電工電子技術(shù)基礎(chǔ) 第2版 答案 第五章半導(dǎo)體器件

PAGEPAGE22第五章半導(dǎo)體器件一、填空1、半導(dǎo)體是指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料物質(zhì)。2、半導(dǎo)體具有熱敏性、光敏性、摻雜性的特性，最重要的是熱敏性特性。3、純凈硅或者鍺原子最外層均有四個(gè)電子，常因熱運(yùn)動(dòng)或光照等原因掙脫原子核的束縛成為自由電子，在原來(lái)的位置上留下一個(gè)空位，稱為空穴。4、自由電子帶負(fù)電，空穴帶正電。5、半導(dǎo)體導(dǎo)電的一個(gè)基本特性是指，在外電場(chǎng)的作用下，自由電子和空穴均可定向移動(dòng)形成電流。6、在單晶硅（或者鍺）中摻入微量的五價(jià)元素，如磷，形成摻雜半導(dǎo)體，大大提高了導(dǎo)電能力，這種半導(dǎo)體中自由電子數(shù)遠(yuǎn)大于空穴數(shù)，所以靠自由電子導(dǎo)電。將這種半導(dǎo)體稱為電子型半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體半導(dǎo)體。7、在單晶硅（或者鍺）中摻入微量的三價(jià)元素，如硼，形成摻雜半導(dǎo)體，這種半導(dǎo)體中空穴數(shù)遠(yuǎn)大于自由電子數(shù)，所以靠空穴導(dǎo)電。將這種半導(dǎo)體稱為空穴型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體半導(dǎo)體。8、PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?，即加正向電壓時(shí)PN結(jié)導(dǎo)通，加反向電壓時(shí)PN結(jié)截止。9、PN結(jié)加正向電壓是指在P區(qū)接電源正極，N區(qū)接電源負(fù)極，此時(shí)電流能通過(guò)PN結(jié)，稱PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。相反，PN結(jié)加反向電壓是指在P區(qū)接電源負(fù)極，N區(qū)接電源正極，此時(shí)電流不能通過(guò)PN結(jié)，稱PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。10、二極管的正極又稱為陽(yáng)極，由PN結(jié)的P區(qū)引出，負(fù)極又稱為陰極，由PN結(jié)的N區(qū)引出。11、按照芯片材料不同，二極管可分為硅二極管和鍺二極管兩種。12、按照用途不同，二極管可分為普通二極管、整流二極管、開(kāi)關(guān)二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管。13、二極管的伏安特性曲線是指二極管的電壓電流關(guān)系曲線。該曲線由正向特性和反向特性兩部分組成。14、二極管的正向壓降是指正向電流通過(guò)二極管時(shí)二極管兩端產(chǎn)生的電位差，也稱為正向飽和電壓。15、從二極管的伏安特性曲線分析，二極管加正向電壓時(shí)二極管導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)，硅管的正向壓降約為0.7伏，鍺管的正向壓降約為0.3伏。16、二極管兩端加反向電壓時(shí)，管子處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)反向電壓增加到一定數(shù)值時(shí)，反向電流突然增大，二極管失去單向?qū)щ娦蕴匦?，這種現(xiàn)象稱為擊穿。17、硅穩(wěn)壓二極管簡(jiǎn)稱為穩(wěn)壓管，符號(hào)是它與普通二極管不同的地方在于只要反向電流在一定范圍內(nèi)反向擊穿并不會(huì)造成穩(wěn)壓二極管的損壞，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓目的，所以電路中穩(wěn)壓管的兩端應(yīng)加反向電壓。18、LED即為發(fā)光二極管，電路符號(hào)為。其正向?qū)妷阂笥?，同時(shí)發(fā)光的亮度隨通過(guò)的正向電流增大而增強(qiáng)，而反向擊穿電壓一般大于5V。19、晶體三極管簡(jiǎn)稱三極管，是由兩個(gè)二極管構(gòu)成的半導(dǎo)體器件。三極管有NPN和PNP兩種類(lèi)型，其符號(hào)為和，符號(hào)中的箭頭方向表示電流的流動(dòng)方向。20、半導(dǎo)體三級(jí)管的三個(gè)電極為集電極、發(fā)射極和基極，兩個(gè)PN結(jié)是指集電結(jié)和發(fā)射結(jié)。21、三極管具有電流放大作用和電壓放大作用。三極管最基本和最重要的特性是共射放大電流作用，擴(kuò)音器就是利用這個(gè)特性實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音的放大，所以三極管電流放大的實(shí)質(zhì)是以微小的電流控制較大的電流。22、三極管的特性曲線是指輸入特性和輸出特性的曲線。常用的特性曲線有輸入特性和輸出特性兩種。23、在三極管的輸出特性曲線上可以劃分出放大區(qū)、飽和區(qū)和截止區(qū)三個(gè)工作區(qū)域。三極管處于放大狀態(tài)的工作條件是發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏。24、場(chǎng)效應(yīng)管也成為電壓控制器件，被廣泛應(yīng)用于電子電路中，其突出的特點(diǎn)是輸入阻抗高、噪聲低、頻率特性好、兼容性高。25、場(chǎng)效應(yīng)管按結(jié)構(gòu)可分為絕緣柵型和結(jié)型兩類(lèi)，常說(shuō)的MOS管即指半導(dǎo)體器件。MOS管按工作原理可分為增強(qiáng)型和耗盡型；按導(dǎo)電溝通可分為P型溝道和N型溝道。26、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管是一種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場(chǎng)效晶體管器件。它具有輸入電阻高、噪聲低、頻率特性好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于集成電路中。27、晶閘管全稱是雙向可控硅，又稱為可控硅，其特點(diǎn)主要有具有一個(gè)控制端,可以實(shí)現(xiàn)電壓和電流的可控制等。普通型晶閘管有單向?qū)ňчl管和雙向?qū)ňчl管。晶閘管的圖形符號(hào)。29、KP100-12G表示額定電壓100V,額定電流1200A的普通型晶閘管。二、選擇題1、二極管兩端加上正向電壓時(shí)（B）A、一定導(dǎo)通B、超過(guò)死區(qū)電壓才導(dǎo)通C、超過(guò)0.3V才導(dǎo)通D、超過(guò)0.7V才導(dǎo)通2、對(duì)三極管放大作用的實(shí)質(zhì)，下面說(shuō)法正確的是（D）A、三極管可以把小能量放大成大能量B、三極管可以把小電流放大成大電流C、三極管可以把小電壓放大成大電壓D、三極管可用較小的電流控制較大的電流3、在硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中，穩(wěn)壓管必須工作在（D）A、死區(qū)

B、導(dǎo)通區(qū)

C、截止區(qū)

D、擊穿區(qū)三、判斷題1、在實(shí)際工作中整流二極管和穩(wěn)壓二極管可互相代替。（×）2、二極管正向電阻比反向電阻大。（×）3、兩個(gè)以上晶閘管串聯(lián)使用，是為了解決自身額定電壓偏低，不能勝用電路電壓要求，而采取的一種解決方法，但必須采取均壓措施。（√）4、雙向晶閘管額定電流的定義，與普通晶閘管的定義相同

。（

×

）

四、問(wèn)答與計(jì)算1、純凈的半導(dǎo)體有何特點(diǎn)，是否適合用作導(dǎo)電材料或者絕緣材料？答：導(dǎo)電性能低，不適合2、N型半導(dǎo)體或者P型半導(dǎo)體本身是否帶電？將N型半導(dǎo)體或者P型半導(dǎo)體直接接入到電路中是否能導(dǎo)電？答：不帶電不導(dǎo)電PN結(jié)是制造各種半導(dǎo)體的基本結(jié)構(gòu)，請(qǐng)簡(jiǎn)單描述PN結(jié)的形成。答：如果一塊半導(dǎo)體的兩部分分別摻雜形成P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體,在它們的交界面處就形成了PN結(jié)。使用二極管的時(shí)候極性要如何連接？答：二極管有正向和反向兩種接法。名詞解釋?zhuān)悍聪驌舸╇妷海畲笳麟妷毫?，最高反向工作電壓。答：反向擊穿電壓，是指二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。最大整流電流是指\t"/item/%E6%9C%80%E5%A4%A7%E6%95%B4%E6%B5%81%E7%94%B5%E6%B5%81/_blank"二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)允許通過(guò)的最大正向平均電流，其值與PN結(jié)面積及外部散熱條件等有關(guān)。最高反向工作電壓U是二極管工作時(shí)允許外加的最大反向電壓，超過(guò)此值時(shí)，二極管有可能因?yàn)榉聪驌舸┒鴵p壞，通常為\t"/item/%E6%9C%80%E9%AB%98%E5%8F%8D%E5%90%91%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E7%94%B5%E5%8E%8B/_blank"擊穿電壓的一半，注意它是一個(gè)瞬時(shí)值。三極管的正常工作區(qū)域有哪幾個(gè)？當(dāng)三極管作放大使用時(shí)應(yīng)工作在哪個(gè)區(qū)域，作開(kāi)關(guān)使用時(shí)應(yīng)工作在什么區(qū)域？答：截止區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)：放大區(qū)；放大區(qū)請(qǐng)說(shuō)出MOS管的四種類(lèi)型。答：P溝道增強(qiáng)型;P溝道耗盡型;N溝道增強(qiáng)型;N溝道耗盡型。8、將二極管按正向接法直接與1.5V的電池連接，估計(jì)會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？若按反向接法直接接在300V的恒壓源上，又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？請(qǐng)分析二極管在電路中串接限流電阻的必要性。答：如果二極管的死區(qū)電壓大于1.5V,電路中幾乎沒(méi)有電流,二極管并不會(huì)被燒壞。如果二極管死區(qū)電壓小于1.5V,則二極管導(dǎo)通,電路中有電流通過(guò)。如果電路中的電流大于二極管的最大整流電流,二極管則可能被燒壞。由于二極管導(dǎo)通時(shí)阻值非常小，而且有很好的穩(wěn)定性，因此容易導(dǎo)致過(guò)大電流流過(guò)二極管工作點(diǎn)，從而損壞二極管。為了避免這種情況的發(fā)生，可以在二極管接入電路中加上限流電阻。這樣，當(dāng)電流通過(guò)二極管時(shí)，限流電阻會(huì)起到限制電流的作用，從而保護(hù)二極管不受損壞。9、在圖示的幾個(gè)電路中Ui=10V,二極管正向壓降為0.7V試求輸出電壓Uo的值。答：9.3V10V-0.7V0.7V10、填寫(xiě)下表中三極管的工作狀態(tài)發(fā)射結(jié)正偏反偏正偏集電結(jié)正偏反偏反偏工作狀態(tài)飽和截止放大11、當(dāng)三極管UCE=15V不變時(shí)，基極電流IB=20μA,集電極電流IC=2mA，這時(shí)三極管的β是多少？如果IB=25μA，IC=2.6mA，β又是多少？答：10010412、有一個(gè)晶體管接在電路中，測(cè)出它的三個(gè)管腳的點(diǎn)位分別是-9V，-6V和-6.2V，試判別它的三個(gè)電極和管子的類(lèi)型。答：PNP鍺管-9V集電極，-6V發(fā)射極和-6.2V基極13、測(cè)得某電路中幾個(gè)晶體管的各極點(diǎn)位如圖所示，試判斷各晶體管分別工作在截止區(qū)、放大區(qū)還是飽和區(qū)？答a)UBE=0.7V,UBC=-4.3V,發(fā)射極正偏，集電極反偏，三極管工作在放大區(qū)。b)UBE=0.7V,UBC=-5.3V,發(fā)射極正偏，集電極反偏，三極管工作在放大區(qū)。c)UBE=-0.3V,UBC=0V,發(fā)射極正偏，集電極零偏，三極管工作在臨飽和區(qū)。d)UBE=-0.3V,UBC=8.7V,發(fā)射極正偏，集電極反偏，三極管工作在放大區(qū)。14、簡(jiǎn)述晶閘管的導(dǎo)通條件，已導(dǎo)通的晶閘管如何關(guān)斷？答：1〕晶閘管加正常陽(yáng)極電壓，2〕在門(mén)極加上觸發(fā)電壓，產(chǎn)生足夠的觸發(fā)電流后，才能觸發(fā)導(dǎo)通；要關(guān)斷晶閘管，必須使陽(yáng)極電流小于維持電流，為保證快速可靠關(guān)斷，通常在管子陽(yáng)極加一段時(shí)間的反向電壓五、知識(shí)鏈接與拓展1、用萬(wàn)用表如何測(cè)量二極管和三極管的各個(gè)管腳，如何鑒定質(zhì)量好壞？答：二極管的鑒定：將萬(wàn)用表置于R×1K擋，先用紅、黑表筆任意測(cè)量二極管兩端子間的電阻值，然后交換表筆再測(cè)量一次，如果二極管是好的，兩次測(cè)量結(jié)果必定出現(xiàn)一大一小。以阻值較小的一次測(cè)量為準(zhǔn)，指針萬(wàn)用表黑表筆所接的一端為正極，紅表筆所接的一端則為負(fù)極。數(shù)字萬(wàn)用表則相反。若測(cè)得二極管的正、反向電阻值均接近0或阻值較小，則說(shuō)明該二極管內(nèi)部已擊穿短路或漏電損壞。若測(cè)得二極管的正、反向電阻值均為無(wú)窮大，則說(shuō)明該二極管已開(kāi)路損壞。三極管的鑒定：找到一次表筆固定在某一引腳，另一表筆分別測(cè)量另外兩個(gè)引腳，兩次均有0.6-0.7的數(shù)值顯示；固定表筆為黑色說(shuō)明此三極管為PNP型，此引腳為基極（B），再讀取紅表筆測(cè)量另外兩個(gè)引腳的數(shù)值，較低的引腳為發(fā)射極（E），較高的引腳為集電極（C）將萬(wàn)用表歐姆檔調(diào)至x1K,將黑表筆與三極管基極相連,紅表筆分別與集電極、發(fā)射極相連，測(cè)基極與集電極之間的電阻,萬(wàn)用表示數(shù)為千歐左右。將紅表筆與三極管基極相連,黑表筆分別與集電極、發(fā)射極相連，測(cè)基極與集電極之間的電阻,萬(wàn)用表示數(shù)均為無(wú)窮大。則此三極管是好的。2、如何識(shí)別電容元件及電感元件？答：1）外形區(qū)分法電容通