清华大学出版社模拟电子技术习题解答(课后同步)

1、.第三部分是练习和答案。练习题1客观检查问题第一，填补空白问题1.杂质半导体中大多数载流子的浓度主要取决于混合的杂质浓度，少数载流子的浓度与温度有很大关系。2.PN连接加上净电压，扩散电流大于杂散电流，耗尽层变窄。添加反向电压后，扩散电流小于漂移电流，耗尽层变宽。在3，N型半导体中，电子是多数流子，空穴是少数流子。二、判断问题1.P型半导体中含有大量的空穴来风，N型半导体中含有大量的电子载流子，因此P型半导体带有正电，N型半导体带有负电。（）2.在n型半导体中，高浓度的3价元素杂质可以混合，并转化为P型半导体。()3.扩散电流是由半导体中的杂质浓度引起的。也就是说杂质浓度大，扩散电流大。杂质浓

2、度低，扩散电流小。（）4、在固有发生过程中，发生和复合处于动态平衡时，两种茄子作用徐璐抵消，发生和复合停止。（）5，PN接头没有光，没有额外电压时，接头电流为零。()6、温度升高时，PN接头的反向饱和电流降低。（）7、PN结加纯电压，空间电荷区域扩大。（）3.简单的答案1，PN结伏安特性？答：根据统计物理理论分析，可以用表达式表示PN结的VA特性。表达式中的ID是通过PN结的电流。Is是PN接头的反向饱和电流，与环境温度和材料等相关的参数，其单位与I单位相符。v是外部电压。VT=kT/q，温度的电压等效(单位与V单位一致)。其中，玻尔兹曼常量，电子功率在室温(T=300K)下VT=25.875

3、mV=26mV。加正电压，即V为正，V比VT大几倍，正电流随正电压的增加而按金志洙规律增加，PN结处于正向传导状态。加上反向压力，即V为负，|V|比VT大几倍，就会发生PN结。PN接头的VA性质也可以表示为性质曲线，如图1.1.1所示。从纵波(1.1.1) VA性质方程式的分析以及图1.1.1性质曲线(实线部分)中可见。PN接头具有单向导电和非线性VA性质。图1.1.1 PN伏安特性2，什么是PN连接的反向破坏？PN接头的反向破坏有哪些类型？各有什么特点？a:“PN”节点的反向击穿特性：添加到“PN”节点的反向偏置超过设计的击穿电压时，PN连接中断。PN结的破坏有两个茄子主要类别，吉娜破坏和雪

4、崩。吉娜破坏主要发生在两侧杂质浓度较高的PN结，一般反向击穿电压为4Eg/q (EG-PN结杨紫井禁能，用电子螺栓测量，Eg/q是PN结杨紫井加电压值，单位螺栓)的PN的破坏模式为珍娜破坏。破坏机制是强电场拉动共价键的电子。雪崩主要发生在“PN”结的一侧或两侧杂质浓度低的“PN”结上，通常反向击穿电压高于6 Eg/q的“PN”结的穿透模式是雪崩。穿孔机制是强电场提高流子的运动速度，动能增加，在撞击中型原子时撞击外层电子，引起连锁反应，导致少数流子浓度升高，反向流激增。3，PN结电容是如何形成的？与普通电容相比有什么区别？PN结容量由阻挡层容量Cb和扩散容量Cd组成。屏障容量Cb发生在空间电荷区

5、。空间电荷区内有不可移动的正离子和正离子，各有一定的电。额外的逆电压增大，空间电荷区域扩大，存储的电荷量增加。施加逆压后，空间电荷区变窄，存储的电荷量减少，形成电容器效应。“垫容量”大小是随加外电压变化的非线性电容，普通电容是线性电容。实际应用一般使用微变容量作为参数，变容二极管是阻挡电容随外加电压变化很大的二极管。图1.3.3 P区电子浓度分布曲线和电荷积累扩散容量Cd是由油类物质在扩散过程中积累而产生的。在PN结上加上正向电压，N区的电子扩散到P区，在P区形成一定的电子浓度(Np)分布，PN结的边缘浓度大，离结远的地方浓度小，电子浓度根据金志洙规律变化。正向电压增加时，载波积累增加 q。相

6、反，减少，如图1.3.3所示。同样，N区内孔浓度随应用的电压变化的关系等于P区电子浓度的变化。因此，当加电压增加V时发生的正负电荷积累变化Q可以使用扩散容量Cd模拟。Cd也是非线性分布电容。摘要表明，屏障电容和扩散电容同时存在。PN结正偏置，扩散电容比势垒电容大得多。当PN结偏离时，扩散电容比屏障电容小得多。挡墙容量和扩散容量大小都与PN连接面积成正比。与一般电容相比，PN结电容是非线性分布电容，一般电容是线性电容。练习2客观检查问题第一，填补空白问题1.半导体二极管为正时，屏障区域变窄，扩散电流大于杂散电流。2、室温下硅二极管的门限制电压约为0.6 V，通过后大电流下的正向压降约为0.7V。

7、钚二极管的门限制电压约为0.1 V，通过后大电流的正向压降约为0.2 V。3、室温下发光二极管的正向传导电压比硅二极管的临界电压约为1.22V。考虑到发光二极管的发光亮度和寿命，工作电流通常控制在510毫安。4.用硅PN结在某些掺杂条件下利用逆穿孔特性的陡峭特性制作的二极管称为普通(镇流器)二极管。请填写牙齿管的四个茄子主要参数：最大整流电流、反向击穿电压、反向电流和极间电容器。二、判断问题1、二极管加上正向电压，正向电流为(a)。A.多个载体扩散形成b .形成多个载体漂移C.小数载体漂移形成d .小数载体扩散形成2，PN接合反向偏置电压值增加，但小于降伏电压。(C)。A.反向电流增加b .反

8、向电流减少C.其反向电流基本不变d .正向电流增加3，调节器二极管使用PN接头(d)。A.单向导电b .逆偏转截止特性C.电容特性d .逆破坏特性4、二极管的反向饱和电流为20C到5 sA，每当温度上升10C时，其反向饱和电流增加一倍，当温度为40C时，其反向饱和电流值为(C)。A.10A B. 15A C. 20A D. 40A5，在电路中使用变容二极管时，其PN连接为(b)。A.净操作b .反向操作三、问答1.为什么温度对二极管正向特性的影响小，对反向特性的影响大？答：在正向偏压下，正向电流是多子扩散电流，温度对多子浓度影响不大，因此温度对二极管的正向特性影响不大。但是，反向偏移时，反向流

9、是器件漂移电流，温度升高，少数载流子的数量明显增加，反向流急剧增加，因此温度对二极管的反向特性影响很大。2.1.5V电池能在二极管两端正向连接吗？为什么？答：根据二极管电流方程将V=1.5V赋给方程，得到以下结果：所以二极管的内部电阻、引线电阻和电池内部电阻都可以起到电流限制的作用，但是太大的电流会燃烧二极管或电池的热量，所以需要增加电流限制电阻。有3，a，b两个二极管。他们的反向饱和电流分别添加5毫安等正向电压时的电流分别为20毫安和8毫安，你认为哪个管道性能更好？A: b的单向传导性好，所以b好。反向偏移时，反向饱和电流很小，二极管对应于开路，反向偏移电阻无限。4.利用硅二极管的陡峭正向特

10、性实现镇流器吗？可能的话，二极管应该怎么偏移？答：如果可以实现调节器，二极管必须正向偏移，硅二极管的正偏置电压为0.7V是。因此，硅二极管的正向特性可以实现0.7V的稳压器。什么是吉娜破坏？是不是说穿透后PN结受损了？答：Zina破坏主要发生在两侧杂质浓度高的PN连接处，空间电荷区域窄，屈服电压低(例如，低于5V)。一般反向降伏电压表示4Eg/q (EG-PN接合杨紫井禁能，使用电子螺栓测量，Eg/q表示PN接合杨紫井加电压值)。吉娜穿透所需的电场强度很大，只能从杂质浓度特别大的PN结中获得。穿透后PN接头没有损坏，添加到稳定压力管的反向电压降低后，管道仍然可以恢复到原来的状态。但是，如果反向

11、流和反向压力的乘积超过PN连接的允许消耗功率，则传记冲击会导致热破坏，从而造成永久性损坏。传记冲击穿透PNA完好无损，但热穿透PNA将永久损坏。主观检查问题2.1.1测试电流方程计算室温下正向电压为0.26V、反向电压为1V的二极管电流。(设置)解决方案：按公式VT=0.026V正向偏移VD=0.26V反向偏移时2.1.2记录图2.1.2所示的每个电路的输出电压值，并将二极管设置为理想二极管。解决方案：VO12V(二极管正向传导)、VO2=0(二极管反向阻断)、VO3-2V(二极管正向传导)、VO42V(二极管反向阻断)、VO5标题图2.1.22.1.3重复问题2.1.2，二极管设置均为恒压降

12、模型，传导电压VD=0.7V解决方案：UO11.3V(二极管正向传导)、UO2=0(二极管反向阻断)、uo3-1.3V(二极管正向传导)、UO42V(二极管反向阻断)uo6-2v(二极管站阻塞)。(a)(c)(b)标题图2.1.42.1.4图2.1.4中的二极管是理想的(正向可以被视为短路，反向可以被视为开放)，判断其中二极管是通还是阻，并求出两端电压。解决方案：图2.1.4所示的电路图、图(A)所示的电路、二极管D传导、VAO=-6V、图(B)中所示的电路、二极管D1传导、D2闭合、VAO=-0V、图(C)中所示的电路、二极管D1传导、D2闭合、VAO=-0V。2.1.5用万用表中的三个欧姆

13、档案测量二极管的正向电阻时，共测量三个数据。判断他们分别用哪个齿轮测量。解决方案：当万用表测量电阻时，其测量电路和电压电流特性实际上转换通过传记计量表的电流为电阻值，并以指针的偏转显示在刻度盘上，如图2.1.5所示。流动的电流大，显示的电阻小。测量时通过传记计量仪的电流由万用表的内部电阻和二极管的等效直流电阻值联合确定。图2.1.5通常，万用表欧姆文件的电池电压为Ei=1.5V，文件中表头指针的总范围为100A(电阻为0，电阻通过Ri的电流为10mA)，多米的内部电阻为：文件存在时，万用表的内部电阻为(电阻为0，标头为整个范围时，通过Ri的电流为1MA)。测量齿轮时(电阻为0，接头为整个范围时

14、通过Ri的电流为0.1mA)，多米的内部电阻为：可以从图中获得的管道两端的电压V和电流I之间存在以下关系：档案，内阻；档案，内阻；档案，内阻；如螺栓安培特性图中所示，万用表的直流负载线方程式和二极管特性曲线的交点为A，万用表的读数为V1/I1。用文件测量时，万用表的直流负载线方程和二极管的特性曲线的交点为B，万用表的读数为V2/I2。用文件测量时，万用表的直流负载线方程和二极管的特性曲线的交点为C，万用表的读数为V3/I3。可以从图中得到所以，用多米文件测量。为万用表文件测量的。为万用表文件测量的。(a)理想模式(b)静压下降模型图2.1.6222如图2.1.6所示，2.1.6电路被称为VI=

15、6S in T (V)，绘制VI和VO的波形以显示大小。分别使用二极管异常模型和静压降模型(VD=0.7V)。标题图2.1.6解决方案：您可以看到VI=6S IN T (V)在VI的正伴奏下，通过二极管，电路的输出电压波形显示在图2.1.6(a)，(B)中。图2.1.7如图2.1.7所示，2.1.7电路被称为VI=6s in t (v)，二极管传导电压VD=0.7v。请画出Vi和vO的波形来表示大小。标题图2.1.7解决方案：为了问题的意义图2.1.7中显示了Vi=6s in t (v)波形。当时二极管D1牙齿通，VO=3.7v，当时二极管D2是通的，VO=3.7伏，当时二极管D1，D2已关闭，VO=VI。2.2.1现有的两个稳定压力管分别为5V和8V，正向传导电压为0.7V。问题：(1)把它们串联起来，可以得到多少茄子稳定值？每个多少钱？(2)把它们并列，能得到多少茄子稳定值？每个多少钱？解决方案：(1)连接两个稳定器时，可以获得四个茄子稳定器的值：1.4V、5.7V、8.7V和13V。(2)两个稳定压力管平行时，可以得到0.7V、5V、8V等三个茄子稳定器的值。2.2.2已知稳定管的电压调节器值VZ=6V，稳定电流最小IZmin=5mA。图2.2.2所示电路的VO1和VO2各有多少伏？标题图2.2.2解决方案：(1) VI=10v时，如果vo1