部空穴与自由电子数相等。N型半导体又称电子型半导体,其内部少数载流子就是空穴;P型半导体又称空穴型半导体,其内部少数载流子就是电子。 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。一般硅二极管得开启电压约为0、5 V,锗二极管得开启电压约为0、1 V;二极管导通后,一般硅二极管得正向压降约为0、7 V,锗二极管得正向压降约为 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,稳压二极管得动态电阻越小,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、面接触型与平面型。 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、发光与光电二极管等二极管。 10、二极管得主要参数有最大整流电流、最高反向工作电压、反向饱与电流与最高工作频率。 11、稳压二极管得主要参数有稳定电压、稳定电流与动态电阻。 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点得电位为 无法确定V,当开关S与N相接时,A点得电位为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点得电位为10V 、 流过电阻得电流就是4mA ;当开关S闭合时,A点得电位为0 V,流过电阻得电流为2mA 。 14、图1-1-3所示电路中,二极管就是理想器件,则流过二极管V1得电流为0、25mA ,流过V2得电流为0、25mA ,输出电压U0为+5V。
习题 1.1基本要求 1.正确理解以下基本概念：二极管的单向导电性，三极管的电流控制作用，场效应管的电压控制作用。 2.熟练掌握二极管、三极管、场效应管的外特性（V －A 特性曲线及方程）。 3.熟练掌握二极管、三极管、场效应管的模型。 4.熟悉二极管、三极管、场效应管的主要参数。 1-1 在图1-37所示的两个电路中，已知V sin 30i t u ω=，二极管的正向压降可忽略不计，试画出输出电压u o 的波形。 图1-37 题1-1图 解：根据题意知：当二极管加正偏电压时，可近似视为短路；加反偏电压时，可近似开路。即用二极管的理想模型分析问题，所以有： (a) 输出电压u o 的表达式： u o = u i =30sin ωt (V) u i ≥0 u o =0 u i < 0 电压传输曲线见图T1－2（a ），u o 、 u i 的波形见图T1－2（b ）。 (b) 输出电压u o 的表达式： u o =0 u i ≥0 u o = u i =30sin ωt (V) u i < 0 电压传输曲线见图T1－2（c ），u o 、 u i 的波形见图T1－2（d ）。 (a) (c)
(b) (d) 1-2 在图1-38所示电路中，V sin 30,V 10t e E ω==，试用波形图表示二极管上电压u D 。 图1-38 题1-2图 解 假设拿掉二极管 则二极管所在处的开路电压为V D V t 10sin 30+=ω 接入二极管后当开路电压大于零时二极管导通，二极管相当与短路线，二极管两端电压为0，开路电压小于零时，二极管相当与开路，二极管两端电压为开路电压 1-3 计算图1-39所示电路中流过二极管的电流I D ，设二极管导通时的正向压降U D =0.7V 。 V 5 图1.39 题1-3图 解：先拿掉二极管假设电路开路如下图所示 V 1105 2 5=?- =U 所以加上二极管后二极管处于导通状态，原电路等效为：
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 -+=，)(2 z 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 ρρρ+=，)(2x z a b ρρρ+=，)(2 y x a c ρρρ+=。] 7. 靠近导带最小值处的能量可表达为 .2*2*2*22 ???? ??++=z z y y x x m k m k m k E η 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。
?平时成绩30% + 考试成绩70% ?名词解释（2x5=10）+ 简答与画图（8x10=80）+ 计算（1x10=10） 名词解释 p型和n型半导体 漂移和扩散 简并半导体 异质结 量子隧穿 耗尽区 阈值电压 CMOS 欧姆接触 肖特基势垒接触 简答与画图 1.从能带的角度分析金属、半导体和绝缘体之间的区别。 2.分析pn结电流及耗尽区宽度与偏压的关系。 3.什么是pn结的整流（单向导电）特性？画出理想pn结电流-电压曲线示意图。 4.BJT各区的结构有何特点？为什么？ 5.BJT有哪几种工作模式，各模式的偏置情况怎样？ 6.画出p-n-p BJT工作在放大模式下的空穴电流分布。 7.MOS二极管的金属偏压对半导体的影响有哪些？ 8.MOSFET中的沟道是多子积累、弱反型还是强反型？强反型的判据是什么？ 9.当VG大于VT且保持不变时，画出MOSFET的I-V曲线，并画出在线性区、非线 性区和饱和区时的沟道形状。 10.MOSFET的阈值电压与哪些因素有关？ 11.半导体存储器的详细分类是怎样的？日常使用的U盘属于哪种类型的存储器，画出 其基本单元的结构示意图，并简要说明其工作原理。 12.画出不同偏压下，金属与n型半导体接触的能带图。 13.金属与半导体可以形成哪两种类型的接触？MESFET中的三个金属-半导体接触分 别是哪种类型？ 14.对于一耗尽型MESFET，画出VG=0, -0.5, -1V（均大于阈值电压）时的I-V曲线示 意图。 15.画出隧道二极管的I-V曲线，并画出电流为谷值时对应的能带图。 16.两能级间的基本跃迁过程有哪些，发光二极管及激光器的主要跃迁机制分别是哪 种？ 计算 Pn结的内建电势及耗尽区宽度
第一章 半导体器件的基础知识
一、判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。 （1）在本征半导体中掺入三价元素，可形成 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）半导体中的空穴带正电。 （ ） ） ） ） ）
（4）二极管的最高反向工作电压就是该二极管的反向击穿电压。 （ （5）用万用表不同的电阻挡测量正反向电阻，读数是不同的。 （ （6）二极管具有单向导电性。 （ ）
（7）硅二极管的反向漏电电流比锗二极管的反向漏电电流大。 （ 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 。
）
（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 。 A. 前者反偏、后者也反偏 （4）在本征半导体中加入 A. 五价 B. 四价 B. 前者正偏、后者反偏 元素可形成 N 型半导体。 C. 三价 元素可形成 P 型半导体。 C. 三价 C. 前者正偏、后者也正偏
（5）在本征半导体中加入 A. 五价 B. 四价
（7） 工作在放大区的某三极管， 如果当 IB 从 12μ A 增大到 22μ A 时， C 从 1mA 变为 2mA， I 那么它的β 约为 A. 83 B. 91 。 C. 100 ） 。
（8）当环境温度升高时，二极管的反向电流将（ A、增大 B、减小 C、不变
（9）在二极管特性的正向导通区，二极管相当于（ A、大电阻 B、接通的开关 C、断开的开关
） 。
（9）在二极管特性的反向截止区，二极管相当于（ A、大电阻 B、接通的开关 C、断开的开关
） 。
（10）二极管正向导通的条件是其正向电压值（ A、大于 0 B、大于 0.3V C、大于 0.7V
） 。 D、大于死区电压 ） 。
（11）当硅二极管加上 0.4V 正向电压时，该二极管相当于（ A、很小的电阻 B、很大的电阻 C、短路 。
（12）P 型半导体中的多数载流子是
A.电子 B.空穴 C.正离子 D.负离子 （13）N 型半导体中的多数载流于是 。
半导体基础知识和半导 体器件工艺 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
半导体基础知识和半导体器件工艺 第一章半导体基础知识 通常物质根据其导电性能不同可分成三类。第一类爲导体，它可以很好的传导电流，如：金属类，铜、银、铝、金等；电解液类：NaCl水溶液，血液，普通水等以及其他一些物体。第二类爲绝缘体，电流不能通过，如橡胶、玻璃、陶瓷、木板等。第三类爲半导体，其导电能力介於导体和绝缘体之间，如四族元素Ge锗、Si矽等，三、五族元素的化合物GaAs砷化镓等，二、六族元素的化合物氧化物、硫化物等。 物体的导电能力可以用电阻率来表示。电阻率定义爲长1厘米、截面积爲1平方厘米的物质的电阻值，单位爲欧姆*厘米。电阻率越小说明该物质的导电性能越好。通常导体的电阻率在10-4欧姆*厘米以下，绝缘体的电阻率在109欧姆*厘米以上。 半导体的性质既不象一般的导体，也不同于普通的绝缘体，同时也不仅仅由於它的导电能力介於导体和绝缘体之间，而是由於半导体具有以下的特殊性质： (1) 温度的变化能显着的改变半导体的导电能力。当温度升高时，电阻率会降低。比如Si在200℃时电阻率比室温时的电阻率低几千倍。可以利用半导体的这个特性制成自动控制用的热敏元件（如热敏电阻等），但是由於半导体的这一特性，容易引起热不稳定性，在制作半导体器件时需要考虑器件自身産生的
热量，需要考虑器件使用环境的温度等，考虑如何散热，否则将导致器件失效、报废。 (2) 半导体在受到外界光照的作用是导电能力大大提高。如硫化镉受到光照後导电能力可提高几十到几百倍，利用这一特点，可制成光敏三极管、光敏电阻等。 (3) 在纯净的半导体中加入微量（千万分之一）的其他元素（这个过程我们称爲掺杂），可使他的导电能力提高百万倍。这是半导体的最初的特徵。例如在原子密度爲5*1022/cm3的矽中掺进大约5X1015/cm3磷原子，比例爲10-7（即千万分之一），矽的导电能力提高了几十万倍。 物质是由原子构成的，而原子是由原子核和围绕它运动的电子组成的。电子很轻、很小，带负电，在一定的轨道上运转；原子核带正电，电荷量与电子的总电荷量相同，两者相互吸引。当原子的外层电子缺少後，整个原子呈现正电，缺少电子的地方産生一个空位，带正电，成爲电洞。物体导电通常是由电子和电洞导电。 前面提到掺杂其他元素能改变半导体的导电能力，而参与导电的又分爲电子和电洞，这样掺杂的元素（即杂质）可分爲两种：施主杂质与受主杂质。 将施主杂质加到矽半导体中後，他与邻近的4个矽原子作用，産生许多自由电子参与导电，而杂质本身失去电子形成正离子，但不是电洞，不能接受电子。这时的半导体叫N型半导体。施主杂质主要爲五族元素：锑、磷、砷等。 将施主杂质加到半导体中後，他与邻近的4个矽原子作用，産生许多电洞参与导电，这时的半导体叫p型半导体。受主杂质主要爲三族元素：铝、镓、铟、硼等。