第1章 半导体器件习题及答案

第1章半导体存器件1。

1 在如图1.4所示的各个电路中，已知直流电压V，电阻kΩ,二极管的正向压降为0.7V,求U o。

图1.4 习题1.1的图分析U o的值与二极管的工作状态有关,所以必须先判断二极管是导通还是截止。

若二极管两端电压为正向偏置则导通，可将其等效为一个0.7Ｖ的恒压源；若二极管两端电压为反向偏置则截止，则可将其视为开路。

解对图1。

4（a）所示电路,由于V，二极管VD承受正向电压，处于导通状态，故:（V）对图1.4（b）所示电路，由于V,二极管VD承受反向电压截止，故：（V）对图1.4（c）所示电路，由于V，二极管VD承受正向电压导通，故：（V）1.2 在如图1.5所示的各个电路中，已知输入电压V，二极管的正向压降可忽略不计,试分别画出各电路的输入电压u i和输出电压u o的波形.分析在u i和5V电源作用下，分析出在哪个时间段内二极管正向导通，哪个时间段内二极管反向截止。

在忽略正向压降的情况下，正向导通时可视为短路，截止时可视为开路,由此可画出各电路的输入、输出电压的波形。

图1。

5 习题1.2的图解对图1。

5（a）所示电路,输出电压u o为:u i≥5V时二极管VD承受正向电压导通,U D=0，u o=5V；u i〈5V时二极管VD承受反向电压截止，电阻R中无电流，u R=0，u o=u i。

输入电压u i和输出电压u o的波形如图1.6（a）所示。

图1。

6 习题1.2解答用图对图1。

5（b）所示电路,输出电压u o为:u i≥5V时二极管VD承受正向电压导通,U D=0,u o= u i；u i〈5V时二极管VD承受反向电压截止，电阻R中无电流,u R=0,u o=5V。

输入电压u i和输出电压u o的波形如图1。

6（b）所示。

对图1。

5（c）所示电路,输出电压u o为：u i≥5V时二极管VD承受反向电压截止，电阻R中无电流，u R=0，u o= u i；u i〈5V时二极管VD承受正向电压导通，U D=0,u o=5V。

第二章1 一个硅p －n 扩散结在p 型一侧为线性缓变结，a=1019cm -4，n 型一侧为均匀掺杂，杂质浓度为3×1014cm －3，在零偏压下p 型一侧的耗尽层宽度为μm，求零偏压下的总耗尽层宽度、内建电势和最大电场强度。

解：)0(,22≤≤-=x x qax dxd p S εψ)0(,22n SD x x qN dx d ≤≤-=εψ 0),(2)(22≤≤--=-=E x x x x qa dx d x p p Sεψ n n SDx x x x qN dx d x ≤≤-=-=E 0),()(εψ x ＝0处E 连续得x n ＝µm x 总=x n +x p =µm⎰⎰=--=-npx x bi V dx x E dx x E V 0516.0)()(m V x qa E p S/1082.4)(252max ⨯-=-=ε,负号表示方向为n 型一侧指向p 型一侧。

2 一个理想的p-n 结，N D ＝1018cm －3，N A ＝1016cm －3，τp＝τn＝10－6s ，器件的面积为×10－5cm －2，计算300K 下饱和电流的理论值，±时的正向和反向电流。

解：D p ＝9cm 2/s ，D n ＝6cm 2/scm D L p p p 3103-⨯==τ，cm D L n n n 31045.2-⨯==τnp n pn p S L n qD L p qD J 0+=I S =A*J S =*10-16A 。

＋时，I ＝µA ， －时，I ＝*10-16A3 对于理想的硅p +-n 突变结，N D ＝1016cm －3，在1V 正向偏压下，求n 型中性区内存贮的少数载流子总量。

设n 型中性区的长度为1μm，空穴扩散长度为5μm。

解：P ＋>>n ，正向注入：0)(2202=---pn n n n L p p dx p p d ，得： )sinh()sinh()1(/00pnn pn kTqV n n n L x W L xW e p p p ---=- ⎰⨯=-=nnW x n n A dx p p qA Q 20010289.5)(4一个硅p +-n 单边突变结，N D ＝1015cm －3，求击穿时的耗尽层宽度，若n 区减小到5μm，计算此时击穿电压。

电子电路基础习题册参考答案免费提供（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（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。

第二章1 一个硅p －n 扩散结在p 型一侧为线性缓变结，a=1019cm -4，n 型一侧为均匀掺杂，杂质浓度为3×1014cm －3，在零偏压下p 型一侧的耗尽层宽度为0.8μm ，求零偏压下的总耗尽层宽度、建电势和最大电场强度。

解：)0(,22≤≤-=x x qax dxd p S εψ)0(,22n S D x x qN dxd ≤≤-=εψ 0),(2)(22≤≤--=-=E x x x x qa dx d x p p Sεψ n n SDx x x x qN dx d x ≤≤-=-=E 0),()(εψ x ＝0处E 连续得x n ＝1.07µm x 总=x n +x p =1.87µm⎰⎰=--=-npx x bi V dx x E dx x E V 0516.0)()(m V x qa E p S/1082.4)(252max ⨯-=-=ε,负号表示方向为n 型一侧指向p 型一侧。

2 一个理想的p-n 结，N D ＝1018cm －3，N A ＝1016cm －3，τp ＝τn ＝10－6s ，器件的面积为1.2×10－5cm －2，计算300K 下饱和电流的理论值，±0.7V 时的正向和反向电流。

解：D p ＝9cm 2/s ，D n ＝6cm 2/scm D L p p p 3103-⨯==τ，cm D L n n n 31045.2-⨯==τnp n pn p S L n qD L p qD J 0+=I S =A*J S =1.0*10-16A 。

＋0.7V 时，I ＝49.3µA ， －0.7V 时，I ＝1.0*10-16A3 对于理想的硅p +-n 突变结，N D ＝1016cm －3，在1V 正向偏压下，求n 型中性区存贮的少数载流子总量。

设n 型中性区的长度为1μm ，空穴扩散长度为5μm 。

解：P ＋>>n ，正向注入：0)(20202=---pn n n n L p p dx p p d ，得：)sinh()sinh()1(/00pnn pn kTqV n n n L x W L x W e p p p ---=- ⎰⨯=-=nnW x n n A dx p p qA Q 20010289.5)(4一个硅p +-n 单边突变结，N D ＝1015cm －3，求击穿时的耗尽层宽度，若n 区减小到5μm ，计算此时击穿电压。

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 V，锗二极管的开启电压约为 V；二极管导通后，一般硅二极管的正向压降约为 V,锗二极管的正向压降约为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，流过V2的电流为 ,输出电压U0为 +5V。

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P1.51.9 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 Z mi n ＝5mA ，最大稳定电流I Z ma x ＝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V 33.3I LLO ≈⋅+=U R R R U当U I ＝15V 时，稳压管中的电流大于最 图P 1.9 小稳定电流I Z m i n ，所以U O ＝U Z ＝6V 同理，当U I ＝35V 时，U O ＝U Z ＝6V 。

（2）=-=R U U I )(Z I D Z 29mA ＞I Z M ＝25mA ，稳压管将因功耗过大而损坏。

1.11 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P1.111.15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P1.151.17 电路如图P1.17所示，试问β大于多少时晶体管饱和？解：取U C E S ＝U B E ，若管子饱和，则Cb C BECC b BE CC R R R U V R U V ββ=-=-⋅所以，100Cb=≥R R β时，管子饱和。

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。

电子电路基础习题册参考答案免费提供（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。

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（ ）。

模拟电子线路随堂练习第一章半导体器件作业1-1一、习题（满分100 分）1. N型半导体带负电，P型半导体带正电。

（）2•以空穴为主要导电方式的半导体称为P型半导体。

（）3. PN 结处于正向偏置时，正向电流小，电阻大，处于导通状态。

（）4. 晶体二极管的反向电压上升到一定值时，反向电流剧增，二极管被击穿，就不能再使用了。

（）5. 硅二极管两端只要加上正向电压时立即导通。

（）6. 在本征半导体中，空穴和自由电子两种载流子的数量不相等。

（）7. 晶体三极管的基极，集电极，发射极都不可互换使用。

（）8. 晶体三极管工作在饱和状态的条件是：发射结正偏，集电结正偏。

（）9. 晶体三极管有三种工作状态，即：放大状态，饱和状态，导通状态。

（）10. 三极管是一种电压控制器件，场效应管是一种电流控制器件。

（）11. 温度升高后，在纯净的半导体中（）。

A. 自由电子和空穴数目都增多，且增量相同B.空穴增多，自由电子数目不变C.自由电子增多，空穴不变12. 如果PN 结反向电压的数值增大（小于击穿电压）D.自由电子和空穴数目都不变，则（）。

A. 阻当层不变，反向电流基本不变C.阻当层变窄，反向电流增大B. 阻当层变厚，反向电流基本不变D.阻当层变厚，反向电流减小4. 工作在放大状态的三极管两个电极电流如图，那么，第三个电极的电流大小、方向和管脚自左至右顺序分别C.集电极、发射极、基极 D.基极、集电极、发射极8.测得三极管i b =30 yA 时i c =2.4mA ,而i b =40 ^A 时i c =3mA ，则该管的交流电流放大系数3为（）°A.60B.75C.80 D .1009. NPN 型硅管各极对地电位分别是 V 1=6V , V 2=2.7V , V 3=2V ，贝U 1, 2, 3分别为（）°A.基极、集电极、发射极B.发射极、基极、集电极C.集电极、发射极、基极 D.集电极、基极、发射极10.三极管输出特性曲线可分为三个区，下列不属于工作区的是（）°A.截止区B.放大区C.饱和区D .击穿区11. 在放大电压信号时，通常希望放大电路的输入电阻和输出电阻分别为（）A.输入电阻小，输出电阻大B.输入电阻小，输出电阻小作业1-2一、习题（满分100分）1. N 型半导体（ ）。

集成电路版图设计习题答案第1章半导体器件理论基础【习题答案】1．如何理解本征半导体和掺杂半导体材料的导电机理。

答：本征半导体就是一块没有杂质和缺陷的半导体，其晶格结构是完美的，在其内部除了硅原子外没有其它任何原子，因此是纯净的。

在绝对零度附近，本征半导体的共价键是完整的、饱和的，无本征激发，自然没有电子和空穴；当温度升高时，本征激发过程产生了电子和空穴，这些本征载流子的浓度虽然很低，但仍然可以导电。

在杂质半导体材料中，由于掺入杂质的数量远大于硅的本征载流子浓度，因此这些半导体材料的导电性不是由本征激发产生的载流子决定，而是受控于材料中所掺入的杂质（包括杂质的数量和类型）。

在半导体中可以掺入各种各样的杂质，但为了更好的控制半导体材料的导电性，通常掺入元素周期表中的III、V族元素。

杂质半导体的导电能力通常高于本征半导体。

2．如何理解空穴的导电机理。

答：空穴的导电作用如下图所示。

在下图中，位置（1）有一个空穴，它附近的价键上的电子就可以过来填补这个空位，例如从位置(2)跑一个价键电子到位置(1)去，但在位置（2）却留下了一个空位，相当于空穴从位置(1)移动到位置(2)去了。

同样，如果从位置(3)又跑一个电子到位置(2)去，空穴就又从位置(2)跑到位置(3)，……。

如果用虚线箭头代表空穴移动的方向，实线箭头代表价键电子移动的方向，就可以看出，空穴的移动可以等效于价键电子在相反方向的移动。

图空穴的导电作用3．简述PN结的结构与导电特性。

答：在一块半导体材料中，如果一部分是N型区，另一部分是P型区，那么在N型区和P型区的交界面处就形成了PN结（简称为结）。

当P型区和N型区相接触时，一些空穴就从P型区扩散到N型区中。

同样，一些电子也从N型中扩散到P型区中。

扩散的结果是在N型区和P型区的交界面处的两侧形成了带正、负电荷的区域，称为空间电荷区。

在空间电荷区内由于存在正负离子将形成电场，这个电场称为自建电场，电场的方向从N型区指向P型区。