发布时间 : 星期六 文章改吴友宇主编《模拟电子技术基础》课后习题答案更新完毕开始阅读
第三部分 习题与解答习题1客观检测题
一、填空题
1、在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于掺入的 杂质浓度 ，而少数载流子的浓度则与 温度 有很大关系。
2、当PN结外加正向电压时，扩散电流 大于 漂移电流，耗尽层 变窄 。当外加反向电压时，扩散电流 小于 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。
二．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。（ × ）
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。（ √ ）
3、扩散电流是由半导体的杂质浓度引起的，即杂质浓度大，扩散电流大；杂质浓度小，扩散电流小。（× ）
4、本征激发过程中，当激发与复合处于动态平衡时，两种作用相互抵消，激发与复合停止。（ × ）
5、PN结在无光照无外加电压时，结电流为零。（ √ ） 6、温度升高时，PN结的反向饱和电流将减小。（ × ） 7、PN结加正向电压时，空间电荷区将变宽。（× ）
三．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?(eVT?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，是一个与环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k?1.38?10q?1.60217731?10?19C(库伦)，则VT??23J/K，电子电量
T(V)，在常温（T=300K）下，
11594.2VVTVT=25.875mV=26mV。当外加正向电压，即V为正值，且V比VT大几倍时，e是I?Is?eVVT??1，于
，这时正向电流将随着正向电压的增加按指数规律增大，PN结为正向导通状
态.外加反向电压，即V为负值，且|V|比VT大几倍时，eVVT??1，于是I??Is，这时PN结
只流过很小的反向饱和电流，且数值上基本不随外加电压而变，PN结呈反向截止状态。PN结的伏安特性也可用特性曲线表示，如图1.1.1所示.从式(1.1.1)伏安特性方程的分析和图1.1.1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1.1.1 PN伏安特性
2、什么是PN结的反向击穿？PN结的反向击穿有哪几种类型？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结发生击穿。
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。
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6 Eg/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，继而产生连锁反应，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结电容由势垒电容Cb和扩散电容Cd组成。
势垒电容Cb是由空间电荷区引起的。空间电荷区内有不能移动的正负离子，各具有一定的电量。当外加反向电压变大时，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著的二极管。
扩散电容Cd是载流子在扩散过程中的积累而引起的。PN结加正向电压时，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△Q；反之，则
图1.3.3 P区中电子浓度的分布曲线及电荷的积累
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△V时所出现的正负电荷积累变化△Q，可用扩散电容Cd来模拟。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结正偏时，扩散电容远大于势垒电容；PN结反偏时，扩散电容远小于势垒电容。势垒电容和扩散电容的大小都与PN结面积成正比。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客观检测题
一、填空题
1、半导体二极管当正偏时，势垒区 变窄 ，扩散电流 大于 漂移电流。
2、 在常温下，硅二极管的门限电压约 0.6 V，导通后在较大电流下的正向压降约0.7 V；锗二极管的门限电压约 0.1 V，导通后在较大电流下的正向压降约 0.2 V。 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 5~10 mA。
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（稳压）二极管。请写出这种管子四种主要参数，分别是 最大整流电流 、 反向击穿电压 、 反向电流 和 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 d. 少数载流子扩散形成 2、PN结反向偏置电压的数值增大，但小于击穿电压，（ c ）。 a. 其反向电流增大 b. 其反向电流减小 c. 其反向电流基本不变 d. 其正向电流增大 3、稳压二极管是利用PN结的（ d ）。
a. 单向导电性 b. 反偏截止特性 c. 电容特性 d. 反向击穿特性
4、二极管的反向饱和电流在20℃时是5μA，温度每升高10℃，其反向饱和电流增大一倍，
当温度为40℃时，反向饱和电流值为（ c ）。
a. 10μA b. 15μA c. 20μA d. 40μA 5、变容二极管在电路中使用时，其PN结是（ b ）。 a. 正向运用 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：正向偏置时，正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正向特性影响小。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，反向电流急剧随之增加，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
I?IS?eqV/KT?1?
将V=1.5V代入方程式可得：
I?20?10?12?e1500/26?1??20?10?12?e1500/261500lgI?lg20?12?lge?14.3426故I?2.18?1014
?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?A，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大。
4、利用硅二极管较陡峭的正向特性，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