1.1 检验学习结果1、什么是本征激发?什么是复合?少数载流子和多数载流子是如何产生的?答:由于光照、辐射、温度的影响而产生电子—空穴对的现象称为本征激发;同时进行的价电子定向连续填补空穴的的现象称为复合。
掺入三价杂质元素后,由于空穴数量大大增加而称为多子,自由电子就是少子;掺入五价元素后,由于自由电子数量大大增加而称为多子,空穴就是少子。
即多数载流子和少数载流子的概念是因掺杂而形成的。
2、半导体的导电机理和金属导体的导电机理有何区别?答:金属导体中存在大量的自由电子载流子,因此金属导体导电时只有自由电子一种载流子;而半导体内部既有自由电子载流子又有空穴载流子,在外电场作用下,两种载流子总是同时参与导电,这一点是它与金属导体导电机理的区别。
3、什么是本征半导体?什么是N型半导体?什么是P型半导体?答:原子排列得非常整齐、结构完全对称的晶体称为本征半导体.....。
本征半导体掺入五价元素后形成N型半导体;掺入三价元素后形成P形半导体。
4、由于N型半导体中多数载流子是电子,因此说这种半导体是带负电的。
这种说法正确吗?为什么?答:这种说法不正确。
因为,虽然N型半导体中有多子和少子之分,造成定城的离子带正电,但是整个晶体上的正、负电荷总数在掺杂过程中并没有失去或增加,所以晶体不带电。
5、试述雪崩击穿和齐纳击穿的特点。
这两种击穿能否造成PN结的永久损坏?答:电击穿包括雪崩击穿和齐纳击穿,前者是一种碰撞的击穿,后者属于场效应的击穿,这两种电击穿一般可逆,不会造成PN结的永久损坏。
6、何谓扩散电流?何谓漂移电流?何谓PN结的正向偏置和反向偏置?说说PN结有什么特性?答:由多子形成的导通电流称扩散电流,由少子形成的电流称为漂移电流;当PN结的阳极P接电源正极,阴极N接电源负极时称为正向偏置,反之为反向偏置;PN结具有“正向导通、反向阻断”的单向导电性。
1.2 检验学习结果1、何谓死区电压?硅管和锗管死区电压的典型值各为多少?为何会出现死区电压?答:二极管虽然具有单向导电性,但是当正向电压较小时,由于外加正向电压的电场还不足以克服PN结的内电场对扩散运动的阻挡作用,二极管仍呈现高阻态,所以通过二极管的正向电流几乎为零,即基本上仍处于截止状态,这段区域通常称为死区..。
二极管工作在死区时,硅管的死区电压典型值是0.5V,锗管的死区电压典型值是0.1V。
2、为什么二极管的反向电流很小且具有饱和性?当环境温度升高时又会明显增大?答:由于常温下少数载流子的数量不多,故反向电流很小,而且当外加电压在一定范围内变化时,反向电流几乎不随外加电压的变化而变化,因此反向电流又称为反向饱和电流。
当环境温度升高时,受温度影响本征激发和复合运动加剧,因此少子数量增大。
3、把一个1.5V 的干电池直接正向联接到二极管的两端,会出现什么问题?答:测量二极管类型及好坏时,通常采用1.5V 干电池串一个约1k 的电阻,并使二极管按正向接法与电阻相连接,使二极管正向导通。
如果测量时直接把1.5V 的干电池正向连接到二极管的两端,因为没有限流电阻,很有可能使二极管中因电流过大而损坏。
4、二极管的伏安特性曲线上可分为几个区?能否说明二极管工作在各个区时的电压、电流情况?答:二极管的伏安特性曲线上通常分为死区、正向导通区、反向截止区和反向击穿区。
二极管工作在死区时,由于正向电压小于和等于死区电压,因此无法抵消PN 结内电场对正向扩散电流的阻碍作用,电流趋近于零;二极管工作在正向导通区时,管子正向端电压的数值基本保持在小于1V 的情况下不变,而在此电压下管子中通过的电流增长很快;二极管工作在反向截止区时,当温度不变时反向电流基本不变,且不随反向电压的增加而增大,故称为反射饱和电流,若温度变化时,对反向截止区的电流影响较大;二极管工作在击穿区时,特点是电压增加一点即造成电流迅速增大,若不加限制,则二极管有热击穿的危险。
5、半导体二极管工作在击穿区,是否一定被损坏?为什么?答:半导体二极管工作在击穿区时不一定会损坏。
因为,如果是电击穿,一般过程可逆,只要限流措施得当或及时撤掉击穿电压,就不会造成PN 结的永久损坏。
但是,电击穿若不加任何限制而持续增强时,由于PN 结上的热量积累就会造成热击穿,热击穿过程不可逆,就会造成二极管的永久损坏。
6、理想二极管电路如图1-16所示。
已知输入电压u i =10sinωt V ,试画出输出电压u 0的波形。
答: (a )图:图中二极管若看作理想二极管,当输入正弦波电压低于-5V 时,二极管D 导通,输出电压u O =u i ;当输入正弦波电压高于-5V 时,二极管D 截止,输出电压u O =-5V(b )图:图中二极管也看作理想二极管,当输入正弦波电压高于+5V 时,二极管D 导通,输出电压u O =ui ;当输入正弦波电压低于+5V 时,二极管D 截止,输出电压u O =+5V ,波形如下图所示:图1-16 检验题6电路图1.3 检验学习结果1、利用稳压管或普通二极管的正向压降,是否也可以稳压?答:不可以。
因为,硅二极管或稳压管的正向压降正常工作时只有0.7V,正向电压在正向偏置时管压降只能是0~0.7V,超过此电压过大时,二极管的管压降也不会超过1V,因此它们的正向压降是不能稳压的。
2、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?答:(1)将额定电压分别为6V和8V的两个稳压管串联相接:反向串联时稳压值为14V;正向串联时1.4V;一反一正串联时可获得6.7V、8.7V。
(2)将额定电压分别为6V和8V的两个稳压管并联相接:反向并联时稳压值为6V;正向并联时或一反一正并联时只能是0.7V。
3、在图1-20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。
试问图中开关S在什么位置时发光二极管才能发光?R的取值范围又是多少?答:图中开关S闭合时发光二极管可导通。
导通发光时正向5mA电流下1.5÷5=0.3kΩ;正向15mA电流下1.5÷15=0.1kΩ。
因此限流电阻R的取值范围:100Ω~300Ω。
1.4 检验学习结果1、三极管的发射极和集电极是否可以互换使用?为什么?答:由于三极管的发射区和集电区掺杂质浓度上存在较大差异,且面积也相差不少,因此不能互换使用。
如果互换使用,其放大能力将大大下降甚至失去放大能力。
2、三极管在输出特性曲线的饱和区工作时,其电流放大系数是否也等于β?答:三极管工作在饱和区时,电流放大能力下降,电流放大系数β值随之下降。
3、使用三极管时,只要①集电极电流超过I CM值;②耗散功率超过P CM值;③集—射极电压超过U(BR)CEO值,三极管就必然损坏。
上述说法哪个是对的?答:其中只有说法②正确,超过最大耗散功率P CM值时,三极管将由于过热而烧损。
4、用万用表测量某些三极管的管压降得到下列几组数据,说明每个管子是NPN型还是PNP型?是硅管还是锗管?它们各工作在什么区域?①U BE=0.7V,U CE=0.3V;②U BE=0.7V,U CE=4V;③U BE=0V,U CE=4V;④U BE=-0.2V,U CE=-0.3V;⑤U BE=0V,U CE=-4V。
答:①NPN硅管,饱和区;②NPN硅管,放大区;③NPN硅管,截止区;④PNP锗管,放大区;⑤PNP锗管,截止区。
1.5 检验学习结果1、双极型三极管和单极型三极管的导电机理有什么不同?为什么称双极型三极管为电流控制型器件?MOS管为电压控制型器件?答:双极型三极管有多子和少子两种载流子同时参与导电;单极型三极管只有多子参与导电。
由于双极型三极管的输出电流I C受基极电流I B的控制,因此称其为电流控件;MOS 管的输出电流I D受栅源间电压U GS的控制,因之称为电压控制型器件。
2、当U GS为何值时,增强型N沟道MOS管导通?答:当U GS=U T时,增强型N沟道MOS管开始导通,随着U GS的增加,沟道加宽,I D增大。
当U GD=U GS-U DS<U T时,漏极电流I D几乎不变,同样表现出恒流特性。
3、在使用MOS管时,为什么其栅极不能悬空?答:因为单极型三极管的输入电阻很高(二氧化硅层的原因),在外界电压的影响下,栅极容易产生相当高的感应电压,造成管子击穿,所以,MOS...............管在不使用时应避免栅极悬空.,务必将各电极短接........。
4、双极型三极管和MOS管的输入电阻有何不同?答:双极型三极管的输入电阻r be一般在几百欧~千欧左右,相对较小;而MOS管绝缘层的输入电阻极高,趋近于无穷大,因此通常认为栅极电流为零。
第1章检测题(共100分,120分钟)一、填空题:1、N型半导体是在本征半导体中掺入极微量的五价元素组成的。
这种半导体内的多数载流子为自由电子,少数载流子为空穴,不能移动的杂质离子带正电。
P型半导体是在本征半导体中掺入极微量的三价元素组成的。
这种半导体内的多数载流子为空穴,少数载流子为自由电子,不能移动的杂质离子带负电。
2、三极管的内部结构是由发射区、基区、集电区区及发射结和集电结组成的。
三极管对外引出的电极分别是发射极、基极和集电极。
3、PN结正向偏置时,外电场的方向与内电场的方向相反,有利于多数载流子的扩散运动而不利于少数载流子的漂移;PN结反向偏置时,外电场的方向与内电场的方向一致,有利于少子的漂移运动而不利于多子的扩散,这种情况下的电流称为反向饱和电流。
4、PN结形成的过程中,P型半导体中的多数载流子由P向N区进行扩散,N型半导体中的多数载流子由N向P区进行扩散。
扩散的结果使它们的交界处建立起一个空间电荷区,其方向由N区指向P区。
空间电荷区的建立,对多数载流子的扩散起削弱作用,对少子的漂移起增强作用,当这两种运动达到动态平衡时,PN结形成。
5、检测二极管极性时,需用万用表欧姆挡的R×1K档位,当检测时表针偏转度较大时,与红表棒相接触的电极是二极管的阴极;与黑表棒相接触的电极是二极管的阳极。
检测二极管好坏时,两表棒位置调换前后万用表指针偏转都很大时,说明二极管已经被击穿;两表棒位置调换前后万用表指针偏转都很小时,说明该二极管已经绝缘老化不通。
6、单极型晶体管又称为场效应(MOS)管。
其导电沟道分有N沟道和P沟道。
7、稳压管是一种特殊物质制造的面接触型硅晶体二极管,正常工作应在特性曲线的反向击穿区。
8、MOS管在不使用时应避免栅极悬空,务必将各电极短接。
二、判断正误:1、P型半导体中不能移动的杂质离子带负电,说明P型半导体呈负电性。