最新1章常用半导体器件题解09677汇总
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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. 2CP10C. 2CW11D.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 0.7VB. 大于 0.7VC. 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. 0VD. 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. 两种B. 三种C. 四种14.在杂质半导体中,多数载流子的浓度主要取决于 __(1)__,而少数载流子的浓度与 __(2)__有很大关系。
半导体器件习题及答案(总14页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1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0.6060()100BE 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。
第⼀章半导体器件的基础知识第⼀章半导体器件的基础知识⼀、填空题1、⾃然界中的物质按着导电能⼒分为、、三类。
2、半导体的导电能⼒会随着、、、和的变化⽽发⽣变化。
3、半导体材料主要有和两种。
4、半导体中的载流⼦是和。
5、主要靠导电的半导体称为N型半导体,主要靠导电的半导体称为P型半导体。
6、经过特殊⼯艺加⼯,将P型半导体和N型半导体紧密地结合在⼀起,则在两种半导体的交界处就会出现⼀个特殊的接触⾯,称为结。
7、PN结的特性是。
8、半导体⼆极管的符号是。
9、PN结两端外加的反向电压增加到⼀定值时,反向电流急剧增⼤,称为PN 结的。
10、⼆极管的核⼼部分是⼀个,具有特性。
11、半导体⼆极管⼜称。
它是由,从P区引出的极和从N区引出的极以及将他们封装起来的组成。
12、由于管芯结构不同,⼆极管⼜分为、、。
13、⼆极管的导电性能由加在⼆极管两端的电压和流过⼆极管的电流来决定,这两者之间的关系称为⼆极管的。
⽤于定量描述这两者关系的曲线称为。
14、当⼆极管两端所加的正向电压由零开始增⼤时,开始时,正向电流很⼩,⼏乎为零,⼆极管呈现很⼤电阻。
通常把这个范围称为,相应的电压称为。
15、硅⼆极管的死区电压约为;锗⼆极管的死区电压约为。
16、硅管的导通电压约为,锗管的导通电压约为,17、加在⼆极管的反向电压不断增⼤,当达到⼀定数值时,反向电流会突然增⼤,这种现象称为,相应的电压称为。
18、半导体⼆极管的主要参数有、。
19、半导体三极管的核⼼是。
20、半导体三极管的两个PN结将半导体基⽚分成三个区域:、和。
由这三个区引出三个电极为:、和。
分别⽤字母、和。
其中区相对较薄。
21、半导体三极管中,通常将发射极与基极之间的PN结称为;集电极与基极之间的PN结称为。
22、由于半导体基⽚材料不同,三极管可分为型和型两⼤类。
23、半导体三极管常采⽤、和封装。
24、半导体三极管按功率分有和;按⼯作频率分有和;按管芯所⽤半导体材料分有和;按结构⼯艺分有和;按⽤途分有和。
第一章 常用半导体器件1.1 半导体基础知识1.1.1 本征半导体一、半导体1. 概念:导电能力介于导体和绝缘体之间。
2. 本征半导体:纯净的具有晶体结构的半导体。
二、本征半导体的晶体结构(图1.1.1)1. 晶格:晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵。
2. 共价键三、本征半导体中的两种载流子(图1.1.2)1. 本征激发:在热激发下产生自由电子和空穴对的现象。
2. 空穴:讲解其导电方式;3. 自由电子4. 复合:自由电子与空穴相遇,相互消失。
5. 载流子:运载电荷的粒子。
四、本征半导体中载流子的浓度1. 动态平衡:载流子浓度在一定温度下,保持一定。
2. 载流子浓度公式:)2/(2/31kT E i i GO e T K p n -==自由电子、空穴浓度(cm-3),T 为热力学温度,k 为波耳兹曼常数(K eV /1063.85-⨯),E GO 为热力学零度时破坏共价键所需的能量(eV ),又称禁带宽度,K 1是与半导体材料载流子有效质量、有效能级密度有关的常量。
1.1.2 杂质半导体一、概念:通过扩散工艺,掺入了少量合适的杂质元素的半导体。
二、N 型半导体(图1.1.3)1. 形成:掺入少量的磷。
2. 多数载流子:自由电子3. 少数载流子:空穴4. 施主原子:提供电子的杂质原子。
三、P 型半导体(图1.1.4)1. 形成:掺入少量的硼。
2. 多数载流子:空穴3. 少数载流子:自由电子4. 受主原子:杂质原子中的空穴吸收电子。
5. 浓度:多子浓度近似等于所掺杂原子的浓度,而少子的浓度低,由本征激发形成,对温度敏感,影响半导体的性能。
1.1.3 PN 结一、PN 结的形成(图1.1.5)1. 扩散运动:多子从浓度高的地方向浓度低的地方运动。
2. 空间电荷区、耗尽层(忽视其中载流子的存在)3. 漂移运动:少子在电场力的作用下的运动。
在一定条件下,其与扩散运动动态平衡。
4. 对称结、不对称结:外部特性相同。
第一章题解-1第一章 常用半导体器件6.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 答案:A7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 -TU U I答案:C8.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 答案:C9.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 答案:B10.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 答案:C11.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 。
第一章题解-2图T1.3答案:U O 1≈1.3V ,U O 2=0,U O 3≈-1.3V ,U O 4≈2V ,U O 5≈1.3V , U O 6≈-2V 。
12、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 O 1和U O 2各为多少伏。
图T1.4答案:U O 1=6V ,U O 2=5V.13、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 C M =200mW ,试画出它的过损耗区。
第一章题解-3图T1.5 解图T1.5答案:根据P C M =u C E i C =200mW 可得:U C E =40V 时I C =5mA ,U C E =30V 时I C ≈6.67mA ,U C E =20V 时I C =10mA ,U C E =10V 时I C =20mA ,将各点连接成曲线,即为临界过损耗线,如解图T1.5所示。
临界过损耗线的右边为过损耗区,左边为安全工作区。
14、电路如图T1.6所示,V C C =15V ,β=100,U B E =0.7V 。
第1章常用半导体器件1.1 二极管①1.1.1 半导体基础知识1.半导体当电流通过各种物体时,对电流的通过有着各自不同的阻止能力,有的物体可使电流顺利通过,也有的物体不让电流通过,或者在一定的阻力下让其通过。
这种不同物体通过电流的能力叫做物体的导电性。
自然界的物质按导电性可分为绝缘体、导体和半导体三类。
半导体的导电性比导体差,但比绝缘体强。
由于半导体的导电性随杂质浓度、环境温度和光照条件而改变,因此利用它的这些特点,可制成多种性能的电子元器件,如二极管、晶体管、热敏和光敏元件等。
2.本征半导体不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体,其内部存在数量相等的两种载流子:自由电子和空穴。
常温下,本征半导体的两种载流子的数量都很少,所以导电性能很差。
空穴的出现是半导体称区别于导体的重要特征,因为导体只有一种载流子,即自由电子。
3.杂质半导体②向本征半导体中有控制地掺入特定的杂质可以改变它的导电性,这种半导体被称为杂质半导体。
比如,往纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷),形成的半导体称为N型半导体,掺入三价元素(如硼),形成的半导体称为P型半导体。
4.半导体的导电特性半导体的导电机理不同于导体,它具有以下几个导电特性,见表1-1。
①二极管,英文Diode。
②N指Negative,负的、负极性等,P指Positive,正的、正极性等。
采用不同的掺杂工艺,将P 型和N 型半导体制作在同一块硅片上,在两者交界面形成一层很薄的特殊导电层,这个特殊导电层称为PN 结。
从PN 结两端各引出一只电极,再用塑料、金属或玻璃封装成不同的形状,便制成二极管。
从P区引出的电极叫阳极(或正极),从N 区引出的电极叫阴极(或负极),如图1-1所示。
图1-1a 所示为点接触型二极管,由一根金属丝经过特殊工艺与半导体表面相接,形成PN 结。
因其结面积小,不能通过较大的电流;但其结电容小,工作频率高,因此适合于高频电路和小功率整流。
图1-1b 所示为面接触型二极管,采用合金法工艺制成。
1章常用半导体器件题解09677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。
解:(1)√(2)×(3)√(4)×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 UB. «Skip Record If...»C. «Skip Record If...»(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、后者也正偏解:(1)A (2)C (3)C (4)B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 Zmin=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。
六、电路如图T1.6所示,V CC=15V,β=100,U BE=0.7V。
试问:(1)R b=50kΩ时,u O=?(2)若T临界饱和,则R b≈?解:(1)R b=50kΩ时,基极电流、集电极电流和管压降分别为«Skip Record If...»μA«Skip Record If...»所以输出电压U O=U CE=2V。
图T1.6(2)设临界饱和时U CES=U BE=0.7V,所以«Skip Record If...»1.1选择合适答案填入空内。
(1)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(2)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(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1mA变为2mA,那么它的β约为 c 。
A. 83B. 91C. 100A.增大B.不变C.减小解:(1)A ,C (2)A (3)C1.2 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=10sinωt(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=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P1.4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。
解图P1.51.6 电路如图P1.6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。
试问二极管中流过的交流电流有效值为多少?解:二极管的直流电流I D=(V-U D)/R=2.6mA其动态电阻r D≈U T/I D=10Ω故动态电流有效值I d=U i/r D≈1mA 图P1.61.7现有两只稳压管,它们的稳定电压分别为6V和8V,正向导通电压为0.7V。
试问:(1)若将它们串联相接,则可得到几种稳压值?各为多少?(2)若将它们并联相接,则又可得到几种稳压值?各为多少?解:(1)两只稳压管串联时可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。
(2)两只稳压管并联时可得0.7V和6V等两种稳压值。
1.8已知稳压管的稳定电压U Z=6V,稳定电流的最小值I Zmin=5mA,最大功耗P ZM=150mW。
试求图P1.8所示电路中电阻R的取值范围。
解:稳压管的最大稳定电流I ZM=P ZM/U Z=25mA电阻R的电流为I ZM~I Zmin,所以其取值范围为«Skip Record If...»图P1.81.9已知图P1.9所示电路中稳压管的稳定电压U Z=6V,最小稳定电流I Zmin=5mA,最大稳定电流I Zmax=25mA。
(1)分别计算U I为10V、15V、35V三种情况下输出电压U O的值;(2)若U I=35V时负载开路,则会出现什么现象?为什么?解:(1)当U I=10V时,若U O=U Z=6V,则稳压管的电流为4mA,小于其最小稳定电流,所以稳压管未击穿。
故«Skip Record If...»当U I=15V时,稳压管中的电流大于最图P1.9小稳定电流I Zmin,所以U O=U Z=6V同理,当U I=35V时,U O=U Z=6V。
(2)«Skip Record If...»29mA>I ZM=25mA,稳压管将因功耗过大而损坏。
1.10在图P1.10所示电路中,发光二极管导通电压U D=1.5V,正向电流在5~15mA时才能正常工作。
试问:(1)开关S在什么位置时发光二极管才能发光?(2)R的取值范围是多少?解:(1)S闭合。
(2)R的范围为«Skip Record If...»图P1.101.11 电路如图P1.11(a)、(b)所示,稳压管的稳定电压U Z=3V,R的取值合适,u I的波形如图(c)所示。
试分别画出u O1和u O2的波形。
图P1.11解:波形如解图P1.11所示解图P1.111.13 有两只晶体管,一只的β=200,I CEO=200μA;另一只的β=100,I CEO =10μA,其它参数大致相同。
你认为应选用哪只管子?为什么?解:选用β=100、I CBO=10μA的管子,因其β适中、I CEO较小,因而温度稳定性较另一只管子好。
1.14已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100,现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图P1.14所示。
分别求另一电极的电流,标出其实际方向,并在圆圈中画出管子。
图P1.14解:答案如解图P1.14所示。
解图P1.141.15测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图P1.15所示。
在圆圈中画出管子,并分别说明它们是硅管还是锗管。
图P1.15解:晶体管三个极分别为上、中、下管脚,答案如解表P1.15所示。
解表P1.15管号T1 T2 T3 T4 T5 T6上 e c e b c b中 b b b e e e下 c e c c b c管型PNP NPN NPN PNP PNP NPN材料Si Si Si Ge Ge Ge1.16 电路如图P1.16所示,晶体管导通时U BE=0.7V,β=50。
试分析V BB为0V、1V、1.5V三种情况下T的工作状态及输出电压u O的值。
解:(1)当V BB=0时,T截止,u O=12V。
(2)当V BB=1V时,因为«Skip Record If...»μA«Skip Record If...»所以T处于放大状态。
(3)当V BB=1.5V时,因为«Skip Record If...»μA图P1.16«Skip Record If...»所以T处于饱和状态。
1.17电路如图P1.17所示,试问β大于多少时晶体管饱和?解:取U CES=U BE,若管子饱和,则«Skip Record If...»所以,«Skip Record If...»时,管子饱和。
图P1.171.18电路如图P1.18所示,晶体管的β=50,|U BE|=0.2V,饱和管压降|U CES|=0.1V;稳压管的稳定电压U Z=5V,正向导通电压U D=0.5V。
试问:当u I=0V时u O=?当u I=-5V时u O=?解:当u I=0时,晶体管截止,稳压管击穿,u O=-U Z=-5V。
当u I=-5V时,晶体管饱和,u O=-0.1V。
因为«Skip Record If...»«Skip Record If...»图P1.181.19 分别判断图P1.19所示各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。
图P1.19解:(a)可能(b)可能(c)不能(d)不能,T的发射结会因电流过大而损坏。
(e)可能。