《模拟电子技术》思考与练习 课后答案.pdfVIP

模拟电子技术节后思考与练习解答 1.1 思考与练习 1、半导体具有哪些独特性能？在导电机理上，半导体与金属导体有何区别？ 答：半导体只所以应用广泛，是因为它具有光敏性、热敏性和掺杂性的独特性能，在 导电机理上，金属导体中只有自由电子一种载流子参与导电，而半导体中有多子和少子两 种载流子同时参与导电，这是它们导电机理上的本质区别。 2 、何谓本征半导体？什么是“本征激发”？什么是“复合”？ 答：天然半导体材料经过特殊的高度提纯工艺，成为晶格结构完全对称的纯净半导体 时，称为本征半导体。由于光照、辐射、温度的影响在本征半导体中产生电子—空穴对的 现象称为本征激发；本征激发的同时，共价键中的另外一些价电子 “跳进”相邻原子由 ．．．． 本征激发而产生的空穴中的现象称为复合。复合不同于本征激发，本征激发的主要导电方 ．． 式是完全脱离了共价键的自由电子载流子逆着电场方向而形成的定向迁移，而复合运动的 导电方式是空穴载流子的定向迁移，空穴载流子带正电，顺电场方向定向运动形成电流。 ．．．．． 3、N 型半导体和 P 型半导体有何不同？各有何特点？它们是半导体器件吗？ 答：本征半导体中掺入五价杂质元素后可得到 N 型半导体，N 型半导体中多子是自由 电子，少子是空穴，定域的离子带正电；本征半导体中掺入三价杂质元素后可得到P 型半 导体，P 型半导体中多子是空穴，少子是自由电子，定域的离子带负电。这两种类型的半 导体是构成半导体器件的基本元素，但它们都不能称之为半导体器件。 4 、何谓PN 结？PN 结具有什么特性？ 答：在同一块晶体中的两端注入不同的杂质元素后，在两端分别形成 P 区和N 区，而 在 P 区和N 区交界处因为浓度上的差别而出现扩散，扩散的结果在两区交界处形成一个干 净的离子区，这个离子区就是 PN 结，PN 结具有单向导电性：正向偏置时导通，反向偏置 时截止。 5、电击穿和热击穿有何不同？试述雪崩击穿和齐纳击穿的特点。 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。如果上述两种击穿不加任何限 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，可造成 二极管的永久损坏。 1.2 思考与练习 1、二极管的伏安安特性曲线上分为几个区？试述各工作区上电压和电流的关系。 答：二极管的伏安特性曲线上分有死区、正向导通区、反向截止区和反向击穿区四个 1 工作区。死区上正向电压很小，电流基本为零；正向导通区管压降基本不变，硅管约为 0.6～ 0.8V，其典型值通常取 0.7V ；锗管约为0.2～0.3V，其典型值常取 0.3V，但通过管子的正 向电流迅速增长；在反向截止区内，通过二极管的反向电流是半导体内部的少数载流子的 漂移运动，只要二极管工作环境的温度不变，少数载流子的数量就保持恒定，由于反向饱 和电流的数值很小，在工程实际中通常近似视为零值；在反向击穿区，反向电流会突然随 反向电压的增加而急剧增大，造成齐纳击穿或雪崩击穿现象，如不加限流设置，极易造成 “热击穿”而使二极管永久损坏。 2 、普通二极管进入反向击穿区后是否一定会被烧损？为什 么？ 答：普通二极管工作在反向击穿区时，反向电流都很大，如不 加设限流设置，极易造成“热击穿”而造成永久损坏。 3、为什么把反向截止区的电流又称为反向饱和电流？ 图 1.23 答：反向截止区内通过二极管的反向电流是半导体内部少数载 流子的漂移运动形成的。只要二极管的工作环境温度不变，少数载流子的数量就会保持恒 定，因此反向截止区的电流又被称为反向饱和电流。反向饱和电流的数值很小，在工程实 际中通常近似视为零值。 4 、试判断图 1.23 所示电路中二极管各处于什么工作状态？设各 二极管的导通电压为 0.7V，求输出电压UAO 。 答：图中二极管VD 处于正向导通状态，二极管VD 处于反向截