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1半导体二极管及其应用

1半导体二极管及其应用
1半导体二极管及其应用

习题一、半导体二极管及其应用

1.本征半导体中的自由电子浓度______空穴浓度

a大于 b 小于 c 等于

答案:C

2.在掺杂半导体中,多子的浓度主要取决于______

a温度 b 材料 c掺杂工艺 d掺杂浓度

答案:B

3.在掺杂半导体中,少子的浓度受______的影响很大

a 温度 b掺杂工艺 c 掺杂浓度

答案:C

4.在掺杂半导体中,多子的浓度越高,少子的浓度越______

a 高

b 低 c不变

答案:B

5.N 型半导体______

a 带正电

b 带负电

c 呈中性

答案:C

6.温度升高 N 型半导体的电阻率将______

a 增大

b 减小

c 不变

答案:C

7. 当 PN 结正向偏置时,耗尽层将______

a 不变

b 变宽小于

c 变窄

答案:C

8.当环境温度升高时,二极管的正向电压将

a 升高

b 降低

c 不变

答案:b

●9.当环境温度升高时,二极管的死区电压将______

a 升高

b 降低

c 不变

答案:b

10.当环境温度升高时,二极管的反向饱和电流将______

a 增大

b 减小

c 不变

答案:a

11.二极管的正向电压降一般具有______温度系数

a 正

b 负

c 零

答案:b

12.确保二极管安全工作的两个主要参数分别是______和______

a UD,IF

b IF,IS

c IF,UR

答案:c

13.理想二极管的主要性能指标为 ______

a UD=0,IR=0,

b UD =0.3V ,IR=0

c UD =0.5V ,IR =IS

答案:a

13.稳压管通常工作于______,来稳定直流输出电压

a 截止区

b 正向导通区

c 反向击穿区

答案:c

12.对于稳定电压为 10V 的稳压管,当环境温度升高时,其稳定电压将 ______

a 升高

b 降低

c 不变

答案:c

13.二极管的反偏电压升高,其结电容 ______

a 增大

b 减小

c 不变

答案:b

17.二极管正向偏置时,其结电容主要是 ______

a 势垒电容

b 扩散电容 c无法判断

答案:b

18.锗二极管的死区电压约为 ______

答案:a

a 0.1V

b 0.2V

c 0.3V

19.硅二极管的完全导通后的管压降约为 ______

a 0.3V

b 0.5V

c 0.7V

答案:c

20.由二极管的伏安特性可知,二极管的管压降越高,二极管的电阻越 ______

a 大

b 小

c 不变

答案:b

22.已知二极管的静态工作点 UD 和ID ,则二极管的静态电阻为 ______

a UD/ID

b UT /ID

c UD/IS

答案:a

24. 一个硅二极管在正向电压UD=0.6V时,正向电流ID=10mA。若 UD增大到 0.66V ,则电流ID约为______

a 11mA

b 20mA

c 100mA

答案:c

26. 在上题图示电路中,若 E=8V ,当温度为10℃ 时测得二极管的管压降为UD =0.7V, 当温度上升到40℃ 时,则UD大小为 ______

a =0.7V

b <0.7V

c >0.7V

答案:

27.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

答案:A ,C

28.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

答案:A

29.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。()答案:√

30.因为N型半导体的多子是自由电子,所以它带负电。()

答案:×

31.PN结在无光照、无外加电压时,结电流为零。()

答案:√

32.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:A

33.设二极管的端电压为U,则二极管的电流方程是。

A. I Se U

B.

C.

答案:C

34.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:C

图P1.11

35.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。

解:波形如解图P1.11所示

解图P1.11

36.在以下四种整流或滤波电路中,负载时输出电压最低的是(),二极管承受冲击电流最高的是(),承受反向电压最高的是();输出电压脉动最小的是()。

A. 单相半波整流电路;

B. 单相桥式整流电路;

C. 单相半波整流、电容滤波电路;

D. 单相桥式整流、电容滤波电路

答案:acad

37.纯净的半导体叫半导体。掺入3价杂质元素形成的半导体叫型半导体,它主要靠导电。

答案:本征,P(空穴),空穴

38.PN结正向偏置是指P区接电源的极、N区接电源的极。这时多子的

运动较强,PN结厚度变,结电阻较。

答案:正,负,扩散,薄,小

39.设二极管D1、D2为理想二极管,判断它们在图1中是导通还是截止?输出电压 Uo = .

图1

答案:D1导通,D2截止,UO = 0 V

40.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

答案:A ,C

41.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

答案:A

42.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:C

43.分析图所示电路的工作情况,图中I为电流源,I=2mA。设20℃时二极管的正向电压降UD=660mV,求在50℃时二极管的正向电压降。该电路有何用途?电路中为什么要使用电流源?

【解题过程】

该电路利用二极管的负温度系数,可以用于温度的测量。其温度系数–2mV/℃。

20℃时二极管的正向电压降

UD=660mV

50℃时二极管的正向电压降

UD=660 –(2′30)=600 mV

因为二极管的正向电压降UD是温度和正向电流的函数,所以应使用电流源以稳定电流,使二极管的正向电压降UD仅仅是温度一个变量的函数。

44.电路如图(a)所示,已知,二极管导通电压。试画出uI与uO的波形,并标出幅值。

图(a)

【解题过程】

由已知条件可知二极管的伏安特性如图所示,即开启电压Uon和导通电压均为0.7V。

由于二极管D1的阴极电位为+3V,而输入动态电压uI作用于D1的阳极,故只有当uI高于+3.7V 时

D1才导通,且一旦D1导通,其阳极电位为3.7V,输出电压uO=+3.7V。由于D2的阳极电位为-3V,

而uI作用于二极管D2的阴极,故只有当uI低于-3.7V时D2才导通,且一旦D2导通,其阴极电位即为

-3.7V,输出电压uO=-3.7V。当uI在-3.7V到+3.7V之间时,两只管子均截止,故uO=uI。

uI和uO的波形如图(b)所示。

图(b)

45.某二极管的反向饱和电流,如果将一只1.5V的干电池接在二极管两端,试计算流过二极管的电流有多大?

【解题过程】

如果将干电池的正、负极分别与二极管的阴极、阳极相接,二极管反向偏置,此时流过二极管的电流等于。反之,流过二极管的电流等于:

此时二极管的等效直流电阻为:

实际上电池的内阻、接线电阻和二极管的体电阻之和远远大于RD,流过二极管的电流远远小于计算值。电路中的电流值不仅仅是由二极管的伏安特性所决定,还与电路中的接线电阻、电池的内阻和二极管的体电阻有关。通常这些电阻都非常小,足以使二极管和干电池损坏。因此,实际应用时电路中必须串接适当的限流电阻,以防损坏电路元器件。

46.电路如图(a)所示,二极管的伏安特性如图(b)所示,常温下UT≈26mV,电容C对交流信号可视为短路;ui为正弦波,有效值为10 mV。试问:

(1)二极管在ui为零时的电流和电压各为多少

(2)二极管中流过的交流电流有效值为多少?

【解题过程】

(1)利用图解法可以方便地求出二极管的Q点。在动态信号为零时,二极管导通,电阻R中电流与二

极管电流相等。因此,二极管的端电压可写成为

uD=V iDR

在二极管的伏安特性坐标系中作直线(uD=V iDR),与伏安特性曲线的交点就是Q点,如(b)所示

。读出Q点的坐标值,即为二极管的直流电流和电压,约为

UD≈0.7 V, ID≈26 mA

(2)Q点下小信号情况下的动态电阻为

rd≈UT/ ID = (26/2.6)Ω=10 Ω

根据已知条件,二极管上的交流电压有效值为10 mV,故流过的交流电流有效值为 ID = Ui/ rd =(10/10) mA=1 mA

图(c)

47.电路如图(a)所示。设输入信号,,二极管导通压降可以忽略不计,

试分别画出输出电压的波形。

图 (a)

【解题过程】

在图(a)所示电路中,当二极管断开时,二极管两端的电压等于。所以

当时,二极管截止,

当时,二极管导通,

由此画出输出电压的波形如图(b)所示。

图 (b)

48.在图示电路中,设二极管正向导通时的压降为0.7V,试估算a点的电位。

【解题过程】

首先分析二极管开路时,管子两端的电位差,从而判断二极管两端加的是正向电压还是反向电压。

若是反向电压,则说明二极管处于截止状态;若是正向电压,但正向电压小于二极管的死区电压,

则说明二极管仍然处于截止状态;只有当正向电压大于死区电压时,二极管才能导通。

在图示电路中,当二极管开路时,二极管两端的正向电压,二极管反向偏置,处于截止状态,故。

49. 电路如图(a)所示。设电路中的二极管为硅管,输入信号,,电容器C对交流信号的容抗可以忽略不计,试计算输出电压的交流分量。

图 (a)

【解题过程】

因为二极管电路中同时存在较大的直流电源和微变的交流信号,应首先假设交流信号

为零

(),对电路进行直流分析。

在图(a)电路中,当令、电容器C开路时,采用二极管的恒压模型计算出流过二极管的

直流电流

由此可估算出二极管的动态电阻

然后利用二极管的微变等效模型分析计算其交流分量。在进行交流分析时,令直流电源和

电容器C短路,二极管D用交流等效电阻rd代替。此时,图(a)电路的交流等效电路如图(b)所示。

图 (b)

由图(b)可得输出电压交流分量为

50. 设本题图所示各电路中的二极管性能均为理想。试判断各电路中的二极管是导通还是截止,并求出A、B两点之间的电压UAB值。

【解题过程】

在图电路中,当二极管开路时,由图可知二极管D1、D2两端的正向电压分别为10V和25V。二极管D2两端的正向电压高于D1两端的正向电压,二极管D2优先导通。当二极管D2导通后,UAB=-15V,二极管

D1两端又为反向电压。故D1截止、D2导通。UAB=-15V。

51. 硅稳压管稳压电路如图所示。其中硅稳压管DZ的稳定电压UZ=8V、动态电阻rZ可以忽略,UI=20V。试求:

(1) UO、IO、I及IZ的值;

(2) 当UI降低为15V时的UO、IO、I及IZ值。

【解题过程】

(1) 由于

>UZ

稳压管工作于反向电击穿状态,电路具有稳压功能。故UO=UZ=8V

IZ= I-IO=6-4=2 mA

(2) 由于这时的

<UZ

稳压管没有被击穿,稳压管处于截止状态。故

IZ=0

52.电路如图(a)所示。其中未经稳定的直流输入电压UI值可变,稳压管DZ采用2CW58型硅稳压二极管,在管子的稳压范围内,当IZ为5mA时,其端电压UZ为10V、为20Ω,且该管的IZM为26mA。

(1) 试求当该稳压管用图(b)所示模型等效时的UZ0值;

(2) 当UO =10V时,UI 应为多大?

(3) 若UI在上面求得的数值基础上变化±10%,即从0.9UI变到1.1UI,问UO将从多少变化到多少?相对于原来的10V,输出电压变化了百分之几?在这种条件下,IZ变化范围为多大?

1.若UI值上升到使IZ=IZM,而rZ值始终为20Ω,这时的UI和UO分别为多少?

(5) 若UI值在6~9V间可调,UO将怎样变化?

图 (a) 图 (b) 【解题过程】

(1) 由稳压管等效电路知,

(2)

(3) 设不变。当时

当时

(4)

(5) 由于U I<UZ0,稳压管DZ没有被击穿,处于截止状态

故UO将随U I在6~9 V之间变化

53.电路如图(a)、(b)所示。其中限流电阻R=2,硅稳压管DZ1、DZ2的稳定电压UZ1、UZ2分别为6V 和8V,正向压降为0.7V,动态电阻可以忽略。试求电路输出端A、B两端之间电压UAB的值。

图(a) 图(b)

【解题过程】

判断稳压管的工作状态:

(1)首先分析二极管开路时,管子两端的电位差,从而判断二极管两端所加的是正向电压还是反向

电压。若是反向电压,则当反向电压大于管子的稳定电压时,稳压管处于反向电击穿状态。否则,

稳压管处于截止状态;若是正向电压,但当正向电压大于其的死区电压时,二极管处于正向导通状态。(2)在用上述方法判断的过程中,若出现两个以上稳压管承受大小不等的电压时,则应判定承受正

向电压较大者优先导通,或者在同样的反向电压作用下,稳定电压较小者优先导通,然后再用上述

方法判断其它二极管的工作状态。

根据上述稳压管工作状态的判断方法:

在图(a)示电路中,当管开路时,二个管子两端的反向电压均为20V。由于稳压管DZ1的稳定电压低,

所以DZ1优先导通。当稳压管DZ1导通后,UAB= UZ1 =6 V,低于稳压管DZ2的击穿电压。故DZ1导通、DZ2截止。UAB=6V。

在图(b)示电路中,当管开路时,二个管子两端的反向电压均为20V。由于稳压管DZ1 与DZ2的稳定电压之和为6+8=14V。故DZ1和 DZ2同时导通。UAB=14V。

(完整版)电子技术教案——半导体二极管(2)

课题 1.1 半导体二极管 课型 新课授课班级授课时数 2 教学目标 1.熟识二极管的外形和符号。 2.掌握二极管的单向导电性。 3.理解二极管的伏安特性、理解二极管的主要参数。 教学重点 二极管的单向导电性。 教学难点 二极管的反向特性。 学情分析 教学效果 教后记

新课 A.引入 自然界中的物质,按导电能力的不同,可分为导体和绝缘体。人们又发现还有一类物质,它们的导电能力介于导体和绝缘体之间,那就是 半导体。 B.新授课 1.1半导体二极管 1.1.1什么是半导体 1.半导体:导电能力随着掺入杂质、输入电压(电流)、温度和光照条件的不同而发生很大变化,人们把这一类物质称为半导体。 2.载流子:半导体中存在的两种携带电荷参与导电的“粒子”。 (1)自由电子:带负电荷。 (2)空穴:带正电荷。 特性:在外电场的作用下,两种载流子都可以做定向移动,形成电流。 3.N型半导体:主要靠电子导电的半导体。 即:电子是多数载流子,空穴是少数载流子。 4.P型半导体:主要靠空穴导电的半导体。 即:空穴是多数载流子,电子是少数载流子。 1.1.2PN结 1.PN结:经过特殊的工艺加工,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面就会出现一个特殊的接触面,称为PN结。 2.实验演示 (1)实验电路 (2)现象 所加电压的方向不同,电流表指针偏转幅度不同。 (3)结论 PN结加正向电压时导通,加反向电压时截止,这种特性称为PN结的单向导电性。 3.反向击穿: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结的反向击穿。 4.热击穿:若反向电流增大并超过允许值,会使PN结烧坏,称为热击穿。 5.结电容(讲解) (引入实验电路,观察现象)

最新1半导体二极管及其应用汇总

1半导体二极管及其 应用

模拟电子技术 电子技术:研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。 第一代电子器件 电真空器件:电子管和离子管 电子管的结构和工作原理 A :有密封的管壳,内部抽到高真空。 B :在热阴极电子管中,有个阴极。 C:阴极由灯丝加热,使温度升高发射出电子 D:电子受外加电场和磁场的作用下在真空中运动形成电子管中的电流。 电子管的主要特点电子管 A 体积大重量重耗电大寿命短 B 目前在一些大功率发射装置中使用 离子管 A:与电子管类似,也抽成真空管。 B:管子中的电流,除了电子外也有正离子。 第二代电子器件----晶体管

晶体管是用半导体材料制成的,也称为半导体器件(semiconductor device)or 固体器件(solid-state device)。 晶体管的主要特点 A体积小、重量轻 B寿命长、功耗低 C 受温度变化影响大 D过载能力较差。 E 加电压不能过高 2. 电子电路 电子器件与电阻、电感、电容、变压器、开关等元件适当连接起来所组成的电路。 电子电路的主要特点 控制方便工作灵敏响应速度快。 电子电路与普通电路的主要区别 1 电子电路包含电子器件 2.电子器件的特性往往是非线性的 3.电子电路必须采用非线性电路的分析方法分析

电子电路:分立电路集成电路 分立电路-----由各种单个的电子器件和元件构成的电路 主要特点 1 把许多元件和器件焊接在印刷电路板上 2焊点多,容易造成虚焊。 3体积大功耗大可靠性低 集成电路----(IC-integrated circuit)-----把许多晶体管与电阻等元件制作在同一块硅片上的电路 集成电路的主要特点 1 体积小重量轻 2 功耗小 3 可靠性高 4 寿命长 世界上第一块集成电路在1959年美国的德州仪器公司和西屋电气公司诞生,电路上仅集成了四只晶体管。

第1章 半导体二极管及其应用习题解答教学文稿

第1章半导体二极管及其应用习题解答

第1章半导体二极管及其基本电路 1.1 教学内容与要求 本章介绍了半导体基础知识、半导体二极管及其基本应用和几种特殊二极管。教学内容与教学要求如表1.1所示。要求正确理解杂质半导体中载流子的形成、载流子的浓度与温度的关系以及PN结的形成过程。主要掌握半导体二极管在电路中的应用。 表1.1 第1章教学内容与要求 1.2 内容提要 1.2.1半导体的基础知识 1.本征半导体 高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。本征半导体中有两种载流子:自由电子和空穴。自由电子和空穴是成对出现的,称为电子空穴对,它们的浓度相等。 本征半导体的载流子浓度受温度的影响很大,随着温度的升高,载流子的浓度基本按指数规律增加。但本征半导体中载流子的浓度很低,导电能力仍然很差, 2.杂质半导体

(1) N 型半导体 本征半导体中,掺入微量的五价元素构成N 型半导体,N 型半导体中的多子是自由电子,少子是空穴。N 型半导体呈电中性。 (2) P 型半导体 本征半导体中,掺入微量的三价元素构成P 型半导体。P 型半导体中的多子是空穴,少子是自由电子。P 型半导体呈电中性。 在杂质半导体中,多子浓度主要取决于掺入杂质的浓度,掺入杂质越多,多子浓度就越大。而少子由本征激发产生,其浓度主要取决于温度,温度越高,少子浓度越大。 1.2.2 PN 结及其特性 1.PN 结的形成 在一块本征半导体上,通过一定的工艺使其一边形成N 型半导体,另一边形成P 型半导体,在P 型区和N 型区的交界处就会形成一个极薄的空间电荷层,称为PN 结。PN 结是构成其它半导体器件的基础。 2.PN 结的单向导电性 PN 结具有单向导电性。外加正向电压时,电阻很小,正向电流是多子的扩散电流,数值很大,PN 结导通;外加反向电压时,电阻很大,反向电流是少子的漂移电流,数值很小,PN 结几乎截止。 3. PN 结的伏安特性 PN 结的伏安特性: )1(T S -=U U e I I 式中,U 的参考方向为P 区正,N 区负,I 的参考方向为从P 区指向N 区;I S 在数值上等于反向饱和电流;U T =KT /q ,为温度电压当量,在常温下,U T ≈26mV 。

《电子技术基础》二极管的基础知识

课题:晶体二极管 教学目标: 知识目标:1、掌握晶体二极管的构成、符号 2、掌握晶体二极管的导电特性 3、分析使用二极管时的主要参数及伏安特性 能力目标:1、培养学生分析、探究问题的能力 2、培养学生灵活运用知识的能力 3、培养学生的动手和实践能力 情感目标:使学生在学习过程中,获得知识的同时进一步激发学生学习的动机和兴趣 教学重点:晶体二极管的构成、符号、导电特性及伏安特性的分析 教学难点:1、伏安特性分析。 2、几个参数的记忆及区分。 教学方法:启发、引导、观察、讨论、讲解、实验结合 课时安排: 2课时 (教学用具:多媒体课件,实验用器材) 教学过程: 新课导入:提出学习目标,复习提问导入新课 1、什么是半导体?常见的的半导体材料有哪几种? 2、半导体根据内部载流子的不同分为哪几种? 新课讲授: 一、二极管的结构和符号 (一)结构 在本征半导体上利用特殊工艺分别渗入硼元素和磷元素加工出P型半导体和N型半导体,在P型和N型半导体的结合部位形成一个特殊的结构,即PN结,PN结是构成各种半导体器件的基础。 在P区和N区两侧各接上电极引线,并将其封装在密封的壳体中,即构成半导体二极管,如图。接在P区的引线称为阳极(正极)用a表示,接在N区的引线称为阴极或负极,用k表示。 二极管的核心即是一个PN结。 (二)符号 电子技术中的元件在电路图中都是用符号来表示的,如电阻用什么符号表示? 二极管的符号如下图: 图中三角箭头代表二极管正向导电时电流的方向。

(三)分类 1、二极管根据所用半导体材料不同分为锗管和硅管。 2、根据内部结构不同可分为点接触型和面接触型。点接触型主要用于高频小电流场合如:检波、混频、小电流整流。面接触型主要用于低频大电流场合如:大电流整流。 知识拓展 认识常见的几种二极管:小功率二极管、大功率二极管、贴片二极管、发光二极管等。 要求:学生课后利用网络查找更多形式的二极管。 二、二极管的导电特性 通过实验来探究学习二极管的导电特性,在做实验之前首先了解一下实验所用的元件 (一)认识元件 认识实验中使用的元件:电池、电阻、开关、二极管、指示灯。 (二)实验一 实验电路如下图:讲解电路构成。 请实验小组说明指示灯情况,说明了什么? 结论:指示灯亮,说明二极管导通,称为导通状态。 二极管导通时,其阳极电位高于阴极电位,此时的外加电压称为正向电压,二极管处于正向偏置状态,简称“正偏”。 (三)实验二 实验电路如下图:讲解电路构成。 请实验小组说明指示灯情况,说明了什么? 结论:灯泡不亮,说明二极管不导通,称为截止状态

第1章__半导体二极管及其应用习题解答

第1章半导体二极管及其基本电路 自测题 判断下列说法是否正确,用“√”和“?”表示判断结果填入空内 1. 半导体中的空穴是带正电的离子。(?) 2. 温度升高后,本征半导体内自由电子和空穴数目都增多,且增量相等。(√) 3. 因为P型半导体的多子是空穴,所以它带正电。(?) 4. 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。(√) 5. PN结的单向导电性只有在外加电压时才能体现出来。(√) 选择填空 1. N型半导体中多数载流子是 A ;P型半导体中多数载流子是B。 A.自由电子 B.空穴 2. N型半导体C;P型半导体C。 A.带正电 B.带负电 C.呈电中性 3. 在掺杂半导体中,多子的浓度主要取决于B,而少子的浓度则受 A 的影响很大。 A.温度 B.掺杂浓度 C.掺杂工艺 D.晶体缺陷 4. PN结中扩散电流方向是A;漂移电流方向是B。 A.从P区到N区 B.从N区到P区 5. 当PN结未加外部电压时,扩散电流C飘移电流。 A.大于 B.小于 C.等于 6. 当PN结外加正向电压时,扩散电流A漂移电流,耗尽层E;当PN结外加反向电压时,扩散电流B漂移电流,耗尽层D。 A.大于 B.小于 C.等于 D.变宽 E.变窄 F.不变 7. 二极管的正向电阻B,反向电阻A。 A.大 B.小 8. 当温度升高时,二极管的正向电压B,反向电流A。 A.增大 B.减小 C.基本不变 9. 稳压管的稳压区是其工作在C状态。 A.正向导通 B.反向截止 C.反向击穿有A、B、C三个二极管,测得它们的反向电流分别是2?A、0.5?A、5?A;在外加相同的正向电压时,电流分别为10mA、 30mA、15mA。比较而言,哪个管子的性能最好【解】:二极管在外加相同的正向电压下电流越大,其正向电阻越小;反向电流越小,其单向导电性越好。所以B管的性能最好。 题习题1 试求图所示各电路的输出电压值U O,设二极管的性能理想。

第一章 半导体二极管

第一章半导体二极管 内容提要:本章介绍半导体二极管的工作原理、特性曲线和参数。半导体器件的基础是PN结,为此对PN结的形成和电特性也给予了必要的介绍。 目前最基本的电子器件主要有三大类: 电子管 半导体器件 集成电路

本章主要介绍现代电子器件——集成电路的基础器件,半导体二极管和三极管的基本知识,工作原理,特性曲线和参数。 1.1 半导体的基本知识 物体有导体、半导体和绝缘体之分,它们是根据物体的导电能力来划分的。导电能力往往用电阻率来表示,单位是Ωcm。一般规定半导体的电阻率在10-3~109Ωcm之间。典型的半导体有硅Si和锗Ge,以及砷化镓GaAs等。硅和锗在元素周期表上是四价元素,砷化镓则属于半导体化合物。 1.1.1 本征半导体 1.1.1.1 本征半导体的定义 是化学成分纯净的半导体,它在物理结构上有多晶体和单晶体两种形态,制造半导体器件必须使用单晶体,即整个一块半导体材料是由一个晶体组成的。制造半导体器件的半导体材料纯度要求很高,要达到99.9999999%,常称为"九个9"。 1.1.1.2 本征半导体的共价键结构 硅和锗是四价元素,在原子最外层轨道上的四个电子称为价电子。根据化学的知识可以知道,最外层的价电子受原子核的束缚力最小,容易脱离原子核的束缚而参与导电。在半导体晶体中,最外层的价电子分别与周围的四个原子的价电子形成共价健。 1.1.1.2 电子空穴对 当半导体处于热力学温度0 K时,导体中没有自由电子。当温度升高大于0 K时,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,成为自由电子,从而可能参与导电。这一现象称为本征激发(也称热激发)。本征激发会产生如下物理过程:在自由电子产生的同时,在其原来的共价键中就出现了一个空位,原子的电中性被破坏,呈

半导体二极管-练习题1

半导体二极管练习题1 一、单选题(每题1分) 1.用模拟指针式万用表的电阻档测量二极管正向电阻,所测电阻是二极管的__电阻,由于不同量程时通过二极管的电流,所测得正向电阻阻值。 A. 直流,相同,相同 B. 交流,相同,相同 C. 直流,不同,不同 D. 交流,不同,不同 2.杂质半导体中()的浓度对温度敏感。 A. 少子 B. 多子 C. 杂质离子 D. 空穴 3. PN结形成后,空间电荷区由()构成。 A. 电子和空穴 B. 施主离子和受主离子 C. 施主离子和电子 D. 受主离子和空穴 4.硅管正偏导通时,其管压降约为()。 A 0.1V B 0.2V C 0.5V D 0.7V 5.在PN结外加正向电压时,扩散电流漂移电流,当PN结外加反向电压时,扩散电流漂移电流。 A. 小于,大于 B. 大于,小于 C. 大于,大于 D. 小于,小于 6.杂质半导体中多数载流子的浓度主要取决于()。 A. 温度 B. 掺杂工艺 C. 掺杂浓度 D. 晶体缺陷 7.当温度升高时,二极管正向特性和反向特性曲线分别()。 A. 左移,下移 B. 右移,上移 C. 左移,上移 D. 右移,下移 8.设二极管的端电压为U,则二极管的电流方程为()。 A. U I e S B. T U U I e S C. )1 e( S - T U U I D. 1 e S - T U U I 9.下列符号中表示发光二极管的为()。 A B C D

10.在25oC时,某二极管的死区电压U th≈0.5V,反向饱和电流I S≈0.1pA,则在35oC 时,下列哪组数据可能正确:()。 A U th≈0.525V,I S≈0.05pA B U th≈0.525V,I S≈0.2pA C U th≈0.475V,I S≈0.05pA D U th≈0.475V,I S≈0.2pA 11.稳压二极管工作于正常稳压状态时,其反向电流应满足( )。 A. I D = 0 B. I D < I Z且I D > I ZM C. I Z > I D > I ZM D. I Z < I D < I ZM 12.从二极管伏安特性曲线可以看出,二极管两端压降大于()时处于正偏导通状态。 A. 0 B. 死区电压 C. 反向击穿电压 D. 正向压降 二、判断题(每题1分) 1.因为N型半导体的多子是自由电子,所以它带负电。() 2. PN结在无光照、无外加电压时,结电流为零。() 3.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。() 4.稳压管正常稳压时应工作在正向导通区域。() 5.二极管在工作电流大于最大整流电流I F时会损坏。() 6.二极管在反向电压超过最高反向工作电压U RM时会损坏。() 7.二极管在工作频率大于最高工作频率f M时会损坏。() 三、填空题(每题1分) 1.二极管反向击穿分电击穿和热击穿两种情况,其中是可逆的,而会损坏二极管。 2.温度升高时,二极管的导通电压,反向饱和电流。 3.普通二极管工作时通常要避免工作于,而稳压管通常工作于。 4.硅管的导通电压比锗管的,反向饱和电流比锗管的。 5.本征半导体掺入微量的五价元素,则形成型半导体,其多子为,少子

半导体二极管及其应用

第1章半导体二极管及其应用 本章要点 ●半导体基础知识 ●PN结单向导电性 ●半导体二极管结构、符号、伏安特性及应用 ●特殊二极管 本章难点 ●半导体二极管伏安特性 ●半导体二极管应用 半导体器件是近代电子学的重要组成部分。只有掌握了半导体器件的结构、性能、工作原理和特点,才能正确地选择和合理使用半导体器件。半导体器件具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性强等优点,在各个领域中得到了广泛的应用。半导体二极管和三极管是最常用的半导体器件,而PN结又是组成二极管和三极管及各种电子器件的基础。本章首先介绍有关半导体的基础知识,然后将重点介绍二极管的结构、工作原理、特性曲线、主要参数以及应用电路等,为后面各章的学习打下基础。 1.1 PN结 1.1.1 半导体基础知识 1. 半导体特性 自然界中的各种物质,按其导电能力划分为:导体、绝缘体、半导体。导电能力介于导体与绝缘体之间的,称之为半导体。导体如金、银、铜、铝等;绝缘体如橡胶、塑料、云母、陶瓷等;典型的半导体材料则有硅、锗、硒及某些金属氧化物、硫化物等,其中,用来制造半导体器件最多的材料是硅和锗。 半导体之所以用来制造半导体器件,并不在于其导电能力介于导体与绝缘体之间,而在于其独特的导电性能,主要表现在以下几个方面。 (1) 热敏性:导体的导电能力对温度反应灵敏,受温度影响大。当环境温度升高时,其导电能力增强,称为热敏性。利用热敏性可制成热敏元件。 (2) 光敏性:导体的导电能力随光照的不同而不同。当光照增强时,导电能力增强,称为光敏性。利用光敏性可制成光敏元件。 (3) 掺杂性:导体更为独特的导电性能体现在其导电能力受杂质影响极大,称为掺杂性。这里所说的“杂质”,是指某些特定的纯净的其他元素。在纯净半导体中,只要掺入极微量的杂质,导电能力就急剧增加。一个典型的数据是:如在纯净硅中,掺入百万分之

第一章半导体二极管极其电路

第一章 半导体二极管极其电路 1、 什么是本征半导体?什么是杂质半导体(N 型、P 型)? 本征半导体是非常纯净的半导体晶体,而在单晶半导体内,原子按晶体结构排列得非常 整齐。杂质半导体:掺入微量元素的本征半导体,例:N 型掺入五价元素磷,P 型掺入三价 元素硼。 2、在半导体中有几种载流子?半导体的导电方式与金属的导电方式有什么不同? 答:在半导体中有两种载流子,电子和空穴。而金属导体中只有自由电子参与导电。 3、如何理解电子-空穴对的产生和复合? 电子空穴对的产生与复合是由于自由电子的移动,空穴并不是真正存在的粒子,电子填充空穴位置即复合。电子离开空穴即产生。 4、在PN 结中什么是扩散电流?什么是漂移电流? 答:PN 结两侧的P 型半导体、N 型半导体掺入的杂质元素不同,其载流子浓度也不相同。由于存在载流子浓度的差异,载流子会从浓度高的区域向浓度低的区域运动,通常把这种运动称为扩散运动,把扩散运动产生的电流称为扩散电流。 在内电场的作用下,N 区的少数载流子(空穴)会向P 区做定向运动,同样P 区的少数载流子(自由电子)会向N 区做定向运动,这种运动称为漂移运动,由漂移运动产生的电流称为漂移电流。 5、说明扩散运动、漂移运动对空间电荷区(耗尽层)的影响。 答:扩散运动会使空间电荷区变宽、内电场加大;内电场的产生和加强又阻止了多子的扩散, 有助于少子的漂移,结果使空间电荷区变窄,削弱了内电场,如此反复,在P 区和N 区之间,多子的扩散和少子的漂移会形成动态平衡,扩散电流等于漂移电流,总电流等于零,空间电荷区宽度一定,内电场强度一定,PN 结呈电中性。 6、写出PN 结的伏安特性表达式并绘出响应的曲线。 答:PN 结的伏安特性可用下式描述:)1e (T D /s D -=nV v I i 7、 解释雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿形成的原因,并说明热击穿与电击穿的异同。 雪崩击穿:当加在PN 结两端反向电压足够大时 PN 结内的自由电子数量激增导致反向电流迅速增大,导致击穿。 齐纳击穿:在PN 结两端加入高浓度的杂质,在不太高的反向电压作用下同样会使反向电流迅 迅增大产生击穿 热击穿:加在PN 结两端的电压和流过PN 结电流的乘积大于PN 结允许的耗散功率,PN 结会因为热量散发不出去而被烧毁

半导体二极管及其应用习题解答

第1章半导体二极管及其基本电路 教学内容与要求 本章介绍了半导体基础知识、半导体二极管及其基本应用和几种特殊二极管。教学内容与教学要求如表所示。要求正确理解杂质半导体中载流子的形成、载流子的浓度与温度的关系以及PN结的形成过程。主要掌握半导体二极管在电路中的应用。 表第1章教学内容与要求 内容提要 1.2.1半导体的基础知识 1.本征半导体 高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。本征半导体中有两种载流子:自由电子和空穴。自由电子和空穴是成对出现的,称为电子空穴对,它们的浓度相等。 本征半导体的载流子浓度受温度的影响很大,随着温度的升高,载流子的浓度基本按指数规律增加。但本征半导体中载流子的浓度很低,导电能力仍然很差, 2.杂质半导体 (1)N型半导体本征半导体中,掺入微量的五价元素构成N型半导体,N型半导体中的多子是自由电子,少子是空穴。N型半导体呈电中性。 (2) P型半导体本征半导体中,掺入微量的三价元素构成P型半导体。P型半导体中的多子是空穴,少子是自由电子。P型半导体呈电中性。 在杂质半导体中,多子浓度主要取决于掺入杂质的浓度,掺入杂质越多,多子浓度就越大。而少子由本征激发产生,其浓度主要取决于温度,温度越高,少子浓度越大。 1.2.2 PN结及其特性

1.PN 结的形成 在一块本征半导体上,通过一定的工艺使其一边形成N 型半导体,另一边形成P 型半导体,在P 型区和N 型区的交界处就会形成一个极薄的空间电荷层,称为PN 结。PN 结是构成其它半导体器件的基础。 2.PN 结的单向导电性 PN 结具有单向导电性。外加正向电压时,电阻很小,正向电流是多子的扩散电流,数值很大,PN 结导通;外加反向电压时,电阻很大,反向电流是少子的漂移电流,数值很小,PN 结几乎截止。 3. PN 结的伏安特性 PN 结的伏安特性: )1(T S -=U U e I I 式中,U 的参考方向为P 区正,N 区负,I 的参考方向为从P 区指向N 区;I S 在数值上等于反向饱和电流;U T =KT /q ,为温度电压当量,在常温下,U T ≈26mV 。 (1) 正向特性 0>U 的部分称为正向特性,如满足U ??U T ,则T S U U e I I ≈,PN 结的正向电流I 随正向电压U 按指数规律变化。 (2) 反向特性 0>,则S I I -≈,反向电流与反向电 压的大小基本无关。 (3) 击穿特性 当加到PN 结上的反向电压超过一定数值后,反向电流急剧增加,这种现象称为PN 结反向击穿,击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。 4. PN 结的电容效应 PN 结的结电容C J 由势垒电容C B 和扩散电容C D 组成。C B 和C D 都很小,只有在信号频率较高时才考虑结电容的作用。当PN 结正向偏置时,扩散电容C D 起主要作用,当PN 结反向偏置时,势垒电容C B 起主要作用。 1.2.3 半导体二极管 1. 半导体二极管的结构和类型 半导体二极管是由PN 结加上电极引线和管壳组成。 二极管种类很多,按材料来分,有硅管和锗管两种;按结构形式来分,有点接触型、面接触型和硅平面型几种。 2. 半导体二极管的伏安特性 半导体二极管的伏安特性是指二极管两端的电压u D 和流过二极管的电流i D 之间的关系。它的伏安特性与PN 结的伏安特性基本相同,但又有一定的差别。在近似分析时,可采用PN 结的伏安特性来描述二极管的伏安特性。 3. 温度对二极管伏安特性的影响 温度升高时,二极管的正向特性曲线将左移,温度每升高1o C ,PN 结的正向压降约减小(2~)mV 。 二极管的反向特性曲线随温度的升高将向下移动。当温度每升高10 o C 左右时,反向饱和电流将加倍。 4. 半导体二极管的主要参数 二极管的主要参数有:最大整流电流I F ;最高反向工作电压U R ;反向电流I R ;最高工作频率f M 等。由于制造工艺所限,即使同一型号的管子,参数也存在一定的分散性,因此手册上往往给出的是参数的上限值、下限值或范围。 5. 半导体二极管的模型 常用的二极管模型有以下几种:

3 半导体二极管的识别检测与选用(二)

[复习提问] 1、半导体二极管的结构、符号及分类? 2、半导体二极管的重要特性是什么? [导入新课]二极管是电路中的关键器件,种类繁多,应用十分广泛,识别常用半导体二极管,掌握检测质量及选用方法是学习电子技术必须掌握的一项基本技 能,下面我们来学习相关知识。 [讲授新课] 1.1半导体二极管的识别、检测与应用(二) 九、二极管的型号命名 1、国产二极管 国产二极管的型号命名分为五个部分,各部分的含义见下表。 第一部分用数字“2”表示主称为二极管。 第二部分用字母表示二极管的材料与极性。 第三部分用字母表示二极管的类别。 第四部分用数字表示序号。

例如: 2、日本半导体器件的型号命名(JIS-C-7012工业标准)由五部分组成,各部分含义见下表。 第一部分用数字表示器件的类型或有效电极数。 第二部分用字母S表示该器件已在日本电子工业协会(JEIA)注册登记。 第三部分用字母表示器件的类别。 第四部分用数字表示登记序号。 第五部分用字母表示产品的改进序号。 日本半导体器件型号命名及含义

例如: 2SA733(PNP型高频晶体管)2SC4706(NPN型高频晶体管)2——三极管2——三极管 S——JEIA注册产品S——JEIA注册产品A——PNP型高频管C——NPN型高频管733——JEIA登记序号4706——JEIA登记序号 3、美国半导体器件型号命名由四部分组成。各部分的含义见下表。 第一部分用数字表示器件的类别。 第二部分用字母“N”表示该器件已在EIA注册登记。 第三部分用数字表示该器件的注册登记号。 第四部分用字母表示器件的规格号。 美国半导体器件型号命名及含义 例如: lN 4007 2N 2907 A l——二极管2——晶体管 N——ElA注册标志N——ElA注册标志 4007——ElA登记号2907——ElA登记号 A——规格号 1、整流二极管 整流二极管主要用于整流电路,即把交流电变换 成脉动的直流电。整流二极管都是面结型,因此结 电容较大,使其工作频率较低。一般为3kHZ以下。 从封装上看,有塑料封装和金属封装两大类。常用 的整流二极管有2CZ型、2DZ型、IN400 X型及用于 高压、高频电路的 2DGL型等。

半导体二极管及其应用习题解答

半导体二极管及其应用 习题解答 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

第1章半导体二极管及其基本电路 教学内容与要求 本章介绍了半导体基础知识、半导体二极管及其基本应用和几种特殊二极管。教学内容与教学要求如表所示。要求正确理解杂质半导体中载流子的形成、载流子的浓度与温度的关系以及PN结的形成过程。主要掌握半导体二极管在电路中的应用。 表第1章教学内容与要求 内容提要 1.2.1半导体的基础知识 1.本征半导体 高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。本征半导体中有两种载流子:自由电子和空穴。自由电子和空穴是成对出现的,称为电子空穴对,它们的浓度相等。 本征半导体的载流子浓度受温度的影响很大,随着温度的升高,载流子的浓度基本按指数规律增加。但本征半导体中载流子的浓度很低,导电能力仍然很差, 2.杂质半导体

(1) N 型半导体 本征半导体中,掺入微量的五价元素构成N 型半导体,N 型半导体中的多子是自由电子,少子是空穴。N 型半导体呈电中性。 (2) P 型半导体 本征半导体中,掺入微量的三价元素构成P 型半导体。P 型半导体中的多子是空穴,少子是自由电子。P 型半导体呈电中性。 在杂质半导体中,多子浓度主要取决于掺入杂质的浓度,掺入杂质越多,多子浓度就越大。而少子由本征激发产生,其浓度主要取决于温度,温度越高,少子浓度越大。 1.2.2 PN 结及其特性 1.PN 结的形成 在一块本征半导体上,通过一定的工艺使其一边形成N 型半导体,另一边形成P 型半导体,在P 型区和N 型区的交界处就会形成一个极薄的空间电荷层,称为PN 结。PN 结是构成其它半导体器件的基础。 2.PN 结的单向导电性 PN 结具有单向导电性。外加正向电压时,电阻很小,正向电流是多子的扩散电流,数值很大,PN 结导通;外加反向电压时,电阻很大,反向电流是少子的漂移电流,数值很小,PN 结几乎截止。 3. PN 结的伏安特性 PN 结的伏安特性: )1(T S -=U U e I I 式中,U 的参考方向为P 区正,N 区负,I 的参考方向为从P 区指向N 区;I S 在数值上等于反向饱和电流;U T =KT /q ,为温度电压当量,在常温下,U T ≈26mV 。

第1章__半导体二极管及其应用习题解答xx汇总

第1章半导体二极管及其基本电路 1.1 教学内容与要求 本章介绍了半导体基础知识、半导体二极管及其基本应用和几种特殊二极管。教学内容与教学要求如表1.1所示。要求正确理解杂质半导体中载流子的形成、载流子的浓度与温度的关系以及PN结的形成过程。主要掌握半导体二极管在电路中的应用。 表1.1 第1章教学内容与要求 1.2 内容提要 1.2.1半导体的基础知识 1.本征半导体 高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。本征半导体中有两种载流子:自由电子和空穴。自由电子和空穴是成对出现的,称为电子空穴对,它们的浓度相等。 本征半导体的载流子浓度受温度的影响很大,随着温度的升高,载流子的浓度基本按指数规律增加。但本征半导体中载流子的浓度很低,导电能力仍然很差, 2.杂质半导体 (1) N型半导体本征半导体中,掺入微量的五价元素构成N型半导体,N型半导体中的多子是自由电子,少子是空穴。N型半导体呈电中性。 (2) P型半导体本征半导体中,掺入微量的三价元素构成P型半导体。P型半导体中的多子是空穴,少子是自由电子。P型半导体呈电中性。 在杂质半导体中,多子浓度主要取决于掺入杂质的浓度,掺入杂质越多,多子浓度就越大。而少子由本征激发产生,其浓度主要取决于温度,温度越高,少子浓度越大。 1.2.2 PN结及其特性 1.PN结的形成 在一块本征半导体上,通过一定的工艺使其一边形成N型半导体,另一边形成P型半

导体,在P 型区和N 型区的交界处就会形成一个极薄的空间电荷层,称为PN 结。PN 结是构成其它半导体器件的基础。 2.PN 结的单向导电性 PN 结具有单向导电性。外加正向电压时,电阻很小,正向电流是多子的扩散电流,数值很大,PN 结导通;外加反向电压时,电阻很大,反向电流是少子的漂移电流,数值很小,PN 结几乎截止。 3. PN 结的伏安特性 PN 结的伏安特性: )1(T S -=U U e I I 式中,U 的参考方向为P 区正,N 区负,I 的参考方向为从P 区指向N 区;I S 在数值上等于反向饱和电流;U T =KT /q ,为温度电压当量,在常温下,U T ≈26mV 。 (1) 正向特性 0>U 的部分称为正向特性,如满足U >>U T ,则T S U U e I I ≈,PN 结的 正向电流I 随正向电压U 按指数规律变化。 (2) 反向特性 0>,则S I I -≈,反向电流与反向电压的大小基本无关。 (3) 击穿特性 当加到PN 结上的反向电压超过一定数值后,反向电流急剧增加,这种现象称为PN 结反向击穿,击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。 4. PN 结的电容效应 PN 结的结电容C J 由势垒电容C B 和扩散电容C D 组成。C B 和C D 都很小,只有在信号频率较高时才考虑结电容的作用。当PN 结正向偏置时,扩散电容C D 起主要作用,当PN 结反向偏置时,势垒电容C B 起主要作用。 1.2.3 半导体二极管 1. 半导体二极管的结构和类型 半导体二极管是由PN 结加上电极引线和管壳组成。 二极管种类很多,按材料来分,有硅管和锗管两种;按结构形式来分,有点接触型、面接触型和硅平面型几种。 2. 半导体二极管的伏安特性 半导体二极管的伏安特性是指二极管两端的电压u D 和流过二极管的电流i D 之间的关系。它的伏安特性与PN 结的伏安特性基本相同,但又有一定的差别。在近似分析时,可采用PN 结的伏安特性来描述二极管的伏安特性。 3. 温度对二极管伏安特性的影响 温度升高时,二极管的正向特性曲线将左移,温度每升高1o C ,PN 结的正向压降约减小(2~2.5)mV 。 二极管的反向特性曲线随温度的升高将向下移动。当温度每升高10 o C 左右时,反向饱和电流将加倍。 4. 半导体二极管的主要参数 二极管的主要参数有:最大整流电流I F ;最高反向工作电压U R ;反向电流I R ;最高工作频率f M 等。由于制造工艺所限,即使同一型号的管子,参数也存在一定的分散性,因此手册上往往给出的是参数的上限值、下限值或范围。 5. 半导体二极管的模型 常用的二极管模型有以下几种:

半导体二极管及其应用习题解答

第1章半导体二极管及其基本电路 1.1教学内容与要求 本章介绍了半导体基础知识、半导体二极管及其基本应用和几种特殊二极管。教学内 容与教学要求如表1.1所示。要求正确理解杂质半导体中载流子的形成、载流子的浓度与温 度的关系以及PN 结的形成过程。主要掌握半导体二极管在电路中的应用。 表 第章教学内容与要求 1.2内容提要 1.2.1半导体的基础知识 1 ?本征半导体 高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。常用的半导体材料是硅 (Si)和锗 (Ge)。本征半导体中有两种载流子:自由电子和空穴。自由电子和空穴是成对出现的,称为 电子空穴 对,它们的浓度相等。 本征半导体的载流子浓度受温度的影响很大,随着温度的升高,载流子的浓度基本按指 数规律增加。但本征半导体中载流子的浓度很低,导电能力仍然很差, 2 ?杂质半导体 (1) N 型半导体 本征半导体中,掺入微量的五价元素构成 的多子是自由电子,少子是空穴。 N 型半导体呈电中性。 (2) P 型半导体 本征半导体中,掺入微量的三价元素构成 多子是空穴,少子是自由电子。 P 型半导体呈电中性。 在杂质半导体中,多子浓度主要取决于掺入杂质的浓度, 大。而少子由本征激发产生,其浓度主要取决于温度,温度越高,少子浓度越大。 N 型半导体,N 型半导体中 P 型半导体。P 型半导体中的 掺入杂质越多,多子浓度就越

1.2.2 PN结及其特性 1.PN结的形成 在一块本征半导体上,通过一定的工艺使其一边形成N型半导体,另一边形成P型半

导体,在P 型区和N 型区的交界处就会形成一个极薄的空间电荷层,称为 构成其它半导体器件的基础。 2. PN 结的单向导电性 PN 结具有单向导电性。外加正向电压时,电阻很小,正向电流是多子的扩散电流,数 值很大,PN 结导通;外加反向电压时,电阻很大,反向电流是少子的漂移电流,数值很小, PN 结几乎截止。 3. PN 结的伏安特性 PN 结的伏安特性: I =ls(e UUT _1) 式中,U 的参考方向为P 区正,N 区负,I 的参考方向为从 P 区指向N 区;I s 在数值上等于 反向饱和电流; 5=KT /q ,为温度电压当量,在常温下, U T ~ 26mV 。 与反向电压的大小基本无关。 (3) 击穿特性 当加到PN 结上的反向电压超过一定数值后,反向电流急剧增加,这种 现象称为PN 结反向击穿,击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。 4. PN 结的电容效应 PN 结的结电容 C j 由势垒电容C B 和扩散电容C D 组成。C B 和C D 都很小,只有在信号频 率较高时才 考虑结电容的作用。当 PN 结正向偏置时,扩散电容 C D 起主要作用,当 PN 结 反向偏置时,势垒电容 C B 起主要作用。 1.2.3半导体二极管 1. 半导体二极管的结构和类型 半导体二极管是由PN 结加上电极引线和管壳组成。 二极管种类很多,按材料来分,有硅管和锗管两种;按结构形式来分,有点接触型、 面接触型和硅平面型几种。 2. 半导体二极管的伏安特性 半导体二极管的伏安特性是指二极管两端的电压 U D 和流过二极管的电流 i D 之间的关 系。它的伏安特性与 PN 结的伏安特性基本相同,但又有一定的差别。在近似分析时,可采 用PN 结的 伏安特性来描述二极管的伏安特性。 3. 温度对二极管伏安特性的影响 温度升高时,二极管的正向特性曲线将左移,温度每升高 10 C , PN 结的正向压降约减 小(2~2.5) mV 。 二极管的反向特性曲线随温度的升高将向下移动。当温度每升高 10 o C 左右时,反向饱 和电流将加倍。 4. 半导体二极管的主要参数 二极管的主要参数有:最大整流电流 I F ;最高反向工作电压 U R ;反向电流I R ;最高工 作频率f M 等。由于制造工艺所限,即使同一型号的管子,参数也存在一定的分散性,因此 手册上往往 给出的是参数的上限值、下限值或范围。 5. 半导体二极管的模型 常用的二极管模型有以下几种: PN 结。PN 结是 (1)正向特性 U 0的部分称为正向特性,如满足 U U T ,则 I : - I S e U U T , PN 结的 正向电流I 随正向电压 U 按指数规律变化。 (2)反向特性 U 0的部分称为反向特性,如满足 U R U T ,则 I 「I s ,反向电流

电子技术教案课程

第1.2 课时 教学内容:1、半导体的基本知识 2、PN结的形成及特点,半导体二极管的结构、特性、参数、应用电路 教学目标: 知识目标:让学生了解半导体材料的基本结构及PN结的形成,掌握PN结的单向导电工作原理 技能目标:能运用常用公式解题。 情感目标:1. 养成良好的学习习惯 2. 教学重点: 树立坚强乐学的意识 从半导体材料的基本结构及PN结的形成入手,重点介绍PN结的单向导电工作原理、 教学难点:PN结的单向导电工作原理 教学准备:教学PPT。 教学过程: 引述导入:今天我们来学习交流电路。 板书课题:半导体的基本知识 新授内容: 1 半导体的基本知识 1.1 半导体材料 根据物体导电能力(电阻率)的不同,来划分导体、绝缘体和半导体。导电性能介于导体与绝缘体之间材料,我们称之为半导体。在电子器件中,常用的半导体材料有:元素半导体,如硅(Si)、锗(Ge)等;化合物半导体,如砷化傢(GaAS等;以及掺杂或制成其它化合物半导体材料,如硼(B)、磷(卩)、锢(In )和锑(Sb)等。其中硅是最常用的一种半导体材料。

半导体有以下特点: 1 .半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间 2 .半导体受外界光和热的刺激时,其导电能力将会有显着变化。 3.在纯净半导体中,加入微量的杂质,其导电能力会急剧增强。 1.2 杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质,可使半导体的导电性发生显着变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 N型半导体一一掺入五价杂质元素(如磷)的半导体。 P型半导体一一掺入三价杂质元素(如硼)的半导体。 在N型半导体中自由电子是多数载流子,在P型半导体中空穴是多数载流子? 2PN 结的形成及特性 2.1PN结的形成: 在P型半导体和N型半导体结合后,由于N型区内电子很多而空穴很少,而P型区内空穴很多电子很少,在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差别。在P和N区交界面附近,形成了一个很薄的空间电荷区,就是所谓的PN结。 2.2PN结的单向导电性 当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位,称为加正向电压,简称正偏;反之称为加反向电压,简称反偏。 PN结加正向电压时,呈现低电阻,具有较大的正向扩散电流; PN结加反向电压时,呈现高电阻,具有很小的反向漂移电流。

半导体二极管-练习题1

半导体二极管 练习题1 一、单选题(每题1分) 1. 用模拟指针式万用表的电阻档测量二极管正向电阻,所测电阻是二极管的__ 电阻,由于不同量程时通过二极管的电流 ,所测得正向电阻阻值 。 A. 直流,相同,相同 B. 交流,相同,相同 C. 直流,不同,不同 D. 交流,不同,不同 2. 杂质半导体中( )的浓度对温度敏感。 A. 少子 B. 多子 C. 杂质离子 D. 空穴 3. PN 结形成后,空间电荷区由( )构成。 A. 电子和空穴 B. 施主离子和受主离子 C. 施主离子和电子 D. 受主离子和空穴 4. 硅管正偏导通时,其管压降约为( )。 A 0.1V B 0.2V C 0.5V D 0.7V 5. 在PN 结外加正向电压时,扩散电流 漂移电流,当PN 结外加反向电压时,扩 散电流 漂移电流。 A. 小于,大于 B. 大于,小于 C. 大于,大于 D. 小于,小于 6. 杂质半导体中多数载流子的浓度主要取决于( )。 A. 温度 B. 掺杂工艺 C. 掺杂浓度 D. 晶体缺陷 7. 当温度升高时,二极管正向特性和反向特性曲线分别( )。 A. 左移,下移 B. 右移,上移 C. 左移,上移 D. 右移,下移 8. 设二极管的端电压为U ,则二极管的电流方程为( ) 。 A. U I e S B. T U U I e S C. )1e (S -T U U I D. 1e S -T U U I 9. 下列符号中表示发光二极管的为( )。 A B C D 10. 在25oC 时,某二极管的死区电压U th ≈0.5V ,反向饱和电流I S ≈0.1pA ,则在35oC 时,下列哪组数据可能正确:( )。 A U th ≈0.525V ,I S ≈0.05pA B U th ≈0.525V ,I S ≈0.2pA C U th ≈0.475V ,I S ≈0.05pA D U th ≈0.475V ,I S ≈0.2pA 11. 稳压二极管工作于正常稳压状态时,其反向电流应满足( )。 A. I D = 0 B. I D < I Z 且I D > I ZM C. I Z > I D > I ZM D. I Z < I D < I ZM 12. 从二极管伏安特性曲线可以看出,二极管两端压降大于( )时处于正偏导 通状态。

电子技术试题及答案

《电子技术基础》题库 适用班级:2012级电钳3、4、5、6班 备注:本学期进行到第七章;第一、二、三章是重点内容,要求掌握;第四、八章没有涉及。一、填空题: 第一章半导体二极管 ○1、根据导电能力来衡量,自然界的物质可以分为导体,半导体和绝缘体三类。 Δ2、导电性能介于导体和绝缘体之间物质是半导体。 ○3、半导体具有热敏特性、光敏特性、参杂的特性。 Δ4、PN结正偏时,P区接电源的正极,N极接电源的负极。 ○5、PN结具有单向导电特性。 ○6、二极管的P区引出端叫正极或阳极,N区的引出端叫负极或阴极。 Δ7、按二极管所用的材料不同,可分为硅二极管和锗二极管两类; ○8、按二极管用途不同,可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管、光电二极管和变容二极管。 ★9、二极管的正向接法是二极管正极接电源的正极,负极接电源的负极;反响接法相反。 ○10、硅二极管导通时的正向管压降约0.7V ,锗二极管导通时的管压降约0.3V。 Δ11、使用二极管时,应考虑的主要参数是最大整流电流,最高反向电压和反向电流。★12、发光二极管将电信号转换为光信号。 ★13、变容二极管在高频收音机的自动频率控制电路中,通过改变其反向偏置电压来自动调节本机震荡频率。

★14、所谓理想二极管,就是当其正偏时,结电阻为零。 第二章半导体三极管及其放大电路 ○15、三极管是电流控制元件。 ○16、三极管具有放大作用外部电压条件是发射结正偏,集电结反偏。 ★17、当温度升高时,晶体三极管集电极电流Ic变大,发射结压降变小。 Δ18、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。★19、三极管的发射区杂质浓度很高,而基区很薄。 Δ20、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,同时基区厚度要很小. Δ21、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100 。 ○22、三极管的三个工作区域分别是饱和区、放大区和截止区。 ★23、发射结﹍正向﹍偏置,集电结正向偏置,则三极管处于饱和状态。 ★24、为了消除乙类互补功率放大器输出波形的(交越)失真,而采用(甲乙类)类互补功率放大器。 ★25、OCL电路是(双)电源互补功率放大电路; ★26、OTL电路是(单)电源互补功率放大电路。 ★27、共集电极电路电压放大倍数(1),输入电阻(大),输出电阻(小),常用在输入级,输出级或缓冲级。 第三章集成运算放大器及其应用 ○28、差分放大电路输入端加上大小相等、极性相同的两个信号,称为共模信号。.Δ29、差分放大电路能够抑制零点漂移。

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