第7章 半导体器件 习题答案

知识巩固7-1思答题1.“半导体”是几价元素，原子最外层是几个电子？答：是四价元素，最外层有4个电子。2.单晶硅的晶格怎样排列？原子最外层有几个电子围绕着公转？答：按共价键排列，每个原子最外层有8个电子围绕着公转，根据原子理论，这是一种稳定状态。3.在单晶硅中掺入3价元素的目的是什么？掺入5价元素的目的是什么？答：掺入3价元素的目的是：在形成共价键时多出一个带“+”电的“空穴”载流子。掺入5价元素的目的是：在形成共价键时多出一个电子。4.PN结是怎样形成的，PN结有什么用途？答：将P性材料和N性材料对接在一起，由于载流子的扩散就形成PN结。PN结的基本特性是单向导电性。5.光电二极管应用的是正向特性还是反向特性？答：应用的是反向特性，PN结在受到光照时反向电阻会下降，反向电流和光的照射强度成正比。6.光电二极管和光电池都是PN结结构，它们有哪些区别？答：①工作定位不同，光电二极管在反向偏压下工作，用于光信号检测；光电池无需外压，专注于光能电能的转换。‌②工作模式与物理特性的区别‌光电二极管：必须在反向偏压下工作，利用反向电流的光强线性关系实现信号检测。‌‌‌‌光电池：零偏置工作，依靠PN结内建电场分离光生载流子产生电势差。7.三极管具有电流放大功能，输出端分3个区域：饱和区、截止区和放大区。问：三极管作为开关应用，工作在那个区域？作为放大器应用，工作在哪个区域。答：三极管作为开关应用，工作在截止区和饱和区；作为放大器应用，工作在放大区，超出放大区信号会失真。8.场效晶体管是制造集成电路的首选器件，你能说出原因吗？答：有以下3种原因①电压控制与低功耗特性‌场效晶体管控制栅极是电压控制，不需电流。源极和漏极间阻抗极高，源-漏之间电流极小，几乎不消耗控制回路能量。②静态功耗接近零栅极绝缘层阻断了直流电流路径，静态功耗极低，适合集成数亿晶体管的芯片。答案：1.×、2.√、3.√、4.√。7-3计算题1.电路如图7-27所示。图中二极管为硅材料，请回答下面的问题。答案:（1）a图中二极管处于导通状态；b图中二极管处于截止状态；c图中二极管处于导通状态；d图中二极管处于截止状态。a图中二极管两端电压为0.7V，电压极性左正右负；电阻两端电压为9.3V，电压极性左正右负；b图中二极管两端电压为-9V，电压极性左负右正；电阻两端电压为0V；c图中二极管两端电压为0.7V，电压极性左正右负；电阻两端电压为4.3V，电压极性左正右负；d图中二极管两端电压为0.4V，电压极性左正右负；电阻两端电压为0V。a图中二极管导通，回路中电流；b图中二极管截止，回路中电流；c图中二极管导通，回路中电流d图中二极管导通，回路中电流答案：a图中二极管是截止的，Uao=-18V；b图中二极管是导通的，Ubo=-6V。答案：a图中在ui的正半周期二极管导通，uO的负半周期二极管截止。所以uO的最大值是15V。b图中在ui的正半周期二极管截止，uO的负半周期二极管导通。所以uO的最大值是15V。c图中在ui的正半周期二极管VD2导通，VD1截止；uO的负半周期二极管VD1导通，VD2截止。所以uO的最大值是15V。d图中在ui的正半周期二极管VD2导通，VD1截止；uO的负半周期二极管VD1导通，VD2截止。所以uO的最大值是0V。答案：答案：