模電第1單元自測(cè)題解答

模電第1單元自測(cè)題解答模電第1單元自測(cè)題解答模電第1單元自測(cè)題解答資料僅供參考文件編號(hào)：2022年4月模電第1單元自測(cè)題解答版本號(hào)：A修改號(hào)：1頁(yè)次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：第1章習(xí)題一、填空題：1.N型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中摻入極微量的五價(jià)元素構(gòu)成。這種半導(dǎo)體內(nèi)的多數(shù)載流子為自由電子，少數(shù)載流子為空穴，定域的雜質(zhì)離子帶正電。2.雙極型三極管內(nèi)部分有基區(qū)、發(fā)射區(qū)和集電區(qū)三個(gè)區(qū)，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)兩個(gè)PN結(jié)，從三個(gè)區(qū)向外引出三個(gè)鋁電極。3.PN結(jié)正向偏置時(shí)，內(nèi)、外電場(chǎng)方向相反，電阻很小，多子擴(kuò)散形成較大的正向電流，PN結(jié)導(dǎo)通；PN結(jié)反向偏置時(shí)，其內(nèi)、外電場(chǎng)方向相同，電阻很大，少子漂移形成很小的反向電流，PN結(jié)幾乎截止。PN結(jié)的這種特性稱為單向?qū)щ娦浴?.二極管的伏安特性曲線劃分為四個(gè)區(qū)，分別是死區(qū)、正向?qū)▍^(qū)、反向截止區(qū)和反向擊穿區(qū)。5.用指針式萬(wàn)用表檢測(cè)二極管極性時(shí)，需選用歐姆擋的R×1k檔位，檢測(cè)中若指針偏轉(zhuǎn)較大，可判斷與紅表棒相接觸的電極是二極管的陰極；與黑表棒相接觸的電極是二極管的陽(yáng)極。檢測(cè)二極管好壞時(shí)，若兩表棒位置調(diào)換前后萬(wàn)用表指針偏轉(zhuǎn)都很大，說(shuō)明二極管已經(jīng)被擊穿；兩表棒位置調(diào)換前后萬(wàn)用表指針偏轉(zhuǎn)都極小時(shí)，說(shuō)明該二極管已經(jīng)老化不通。6.BJT中，由于集電極大電流ic受基極小電流ib控制，屬于電流控制型器件；FET中，由于漏極大電流iD受柵源電壓uGs控制，屬于電壓控制型器件。7.溫度升高時(shí)，PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)，造成二極管正向電壓減小，反向電壓增大。8.穩(wěn)壓管正常工作時(shí)應(yīng)在反向擊穿區(qū)；發(fā)光二極管正常工作時(shí)應(yīng)在正向?qū)▍^(qū)；光電二極管正常工作應(yīng)在反向截止區(qū)。9.晶閘管有陽(yáng)極、陰極和門控極三個(gè)電極。10.晶閘管既有單向?qū)щ姷恼髯饔?，又有可以控制?dǎo)通時(shí)間的作用。晶閘管正向?qū)ǖ臈l件是陽(yáng)極加正電壓時(shí)，門控極也要有正向觸發(fā)電壓，關(guān)斷的條件是晶閘管反偏或電流小于維持電流。二.判斷下列說(shuō)法的正確與錯(cuò)誤：1.半導(dǎo)體中自由電子是帶負(fù)電的離子，空穴是帶正電的離子。（錯(cuò)）2.晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管都是由兩種載流子同時(shí)參與導(dǎo)電。（錯(cuò)）3.用萬(wàn)用表測(cè)試晶體管好壞和極性時(shí)，應(yīng)選擇歐姆檔R×10k檔位。（錯(cuò)）4.溫度升高后，本征半導(dǎo)體內(nèi)自由電子和空穴數(shù)目都增多，且增量相等。（對(duì)）5.無(wú)論在任何情況下，三極管都具有電流放大能力。（錯(cuò)）6.PN結(jié)的單向?qū)щ娦灾挥性谕饧与妷簳r(shí)才能體現(xiàn)出來(lái)。（對(duì)）7.二極管只要工作在反向擊穿區(qū)，一定會(huì)被擊穿而造成永久損壞。（錯(cuò)）8.在N型半導(dǎo)體中如果摻入足夠量的三價(jià)元素，可改變成P型半導(dǎo)體。（對(duì)）9.場(chǎng)效應(yīng)管若出廠前襯底與源極相連，則漏極和源極就不能互換使用。（對(duì)）10.雙極型三極管的集電極和發(fā)射極類型相同，因此可以互換使用。（錯(cuò)）11.只要晶閘管門極上加正向觸發(fā)電壓，晶閘管就會(huì)導(dǎo)通。（錯(cuò)）12.晶閘管觸發(fā)脈沖與主電路不需要同步。（錯(cuò)）三．單項(xiàng)選擇題：1.單極型半導(dǎo)體器件是（C）。A、二極管B、雙極型三極管C、場(chǎng)效應(yīng)管D、穩(wěn)壓管2.P型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中加入微量的（A）元素構(gòu)成的。A、三價(jià)B、四價(jià)C、五價(jià)D、六價(jià)3.特殊二極管中，正常工作時(shí)是在反向擊穿區(qū)的是（A）。A、穩(wěn)壓二極管B、發(fā)光二極管C、光電二極管D、變?nèi)荻O管4.用萬(wàn)用表檢測(cè)某二極管時(shí)，發(fā)現(xiàn)其正、反電阻均約等1kΩ，說(shuō)明該二極管（C）。A、已經(jīng)擊穿B、完好狀態(tài)C、內(nèi)部老化不通D、無(wú)法判斷5.PN結(jié)兩端加正向電壓時(shí)，其正向電流是（A）而成。A、多子擴(kuò)散B、少子擴(kuò)散C、少子漂移D、多子漂移6.測(cè)得NPN型三極管上各電極對(duì)地電位分別為VE＝，VB＝，VC＝，說(shuō)明此三極管處在（A）。A、放大區(qū)B、飽和區(qū)C、截止區(qū)D、反向擊穿區(qū)7.絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電流（C）。A、較大B、較小C、為零D、無(wú)法判斷8.正弦電流經(jīng)過(guò)二極管整流后的波形為（C）。A、矩形方波B、等腰三角波C、正弦半波D、仍為正弦波9.在摻雜半導(dǎo)體中，多子的濃度主要取決于（B）；少子的濃度則受（A）的影響很大。A、溫度B、摻雜濃度C、摻雜工藝D、晶體缺陷10.若使三極管具有電流放大能力，必須滿足的外部條件是（B）A、發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)正偏B、發(fā)射結(jié)反偏、集電結(jié)反偏C、發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏D、發(fā)射結(jié)反偏、集電結(jié)正偏四．簡(jiǎn)答題：1.N型半導(dǎo)體中的多子是帶負(fù)電的自由電子載流子，P型半導(dǎo)體中的多子是帶正電的空穴載流子，因此說(shuō)N型半導(dǎo)體帶負(fù)電，P型半導(dǎo)體帶正電。上述說(shuō)法對(duì)嗎為什么答：這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的。因?yàn)?，晶體在摻入雜質(zhì)后，只是共價(jià)鍵上多出了電子或少了電子，從而獲得了N型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體，但整塊晶體中既沒(méi)有失電子也沒(méi)有得電子，所以仍呈電中性。2.某人用測(cè)電位的方法測(cè)出放大電路中晶體管三個(gè)管腳的對(duì)地電位分別為管腳①12V、管腳②3V、管腳③，試判斷管子的類型以及各管腳所屬電極。答：管腳③和管腳②電壓相差，顯然一個(gè)硅管，其中管腳③電位高于管腳，管腳電位最高，符合NPN管的放大電路中集電極電位最高，發(fā)射極電位最低的原則，因此判斷該管是NPN型硅管。其中管腳是基極，管腳是發(fā)射極，管腳①是集電極。3.齊納擊穿和雪崩擊穿能否造成二極管的永久損壞為什么答：齊納擊穿和雪崩擊穿都屬于電擊穿，其過(guò)程可逆，只要控制使其不發(fā)生質(zhì)變引起熱擊穿，一般不會(huì)造成二極管的永久損壞。4.圖所示電路中，已知E=5V，V，二極管為理想元件（即認(rèn)為正向?qū)〞r(shí)電阻R=0，反向阻斷時(shí)電阻R=∞），試畫出uo的波形。圖VDu/Vωt0uiuo105答：分析：根據(jù)電路可知，當(dāng)ui>E時(shí)，二極管VD導(dǎo)通，uo=ui，當(dāng)ui圖VDu/Vωt0uiuo1055.半導(dǎo)體二極管由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，三極管則由兩個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，那么，能否將兩個(gè)二極管背靠背地連接在一起構(gòu)成一個(gè)三極管如不能，說(shuō)說(shuō)為什么答：將兩個(gè)二極管背靠背地連接在一起是不能構(gòu)成一個(gè)三極管的。因?yàn)椋鶕?jù)三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)條件，基區(qū)很薄，只能是幾個(gè)微米，若將兩個(gè)二極管背靠背連接在一起，其基區(qū)太厚，即使是發(fā)射區(qū)能向基區(qū)發(fā)射電子，到基區(qū)后也都會(huì)被基區(qū)中大量的空穴復(fù)合掉，根本不可能有載流子繼續(xù)擴(kuò)散到集電區(qū)，所以這樣的“三極管”是不會(huì)有電流放大作用的。6.如果把三極管的集電極和發(fā)射極對(duì)調(diào)使用三極管會(huì)損壞嗎為什么答：集電極和發(fā)射極對(duì)調(diào)使用，三極管不會(huì)損壞，但是其電流放大能力大大降低。因?yàn)榧姌O和發(fā)射極的雜質(zhì)濃度差異很大，且結(jié)面積也不同。7.有A、B、C三個(gè)二極管，測(cè)得它們的反向電流分別是2μA、μA和5μA，在外加相同的電壓時(shí)，電流分別是10mA、30mA和15mA。比較而言，哪個(gè)二極管的性能最好答：二極管在外加相同的正向電壓下電流越大，其正向電阻越小；反向電流越小，其單向?qū)щ娦阅茉胶?，所以綜合來(lái)看，B管的性能最好。8.晶閘管與普通二極管、普通三極管的導(dǎo)通和截止的條件有什么不同答：普通二極管正向偏置時(shí)導(dǎo)通，反向偏置時(shí)截止；普通三極管只要發(fā)射結(jié)正向偏置就會(huì)導(dǎo)通，發(fā)射結(jié)反向偏置或正向電壓小于死區(qū)電壓時(shí)均可截止；晶閘管加正向電壓且門極有同步觸發(fā)時(shí)導(dǎo)通，當(dāng)晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí)，不管門極承受多大電壓，晶閘管都處于阻斷狀態(tài)，或者晶閘管在導(dǎo)通情況下，其主回路電壓（或電流）減小到小于維持電流IH時(shí)，晶閘管也會(huì)自動(dòng)關(guān)斷。9.晶閘管可控整流電路中采用何種觸發(fā)方式為什么答：實(shí)際應(yīng)用的晶閘管觸發(fā)電路是可控“觸發(fā)”。只有當(dāng)觸發(fā)脈沖與主電路電壓同步時(shí)，在晶閘管承受的正半周電壓范圍內(nèi)，門控極才能獲得一個(gè)時(shí)刻相同的正向觸發(fā)脈沖，晶閘管也才可能“觸發(fā)”起到可控導(dǎo)通作用。因此，晶閘管可控整流電路中必須采用同步觸發(fā)，否則由于每個(gè)正半周的控制角不同，輸出電壓就會(huì)忽大忽小發(fā)生波動(dòng)，從而產(chǎn)生失控現(xiàn)象。五.計(jì)算分析題：1.在圖所示電路中，已知E=5V，V，二極管為理想元件（即認(rèn)為正向?qū)〞r(shí)電阻R=0，反向阻斷時(shí)電阻R=∞），試對(duì)應(yīng)ui畫出各輸出電壓uo的波形。圖VD（a）uiR（b）EuoVDuiREuoVDuiREuo（c）圖VD（a）uiR（b）EuoVDuiREuoVDuiREuo（c）圖（b）：當(dāng)ui<E時(shí)，VD導(dǎo)通，uo=ui；當(dāng)ui>E時(shí)，VD截止，uo=E。圖（c）：當(dāng)ui<-E時(shí)，VD導(dǎo)通，uo=-E；當(dāng)ui>-E時(shí)，VD截止，uo=ui。u/Vu/Vωt0uiuo105（b）圖u/Vωt0uiuo105（a）圖u/u/Vωt0uiuo105（c）圖2.由理想二極管組成的電路如圖所示，試求圖中電壓U及電流I的大小。圖10kΩVD+5V－5V（a）IU圖10kΩVD+5V－5V（a）IU（b）10kΩVD+5V－5VIU（c）10kΩVD+5V－5VIU（d）10kΩVD+5V－5VIU（b）圖中，VD截止，U鉗位在5V，I=0；（c）圖中，VD導(dǎo)通，U鉗位在5V，I=[5-（-5）]/10=1mA；（d）圖中，VD截止，U鉗位在-5V，I=0。3.同理想二極管構(gòu)成的電路如圖所示，求圖中電壓U及電流I的大小?！玼R－USVD＋uR圖圖～uR－USVD＋uR圖圖1kΩVD1+1V－5V（a）I+3VUVD2U（b）1kΩ＋5VIVD1＋1V＋3VVD2圖（b）中，+5V電源與+1V輸入端之間電位差大首先使VD1導(dǎo)通，U被鉗位在1V，使VD2反偏截止，I=(5-1)/1=4mA.4在圖所示的電路圖中，已知US＝5V，V，其中VD為理想二極管，試在輸入波形的基礎(chǔ)上畫出uR和uD的波形圖。u/Vωt0uiuR105uD解：當(dāng)u>US時(shí)，VD導(dǎo)通，u/Vωt0uiuR105uD當(dāng)u<US時(shí)，VD截止，uR=0，uD=u-US波形圖如右圖所示。5.穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電路如圖所示。已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=6V，最小穩(wěn)定電流IZmin=5mA，最大功耗PZM=150mW，試求電路中的限流電阻R的取值范圍。圖VD圖VDZUIUOR流過(guò)穩(wěn)壓管的電流應(yīng)滿足，又因?yàn)?，可得限流電阻R的取值范圍：測(cè)得某電路中晶體三極管的三個(gè)電極對(duì)地電位分別是：V1＝4V，V2＝，V3＝，判斷該管的類型及三個(gè)電極。如果測(cè)得另一管子的三個(gè)管腳對(duì)地電位分別是V1＝－，V2＝－8V，V3＝－3V，判斷此管的類型及三個(gè)電極。解：對(duì)地電位分別是：V1＝4V，V2＝，V3＝時(shí)，比較三個(gè)電極的電位可知管子是NPN型硅管，其中引腳1是基極、引腳2是發(fā)射極，引腳3是集電極。對(duì)地電位分別是：V1＝－，V2＝－8V，V3＝－3V時(shí)，比較三個(gè)電極的電位可知管子是PNP型鍺管，其中引腳1是發(fā)射極，引腳2是基極，引腳3是集電極。（c）（c）（a）（b）（f）（d）（e）0V9V－2V7V0V－1V－8V0V－－圖IC(mA)UCEIC(mA)UCE(V)54321100μA80μA60μA40μA20μAIB＝0圖012345678AωtC8.圖所示三極管的輸出特性曲線，試指出各區(qū)域名稱并根據(jù)所給出的參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。（1）UCE=3V，IB=60μA，IC=（2）IC=4mA，UCE=4V，IB=（3）UCE=3V，IB由40~60μA時(shí)，β=解：A區(qū)是飽和區(qū)，B區(qū)是放大區(qū)，C區(qū)是截止區(qū)。（1）觀察圖，對(duì)應(yīng)IB=60μA、UCE=3V處，集電極電流IC約為；（2）觀察圖，對(duì)應(yīng)IC=4mA、UCE=4V處，IB約小于80μA和大于70μA；（3）對(duì)應(yīng)ΔIB=20μA、UCE=3V處，ΔIC≈1mA，所以β≈1000/20≈50。9.已知NPN型三極管的輸入—輸出特性曲線如圖所示，當(dāng)（1）UBE=，UCE=6V，IC=（2）IB=5