学习检测答案教材.docx

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学习检测答案教材

学习检测一

一、填空题

1.杂质，本征半导体和掺入的杂质

2.大于，变窄。

小于，变厚

3.电子，空穴

4.变窄，大于

5.0.6-0.8，0.7；0.1-1.3，0.2

6.1.2~2V，高于 ， 5~10mA

7.稳压。

 稳定电压，额定电流，动态电阻，额定功耗，温度系数

二、判断题

1.×2.√3.×4.×5.√6.×7.×

三、选择题

1.A2.C3.D4.C5.B

四、简答题

1.PN结的伏安特性有何特点？

答：

PN结的伏安特性（外特性）如图所示，它直观形象地表示了PN结的单向导电性。

伏安特性的表达式为：

式中iD为通过PN结的电流，vD为PN结两端的外加电压，VT为温度的电压当量，

，其中k为波耳兹曼常数（1.38×10-23J/K），T为热力学温度，即绝对温度（300K），q为电子电荷（1.6×10-19C）。

在常温下，VT ≈26mV。

Is为反向饱和电流，对于分立器件，其典型值为10-8~10-14A的范围内。

集成电路中二极管PN结，其Is值则更小。

当vD>>0，且vD>VT时，

 ；

当vD<0，且

时，iD≈–IS≈0。

电容特性:

PN结加反向电压时，空间电荷区中的正负电荷构成一个电容性的器件。

它的电容量随外加电压改变，主要有势垒电容（CB）和扩散电容（CD）。

势垒电容和扩散电容均是非线性电容。

势垒电容：

势垒电容是由空间电荷区的离子薄层形成的。

当外加电压使PN结上压降发生变化时，离子薄层的厚度也相应地随之改变，这相当PN结中存储的电荷量也随之变化。

势垒区类似平板电容器，其交界两侧存储着数值相等极性相反的离子电荷，电荷量随外加电压而变化，称为势垒电容，用CB表示，其值为：

。

在PN结反偏时结电阻很大，CB的作用不能忽视，特别是在高频时，它对电路有较大的影响。

CB不是恒值，而是随V而变化，利用该特性可制作变容二极管。

PN结有突变结和缓变结，现考虑突变结情况，PN结相当于平板电容器，虽然外加电场会使势垒区变宽或变窄但这个变化比较小可以忽略，则

，已知动态平衡下阻挡层的宽度L0，代入上式可得：

扩散电容：

PN结正向导电时，多子扩散到对方区域后，在PN结边界上积累，并有一定的浓度分布。

积累的电荷量随外加电压的变化而变化，当PN结正向电压加大时，正向电流随着加大，这就要求有更多的载流子积累起来以满足电流加大的要求；而当正向电压减小时，正向电流减小，积累在P区的电子或N区的空穴就要相对减小，这样，当外加电压变化时，有载流子向PN结“充入”和“放出”。

PN结的扩散电容CD描述了积累在P区的电子或N区的空穴随外加电压的变化的电容效应

2.什么是PN结的反向击穿？

PN结的反向击穿有哪几种类型？

各有何特点？

答：

PN结加反向电压时，空间电荷区变宽，区中电场增强。

反向电压增大到一定程度时，反向电流将突然增大。

如果外电路不能限制电流，则电流会大到将PN结烧毁。

反向电流突然增大时的电压称击穿电压。

基本的击穿机构有两种，即隧道击穿（也叫齐纳击穿）和雪崩击穿，前者击穿电压小于6V，有负的温度系数，后者击穿电压大于6V，有正的温度系数。

雪崩击穿：

阻挡层中的载流子漂移速度随内部电场的增强而相应加快到一定程度时，其动能足以把束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子—空穴对，新产生的载流子在强电场作用下，再去碰撞其它中性原子，又产生新的自由电子—空穴对，如此连锁反应，使阻挡层中的载流子数量急剧增加，象雪崩一样。

雪崩击穿发生在掺杂浓度较低的PN结中，阻挡层宽，碰撞电离的机会较多，雪崩击穿的击穿电压高。

齐纳击穿：

齐纳击穿通常发生在掺杂浓度很高的PN结内。

由于掺杂浓度很高，PN结很窄，这样即使施加较小的反向电压（5V以下），结层中的电场却很强（可达2.5×105V/m左右）。

在强电场作用下，会强行促使PN结内原子的价电子从共价键中拉出来，形成"电子一空穴对"，从而产生大量的载流子。

它们在反向电压的作用下，形成很大的反向电流，出现了击穿。

显然，齐纳击穿的物理本质是场致电离。

热电击穿：

当PN结施加反向电压时，流过pn结的反向电流要引起热损耗。

反向电压逐渐增大时，对于一定的反向电流所损耗的功率也增大，这将产生大量热量。

如果没有良好的散热条件使这些热能及时传递出去，则将引起结温上升。

这种由于热不稳定性引起的击穿，称为热电击穿。

击穿电压的温度特性：

温度升高后，晶格振动加剧，致使载流子运动的平均自由路程缩短，碰撞前动能减小，必须加大反向电压才能发生雪崩击穿具有正的温度系数，但温度升高，共价键中的价电子能量状态高，从而齐纳击穿电压随温度升高而降低，具有负的温度系数。

3.PN结电容是怎样形成的？

和普通电容相比有什么区别？

答：

PN结电容分为两部分，势垒电容和扩散电容。

势垒电容：

PN结交界处存在势垒区。

结两端电压变化引起积累在此区域的电荷数量的改变，从而显现电容效应。

当所加的正向电压升高时，PN结变窄，空间电荷区变窄，结中空间电荷量减少，相当于电容放电。

同理，当正向电压减小时，PN结变宽，空间电荷区变宽，结中空间电荷量增加，相当于电容充电。

加反向电压升高时，一方面会使耗尽区变宽，也相当于对电容的充电。

加反向电压减少时，就是P区的空穴、N区的电子向耗尽区流，使耗尽区变窄，相当于放电。

扩散电容：

PN结势垒电容主要研究的是多子，是由多子数量的变化引起电容的变化。

而扩散电容研究的是少子。

在PN结反向偏置时，少子数量很少，电容效应很少，也就可以不考虑了。

在正向偏置时，P区中的电子，N区中的空穴，会伴着远离势垒区，数量逐渐减少。

即离结近处，少子数量多，离结远处，少子的数量少，有一定的浓度梯度。

4.温度对二极管的正向特性影响小，对其反向特性影响大，这是为什么？

答：

温度对二极管的影响主要是对二极管PN结的影响。

对于正向来讲，当温度上升时，二极管的死区电压和正向电压都将减小。

在同样电流下，温度每升高1度，二极管的正向压降低2-2.5mv.由于二极管的反向电流由少量少子漂移形成，少子的浓度受温度的影响非常大。

一般讲温度每升高10度反向电流将翻一番。

综合比较而言，温度对二极管反向特性的影响比正向影响大的多。

5.能否将1.5V的干电池以正向接法接到二极管两端？

为什么？

答：

不能。

二极管两端能承受的电压小于1.5V。

6.有A、B两个二极管。

它们的反向饱和电流分别为5mA和0.01mA，在外加相同的正向电压时的电流分别为20mA和8mA，你认为哪一个管的性能较好？

答：

如果要去反向饱和电流小的，就是B性能较好；如果是要求正向电压大的场合就是A管性能较好。

7.利用硅二极管较陡峭的正向特性，能否实现稳压？

若能，则二极管应如何偏置？

答：

二极管反向偏置。

8.什么是齐纳击穿？

击穿后是否意味着PN结损坏？

答：

在高掺杂的情况下，因耗尽层宽度很小，不大的反向电压就可在耗尽层形成很强的电场，而直接破坏共价键，使价电子脱离共价键束缚，产生电子—空穴对，致使电流急剧增大，这种击穿称为齐纳击穿。

也称为隧道击穿。

齐纳击穿是暂时性的，可以恢复。

齐纳击穿一般发生在低反压、高掺杂的情况下。

五、计算题

1.

，代入求解

2.解：

UO1≈1.3V，UO2＝0，UO3≈－1.3V，UO4≈2V，UO5≈1.3V，

UO6≈－2V。

3.解：

UO1＝6V，UO2＝5V。

4.利用稳压二极管稳压的原理。

5.233-700欧姆

学习检测二

1.第二个，反向电流小

2.IE=IC+IB

3.硅管，硅管，硅管，锗管，锗管，锗管

4.（b）可以，其他的不行

5.

0V：

截止

1V：

放大区，输出为9V

1.5V：

饱和区，输出为0.1V，很小

6.

（1）6V，IB=20UA，IC=1MAVCE=3V

（2）利用静态偏置一一算出。

（3）4.5V

（4）1.5V左右

7.100

学习检测三

1.0V：

截止，输出为12V

1V：

放大区，输出为9V

1.5V：

饱和区，输出为0.1V，很小

2.VCC-ICRC>0

可以推出，

β大于100时晶体管饱和

3.（a）可能

（b）不可能

（c）不可能

（d）不可能

（e）可能

学习检测四

1.IR=VCC-VBE/R=1mA

2.解：

（1）大约相等

（2）分析估算如下：

0μA

μA

3.

Ui

0.1

0.5

1

1.5

Uo1

-1

-5

-10

-15

Uo2

1.1

5.5

11

16.5

4.

（1）正反馈运算电路

（2）负反馈运算电路

（3）积分运算电路

（4）同相加法运算电路

（5）反相加法运算电路

（6）反相负反馈运算电路

5.

6.

比例系数为-5000/50=-100

学习检测五

一、判断题

1.×2.√3.√4.×

二、选择题

1.

（1）B

（2）C（3）A（4）D

2.B,B3.D4.C5.C

6.

（1）A

（2）B（3）B（4）A（5）B

三、计算题

1.

（a）负反馈，电流串联负反馈

（b）电压并联负反馈

（c）电流串联负反馈

（d）正反馈

2.（a）和（b）都有自举电路，在电路起抬高电压的作用。

3.

（a）直流和交流反馈，负反馈

（b）直流和交流反馈，正反馈

（c）直流反馈，负反馈

（d）直流和交流反馈，负反馈

（e）交流反馈，负反馈

（f）直流反馈，负反馈

（g）直流和交流反馈，正反馈

学习检测六

一、填空题

1.输出电压

2.降低了管子的损耗

3.有用功率和电源功率之比

4.0.2W

5.管子的损耗，三极管的电流，以及最大电压

6.见公式

7.78.5%，见公式，交越失真；0.2POM，4W

8.防止交越失真。

学习检测七

一、判断题

1.√2.×3.×4.√5.×

6.√7.×8.×9.√10.×

二、选择题

1.

（1）A

（2）B（3）C

2.

（1）B,C,A

（2）B,C,A

学习检测八

一、判断题

1.×2.√3.×4.√5.×

6.√7.√8.√9.×10.√

11.√12.√13.√

二、选择题

1.A

2.B

3.A

4.B

5.C

6.C

7.A

8.A

三、计算题

1．电路如图T1所示，变压器副边电压有效值为2U2。

2．电路如图T2所示。

（1）分别标出uo1和uo2对地的极性。

（2）uo1、uo2分别是半波整流还是全波整流？

（3）当U21=U22=20V时，Uo1（AV）和Uo2（AV）各为多少？

（4）当U21=18V，U22=22V时，画出uo1、uo2的波形；并求出Uo1（AV）和Uo2（AV）各为多少？

3.滤波电路

4.

5.

6.