模拟电子技术基础复习题基础知识填空和简答docx.docx

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模拟电子技术基础复习题基础知识填空和简答docx

习题1

1.填空题

1、在杂质半导体屮，多数载流了的浓度主要取决于掺入的杂质浓度，而少数载流了的浓度则与温度有很大关系。

2、当PN结外加正向电压时，扩散电流一人于漂移电流,耗尽层变窄。

当外加反向电压时，扩散电流一小丁漂移电流,耗尽层变宽。

3、在N型半导体中，电子为多数载流子,空穴为少数载流子。

2.判断题

1、由于P型半导体中含有大量空穴载流子，N型半导体中含有大量电子载流子，所以P型半导体带正电，N型半导体带负电。

（x）

2、在N型半导体中，掺入高浓度三价元素杂质，可以改为P型半导体。

（V）

3、扩散电流是由半导体的杂质浓度引起的，即杂质浓度人，扩散电流人；杂质浓度小，扩散电流小。

&）

4、本征激发过程中，当激发■复合处于动态平衡时，两种作用相互抵消，激发与复合停止。

（x）

5、PN结在无光照无外加电压时，结电流为零。

（V）

6、温度升高时，PN结的反向饱和电流将减小。

（x）

7、PN结加正向电压时，空间电荷区将变宽。

&）

3.简答题

1、PN结的伏安特性有何特点？

V

答：

根据统计物理理论分析，pn结的伏安特性可用式Id=Is・（e'5一1）表示。

式中，Id为流过PN结的电流；Is为PN结的反向饱和电流，是一个与坏境温度和材料等有关的参数，单位与I的单位一致；V为外加电压；VT=kT/q,为温度的电压当量（其单位与V的单位一致），其中玻尔兹曼常数=1・38><10一23丿/K,电子电量q=1.60217731xlO19C（库伦）,则.=—（V）,苗温（T=300K）TVT=25.875mV=26mVo

11594.2

V¥

当外加止向电压，即V为止值，且V比Vt大几倍时，eVT»1,于是I=lspVT,这时止向

电流将随着止向电压的增加按指数规律增大，PN结为止向导通状态.外加反向电压，即V为负值，H_|V|比Vt人儿倍吋，ev««1,于是I俎-Is，这吋PN结只流过很小的反向饱和电流，口数值上基本不随外加电压而变，PN结呈反向截止状态。

PN结的伏安特性也町用特性曲线表示，如图L"所示.从式（l.l.im安特性方程的分析和图1."特性曲线（实线部分）可见：

PN结真有单向导电性和非线性的伏安特性。

图1.1.1PN伏安特性

2、什么是PN结的反向击穿？

PN结的反向击穿有哪儿种类型？

各有何特点？

答：

"PN〃结的反向击穿特性：

当加在"PN〃结上的反向偏压超过其设计的击穿电压后，PN结发牛击穿。

PN结的击穿主要有两类，齐纳击穿和雪崩击穿。

齐纳击穿主要发生在两侧杂质浓度都较高的PN结，一般反向击穿电压小于4Eg/q（Eg-PN结量子阱禁带能量，用电子伏特衡量,Eg/q指PN结量子阱外加电压值，单位为伏特）的PN的击穿模式就是齐纳击穿，击穿机理就是强电场把共价键屮的电子拉出来参与导电，使的少子浓度增加，反向电流上升。

雪崩击穿主要发生在"PN〃结一侧或两侧的杂质浓度较低“PN〃结，一般反向击穿电压高于6Eg/q的“PN〃结的击穿模式为雪崩击穿。

击穿机理就是强电场使载流子的运动速度加快，动能增大，撞击中型原子时把外层电子撞击出来，继而产牛连锁反应，导致少数载流子浓度升高,反向电流剧增。

3、PN结电容是怎样形成的？

和普通电容相比有什么区别？

PN结电容市势垒电容Cb和扩散电容Cd组成。

势伞电容Cb是山空间电荷区引起的。

空间电荷区内有不能移动的止负离子，各具有一定的电量。

当外加反向电压变人时，空间电荷区变宽，存储的电荷量增加；当外加反向电压变小时，空间电荷区变窄，存储的电荷量减小，这样就形成了电容效应。

"垫垒电容〃大小随

外加电压改变而变化，是一种非线性电容，而普通电容为线性电容。

在实际应用中，常用微变电容作为参数，变容二极管就是势垒电容随外加电压变化比较显箸的二极管。

图133P区中电子浓度的分布曲线及电荷的积累

扩散电容Cd是载流子在扩散过程中的积累而引起的。

PN结加止向电压时，N区的电子向P区扩散，在P区形成一定的电子浓度（Np）分布，PN结边缘处浓度大，离结远的地方浓度小，电子浓度按指数规律变化。

当正向电压增加时，载流子积累增加了AQ；反之，则减小，如图1.3.3所示。

同理，在N区内空穴浓度随外加电压变化而变化的关系与P区电子浓度的变化相同。

因此，外加电压增加AV时所出现的正负电荷积累变化可用扩散电容Cd來模拟。

Cd也是一种非线性的分布电容。

综上可知，势垒电容和扩散电容是同时存在的。

PN结止偏时，扩散电容远大于势垒电容；PN结反偏吋，扩散电容远小于势垒电容。

势垒电容和扩散电容的人小都与PN结而积

成正比。

与普通电容相比，PN结电容是非线性的分布电容，而普通电容为线性电容。

习题2

一、填空题

1、半导体二极管当正偏时，势垒区变窄，扩散电流人于漂移电流。

2、在常温下，硅二极管的门限电压约0.6V,导通后在较人电流下的正向压降约0J

V；错二极管的门限电压约0.1V,导通后在较大电流下的正向压降约0.2Vc

3、在常温下，发光二极管的正向导通电压约1・2~2V,高于硅二极管的门限电压;

考虑发光二极管的发光亮度和寿命，其工作电流一般控制在5-10mAo

4、利用硅PN结在某种掺杂条件下反向击穿特性陡直的特点而制成的二极管，称为普通（稳斥）二极管。

请写出这种管子四种主耍参数，分别是故大整流电流、反向击穿电压、反向电流刑I极间电容。

二、判断题

1、二极管加正向电压时，其正向电流是由（a）。

a.多数载流子扩散形成b.多数载流子漂移形成

c.少数载流子漂移形成

PN结反向偏置电压的数值增人,

a.其反向电流增大

d.少数载流子扩散形成

但小于击穿电压，（c）o

c.其反向电流基本不变

b.其反向电流减小

d.其止向电流增大

稳压二极管是利用PN结的（d

a.单向导电性b.

c.电容特性d.

d）。

b.反偏截止特性

d.反向击穿特性

4、二极管的反向饱和电流在20°C吋是5nA,温度每升高10°C,其反向饱和电流增人一倍，

当温度为40°C时，反向饱和电流值为（c）。

a.10pAb.15pAc.20"d・40pA

5、变容二极管在电路中使用时，其PN结是（b）0

a.止向运用b.反向运用

三、问答题

1、温度对二极管的正向特性影响小，对其反向特性影响大，这是为什么？

答：

止向偏置时，止向电流是多子扩散电流，温度对多子浓度几乎没有影响，因此温度对二极管的止向特性影响小。

但是反向偏置时，反向电流是少子漂移电流，温度升高少数载流子数量将明显增加，反向电流急剧随Z增加，因此温度对二极管的反向特性影响大。

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？

答：

根据二极管电流的方程式

将V=1.5V代入方程式可得:

1=20xl012（e,500/26-l）«20x10-2“呗/26仗？

=仗20-12+^^仗£=14.34

故Z=2.18x10,4（A）

虽然二极管的内部体电阻、引线电阻及电池内阻都能起限流作用，但过大的电流定会烧坏二极管或是电池发热失效，因此应另外添加限流电阻。

3、有A、B两个二极管。

它们的反向饱和电流分别为5mA和0.2“4,在外加相同的正向电压时的电流分别为20mA和8mA,你认为哪一个管的性能较好？

答：

B好，因为B的单向导电性好；当反向偏置时，反向饱和电流很小，二极管相当于断路，其反向偏置电阻无穷人。

4、利用硅二极管较陡峭的止向特性，能否实现稳压？

若能，则二极管应如何偏置？

答：

能实现稳压，二极管应该正向偏置，硅二极管的正偏导通电压为0.7V；因此硅二极管的正向特性，可以实现稳压，其稳压值为0.7V。

5、什么是齐纳击穿？

击穿后是否意味着PN结损坏？

答：

齐纳击穿主要发生在两侧杂质浓度都较高的PN结，其空间电荷区较窄，击穿电压较低（如5V以下），一般反向击穿电压小于4Eg/q（Eg—PN结量子阱禁带能量，用电子伏特衡量，Eg/q指PN结量子阱外加电压值，单位为伏特）的PN的击穿模式就是齐纳击穿，击穿机理就是强电场把共价键中的电子拉出来参与导电，使的少子浓度增加，反向电流上升。

发生齐纳击穿需要的电场强度很人，只有在杂质浓度特别人的PN结才能达到。

击穿厉并不意味着PN结损坏，当加在稳压管上的反向电床降低以后，管子仍然可以恢复原來的状态。

但是反向电流和反向电压的乘积超过PN结容许的耗散功率时，就町能山电击穿变为热击穿，而造成永久性的破坏。

电击穿PN结未被损坏，但是热击穿PN结将永久损坏。

习题3

一、填空题

1.三极管处在放大区时，其集电结电压小于零，发射结电压大于零。

2.三极管的发対区一杂质浓度很高,而基区很簿。

3.在半导休中，温度变化时少数载流子的数量变化较大,而多数载流子的数量变化较小。

4.三极管实现放大作用的内部条件是：

发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度，同时基

区厚度耍很小;外部条件是：

发射结耍止向偏置、集电结要反向偏置o

5.处于放大状态的晶体管，集迫极电流是一少数载流子漂移运动形成的。

6.工作在放大区的某三极管，如果当b从22"增大到22"时，lc从1mA变为2mA,那么它的P约为100

7.三极管的三个工作区域分别是饱和区、放大区和截止区。

8.双极型三极管是指它内部的参与导电载流了有两种。

9.三极管工作在放大区吋，它的发射结保持止向偏置,集电结保持反向偏置。

10.某放人电路在负载开路时的输出电压为5V,接入12kQ的负载电阻后，输出电压降为2.5V,这说明放大电路的输出电阻为12kQo

为了使高内阻信号源与低电阻负载能很好的配合，可以在信号源与低电阻负载间接入_共集电极组态的放大电路。

12.题图301所示的图解，画出了某单管共射放大电路中晶体管的输出特性和直流、交流负载线。

由此可以得出：

（1）电源电压Vcc=6V；

（2）静态集电极电流Zcg=1mA；集电极电压UCEQ=3V；

（3）集电极电阻Rc=3kQ:

负载电阻Rl=3kQ；

（4）晶体管的电流放人系数"二50,进一步计算可得电压放犬借数-50:

（rhh.

取200。

）；

（5）放人申路最人不失真输出正眩电压有效伯:

约为1.06V:

（6）要使放人电路不失真，基极正弦电流的振帕度应小T20UA

13.稳定静态工作点的常用方法有射极偏置电路和集电极一星极偏置电路°

14.有两个放大倍数相同，输入电阻和输出电阻不同的放大电路A和B,对同一个具有内阻的信号源电压进行放人。

在负载开路的条件下，测得A放人器的输出电压小，这说明A的输入电阻小。

15.三极管的交流等效输入电阻随静态工作点变化。

16.共集电极放人电路的输入电阻很人，输出电阻很小.

17.放大电路必须加上合适的直流偏置才能正常工作。

18.共射极、共皐极、共集电极放大电路有功率放大作用;

19.共射极、共棊极放大电路有电压放人作川:

20.共射极、共集电极放大电路有电流放大作用；

21.射极输出器的输入电阻较人，输出电阻较小。

22.射极输出器的三个主要特点是输出电压与输入电压近似相同、输入电阻人、输出电阻小C

23.“小信号等效电路冲的“小信号〃是指"小信号等效电路〃适合于微小的变化信号的分析，不适合静态丄作心和电流电斥的总值的求解，不适合