发布时间 : 星期一 文章第2章 半导体二极管及其应用B更新完毕开始阅读205cc9d065ce050876321388
第2章 半导体二极管及其应用
③若VI =12V，VZ =6V,稳压管稳定电流IZ＝10mA，最大稳定电流IZ=50mA，由电路可知 RL?当IZ＝10mA时
UoUo ?IoIR?IZUo6??120?
IR?IZ60?10Uo6??600?
IR?IZM60?50RLmin?当IZM＝50mA时 RLmax?故RL允许变化的范围是（120～600）Ω，取其中合适的标称值电阻。
2.11 习题及其解答(供参考)
一、自测题
2-1 思考题
(1) PN结的伏安特性有何特点？
答：PN结的伏安特性为单向导电性，PN结加正向偏压时呈导通状态，且正向导通时，硅管PN结上有0.7V的恒压降，锗管PN结上有0.2V的恒压降；PN加反向偏压时，呈截止状态。 (2) 硅二极管和锗二极管的伏安特性有何异同？ 答：①相同之处：都是正向导通、反向截止；
②不同之处：硅二极管正向导通恒压降为0.7V，锗二极管为0.2V； 硅二极管正向开启电压为0.5V，锗二极管为0.1V； 硅二极管反向漏电流比锗二极管小得多；
(3) 二极管是非线性元件,它的直流电阻和交流电阻有何区别？用万用表欧姆档测量的二极管电阻属于哪一种？为什么用万用表欧姆档的不同量程测出的二极管阻值也不同？ 答：① 二者定义不同
直流电阻是指二极管两端所加的直流电压与直流电流之比，即RD?UD，而且正向时，RDID较小，反向时，RD较大；交流电阻是指在工作点Q附近的小范围内，电压变化量与电流变化量之比，即rd??u。 ?i ② 万用表欧姆档测量的二极管电阻属于直流电阻RD；
③ 由于在万用表欧姆档的不同量程作用下，流过二极管的直流电流大小不一样，而二极管是非线性元件，所以，不同量程测出的二极管直流电阻RD也不同。
(4) 什么是二极管的开启电压？为什么会出现开启电压？硅管和锗管的开启电压大约是多少？ 答：①由二极管的伏安特性曲线可知，二极管正向电压较小时，有一段的导通电流几乎为零，该范围称作死区，当二极管两端的正向电压增大到一定值时，PN结内电场的作用被大大削弱，电流迅速增加，二极管开始导通，此时二极管所加的正向电压称作开启电压；
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第2章 半导体二极管及其应用
②若外加电压小于开启电压时，外加电场强度还不足以克服PN结内电场的作用，还不足以使载流子运动，从而形成不了电流，仅当外加电压大于开启电压时二极管才开始导通。 ③硅二极管开启电压为0.5V，锗二极管为0.1V； (5) 为什么稳压管的动态电阻越小稳压效果越好？
答：稳压管的动态电阻rz越小，电流波动引起的电压波动幅度就越小，稳压效果就越好。 (6) 单色发光二极管的两个引脚不一样长时，哪个引脚是发光二极管的阳极？ 答：长脚为阳极。
(7) 在物理结构上，晶体管由两个背靠背的PN结组成，且基区很薄，那么晶体管与两只对接的二极管有什么区别？晶体管的发射极和集电极是否可以调换使用？为什么？
答：将两个二极管背靠背地连接在一起是不能构成一个晶体管的。因为根据晶体管的内部结构条件，基区很薄，只能是几个微米，若将两个二极管背靠背连接在一起，其基区太厚，即使发射区能向基区发射电子，到基区后也都会被基区中大量的空穴复合掉，根本不可能有载流子继续扩散到集电区，所以这样的“晶体管”是不会有电流放大作用的。
集电极和发射极对调使用，晶体管不会损坏，但是其电流放大能力大大降低。因为集电极和发射极的杂质浓度差异很大，且结面积也不同。 (8) 场效应管的性能与晶体管相比有哪些特点？
答：1．场效应管的源极s、栅极g、漏极d分别对应于晶体管的发射极e、基极b、集电极c，它们的作用相似。
2．场效应管是电压控制电流器件，由vGS控制iD，其放大系数gm一般较小，因此场效应管的放大能力较差；晶体管是电流控制电流器件，由iB控制iC。
3．场效应管栅极几乎不取电流（ig≈0）；而晶体管工作时基极总要吸取一定的电流。因此场效应管的输入电阻比晶体管的输入电阻高。
4．场效应管只有多子参与导电；晶体管有多子和少子两种载流子参与导电，而少子浓度受温度、辐射等因素影响较大，因而场效应管比晶体管的温度稳定性好、抗辐射能力强。在环境条件（温度等）变化很大的情况下应选用场效应管。
5．场效应管在源极与衬底不连在一起时，源极和漏极可以互换使用，且特性变化不大；而晶体管的集电极与发射极互换使用时，其特性差异很大。
6．场效应管的噪声系数很小，在低噪声放大电路的输入级及要求信噪比较高的电路中要选用场效应管。
7．场效应管和晶体管均可组成各种放大电路和开路电路，但由于前者制造工艺简单，且具有耗电少，热稳定性好，工作电源电压范围宽等优点，因而被广泛用于大规模和超大规模集成电路中。
2-2 选择题
(1) P型半导体中的多数载流子是 B ，N型半导体中多数载流子是 A 。
A．电子 B．空穴 C．正离子 D．负离子
(2) 杂质半导体中少数载流子的浓度 C 本征半导体中载流子浓度。
A．高于 B．等于 C．低于
(3) 常温下，当温度升高时，杂质半导体中 C 浓度明显增加。
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第2章 半导体二极管及其应用
A．载流子 B．多数载流子 C．少数载流子
(4) 硅二极管的正向导通压降比锗二极管 A ，反向饱和电流比锗二极管 B 。
A．大 B．小 C．相等
(5) 温度升高时，二极管在正向电流不变的情况下的正向电压 B ，反向电流 A 。
A．增大 B．减小 C．不变
(6) 工作在放大状态的晶体管，流入发射结的是 A 电流，流过集电结的是 B 电流。 A．扩散 B．漂移
(7) 当晶体管工作在放大区时，各极电位关系为：PNP管的UC B UB B UE，NPN管的
UC A UB A UE；工作在饱和区时ic B ?iB；工作在截止区时，若忽略ICBO和ICEO，则iB C 0，iC C 0。
A．＞ Ｂ．＜ Ｃ．＝
(8) 晶体管通过改变 A 来控制 C ；场效应管通过改变 B 来控制 D 。
A．基极电流 B．栅-源电压 C．集电极电流 D．漏极电流 E．电压 F．电流 (9) 晶体管电流由 B 形成，而场效应管的电流由 A 形成，因此晶体管电流受温度的影响比场效应管 C 。
A．一种载流子 B．两种载流子 C．大 D．小
(10) 用万用表测得PNP晶体管三个电极的电位分别是UC=6V、UB=0.7V、UE=1V，则晶体管工作在 C状态。
A、 放大 B、截止 C、饱和 D、损坏
(11) 在放大电路中，场效应管应工作在漏极特性的 CE 区域。
A. 可变电阻区 B. 截止区 C. 饱和区 D. 击穿区 E. 放大区
(12) 某晶体管各电极电位分别有U1=8V，U2=3V，U3=3.7V，则该管工作在 C ，该晶体管是 F 型晶体管？
A．饱和区 B．截止区 C．放大区 D．击穿区 E. PNP F. NPN
(13) 晶体管参数为PCM=800 mW, ICM=100 mA, UBR(CEO)=30V, 在下列几种情况中 D 属于正常工作。
A．UCE=25V，IC=180 mA B．UCE=20V，IC=110 mA C．UCE=40V，IC=90 mA D．UCE=15V，IC= 30 mA (14) 场效应管是一种 B 器件，晶体管是一种 C 器件。
A.电压控制 双极型 B.电压控制 单极型 C.电流控制 双极型 D.电流控制 单极型 2-3 填空题
(1) 非本征半导体中载流子的运动形式有两种： 扩散 运动与 漂移 运动。
(2) 本征半导体中掺入五价元素，成为 N 型半导体；本征半导体中掺入三价元素，成为 P 型半导体。
(3) 非本征半导体中载流子浓度差越大，扩散电流越 大 。
(4) 空间电荷区形成后，流过PN结的电流有两种：多数载流子形成的 扩散 电流和少数载流子形成的 漂移 电流。
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第2章 半导体二极管及其应用
(5) 当PN结外加正向偏置电压时，耗尽区变 窄 ，形成 扩散 电流；而当外加反向偏置电压时，耗尽区变 宽 ，形成 漂移 电流且电流极小。
(6) PN结的反向击穿又叫 电 击穿，分为 齐纳 击穿和 雪崩 击穿。 (7) 晶体管放大电路的性能指标分析，主要采用 微变 等效电路分析法。
(8) 场效应管输出特性曲线的三个区域是 可变电阻区 、 放大区 和 截止区 。 (9) FET与BJT相比，FET的输入电阻 很大 ，热稳定性 更好 。 (10) 在正常工作状态下，场效应管 栅 极无电流。
(11) 在放大电路中，场效应管应工作在＿饱和区＿(截止区，饱和区，可变电阻区)。
(12) 共发射极放大电路中，输入信号从晶体管的 基极 注入，从晶体管的 集电极 输出；共集电极放大电路中，输入信号从晶体管的 基极 注入，从晶体管的 发射极 输出。 (13) 共源极放大电路中，输入信号从场效应管的 栅极 注入，从场效应管的 漏极 输出；共漏极放大电路中，输入信号从场效应管的 栅极 注入，从场效应管的 源极 输出.
二、习题
2-4 试判断图2-56中二极管是导通还是截止，并求UAO(设二极管为理想器件)。
D3 k6V12VO(a)D1D23 k15V12VO(c)题2－4 图(d)6V12VOA(b)D1D23 kA15VDA3 k12VOA解：二极管的导通与截止判断，可采用反证法来进行，即：先假设二极管处于反偏截止状态，则
a) 图所示的环路中无电流，若取O点为参考零电位，那么A点电位为UA??12 V，二极管的正向端（P区）电位为?6 V，所以二极管正偏，这与假设矛盾，所以假设不成立，二极管应处于正偏导通的状态，且UAO??6 V；
b) 二极管处于反偏截止状态，且
UAO??12 V；
c) 根据优先导通原则，即当多个二极管共
阴或共阳连接时，阳极和阴极之间电位差大的二极管优先导通。有D1导通、D2截止，UAO?0 V； d) D1、D2均截止，UAO??12 V
2-5 电路如图2-57所示，二极管是理想的，ui?25sinωtV： 1） 画出该电路的传输特性； 2） 画出输出电压波形。 解：①理想二极管的传输特性为： 当ui?5V时，右边的二极管导通，uo?5?当ui??5V时，左边的二极管导通，
u－（－5）uo?－5?i?10?－2.5?0.5ui；
10?10
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ui?5?10?2.5?0.5ui； 10?10图2-57 题2－5图