半导体二极管及其基本应用电路答案

半导体二极管及其基本电路

基本要求

正确理解：PN结的形成及单向导电性

? 熟练掌握：普通二极管、稳压二极管的外特性及主要参数 ? 能够查阅电子器件相关手册

?

难点重点 1．ＰＮ结的形成

（1）当Ｐ型半导体和Ｎ型半导体结合在一起时，由于交界面处存在载流子浓度的差异，这样电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。但是，电子和空穴都是带电的，它们扩散的结果就使Ｐ区和Ｎ区中原来的电中性条件破坏了。Ｐ区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，Ｎ区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子通常称为空间电荷，它们集中在Ｐ区和Ｎ区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就是我们所说的ＰＮ结。

图（1）浓度差使载流子发生扩散运动

（2）在这个区域内，多数载流子已扩散到对方并复合掉了，或者说消耗殆尽了，因此，空间电荷区又称为耗尽层。

（3）Ｐ区一侧呈现负电荷，Ｎ区一侧呈现正电荷，因此空间电荷区出现了方向由Ｎ区指向Ｐ区的电场，由于这个电场是载流子扩散运动形成的，而不是外加电压形成的，故称为内电场。

图（2）内电场形成

1

（4）内电场是由多子的扩散运动引起的，伴随着它的建立将带来两种影响：

半导体二极管及其基本电路

基本要求

正确理解：PN结的形成及单向导电性

? 熟练掌握：普通二极管、稳压二极管的外特性及主要参数 ? 能够查阅电子器件相关手册

?

难点重点 1．ＰＮ结的形成

（1）当Ｐ型半导体和Ｎ型半导体结合在一起时，由于交界面处存在载流子浓度的差异，这样电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。但是，电子和空穴都是带电的，它们扩散的结果就使Ｐ区和Ｎ区中原来的电中性条件破坏了。Ｐ区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，Ｎ区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子通常称为空间电荷，它们集中在Ｐ区和Ｎ区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就是我们所说的ＰＮ结。

图（1）浓度差使载流子发生扩散运动

（2）在这个区域内，多数载流子已扩散到对方并复合掉了，或者说消耗殆尽了，因此，空间电荷区又称为耗尽层。

（3）Ｐ区一侧呈现负电荷，Ｎ区一侧呈现正电荷，因此空间电荷区出现了方向由Ｎ区指向Ｐ区的电场，由于这个电场是载流子扩散运动形成的，而不是外加电压形成的，故称为内电场。

图（2）内电场形成

1

（4）内电场是由多子的扩散运动引起的，伴随着它的建立将带来两种影响：

选择正确答案填入空内。 （1）在本征半导体中加入 A 元素可形成N型半导体，加入 C 元素可形成P型半导体。 A. 五价 B. 四价 C. 三价 （2）PN结加正向电压时，空间电荷区将 A 。 A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽

（3）设二极管的端电压为vD，则二极管的电流方程是 c 。

A. ISevD B. ISevDVT C. IS(evDVT－1)

（4）当温度升高时，二极管的反向饱和电流将 a 。 A. 增大 B. 不变 C. 减小 （5）稳压管的稳压区是其工作在 c 。

A. 正向导通 B.反向截止 C.反向击穿

（6）稳压二极管稳压时，其工作在(c )，发光二极管发光时，其工作在( a )。 A．正向导通区 B．反向截止区 C．反向击穿区 6.2将正确答案填入空内。 （1）图P6.2（a）所示电路中二极管为理想器件，则D1工作在 状态，D2工作在 状态

第1章 半导体二极管及其基本电路

1.1 教学内容与要求

本章介绍了半导体基础知识、半导体二极管及其基本应用和几种特殊二极管。教学内容与教学要求如表1.1所示。要求正确理解杂质半导体中载流子的形成、载流子的浓度与温度的关系以及PN结的形成过程。主要掌握半导体二极管在电路中的应用。

表1.1 第1章教学内容与要求

教学内容 本征半导体，杂质半导体 形成 半导体基础知识 PN结 单向导电性 伏安特性 电容效应 结构与类型 伏安特性与主要参数 半导体二极管 型号与选择 模型 应用（限幅、整流） 稳压二极管（稳压原理与√ 稳压电路） 特殊二极管 发光二极管、光电二极管、变容二极管 √ 析 条件及稳压电路分熟练掌握 √ √ √ √ √ 教学要求 重点与难点 正确理解 一般了解 √ √ √ √ 重点：PN结的单向导电性 难点：PN结的形成 重点：二极管应用电路分析 难点：二极管各模型的特点及选择各种模型的条件 重点：稳压管稳压1.2 内容提要

1.2.1半导体的基础知识

1．本征半导体

高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。本征半导体中有两种载流子：自由电子

第2章 半导体二极管及其应用

第2章 半导体器件基础

2.1 教学基本要求

主 要 知 识 点 本征半导体，掺杂半导体 半导体基础知识 PN 结的形成 PN 结的单向导电性 PN 结的电容效应 二极管的结构及类型 二极管的伏安特性及主要参数 半导体二极管 二极管的应用（整流和限幅） 硅稳压管的伏安特性、主要参数 硅稳压管稳压电路 光电二极管，变容二极管 晶体管的结构及其工作原理 晶体三极管 电流分配与放大作用 晶体管的工作原理、伏安特性及主要参数 场效应管的结构与类型 场效应管 场效应管的工作原理 场效应管的伏安特性及主要参数 场效应管放大器的结构 √ √ √ √ 教 学 基 本 要 求 熟练掌握 正确理解 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 一般了解 √ √ √ √ 2.2 重点和难点 一、重点

1．理解PN结的形成和特点。

2．理解PN结的单向导电性、半导体二极管的伏安特性。 二

第2章 半导体二极管及其应用

第2章 半导体器件基础

2.1 教学基本要求

主 要 知 识 点 本征半导体，掺杂半导体 半导体基础知识 PN 结的形成 PN 结的单向导电性 PN 结的电容效应 二极管的结构及类型 二极管的伏安特性及主要参数 半导体二极管 二极管的应用（整流和限幅） 硅稳压管的伏安特性、主要参数 硅稳压管稳压电路 光电二极管，变容二极管 晶体管的结构及其工作原理 晶体三极管 电流分配与放大作用 晶体管的工作原理、伏安特性及主要参数 场效应管的结构与类型 场效应管 场效应管的工作原理 场效应管的伏安特性及主要参数 场效应管放大器的结构 √ √ √ √ 教 学 基 本 要 求 熟练掌握 正确理解 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 一般了解 √ √ √ √ 2.2 重点和难点 一、重点

1．理解PN结的形成和特点。

2．理解PN结的单向导电性、半导体二极管的伏安特性。 二

第2章 半导体二极管及其应用

第2章 半导体器件基础

2.1 教学基本要求

主 要 知 识 点 本征半导体，掺杂半导体 半导体基础知识 PN 结的形成 PN 结的单向导电性 PN 结的电容效应 二极管的结构及类型 二极管的伏安特性及主要参数 半导体二极管 二极管的应用（整流和限幅） 硅稳压管的伏安特性、主要参数 硅稳压管稳压电路 光电二极管，变容二极管 晶体管的结构及其工作原理 晶体三极管 电流分配与放大作用 晶体管的工作原理、伏安特性及主要参数 场效应管的结构与类型 场效应管 场效应管的工作原理 场效应管的伏安特性及主要参数 场效应管放大器的结构 √ √ √ √ 教 学 基 本 要 求 熟练掌握 正确理解 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 一般了解 √ √ √ √ 2.2 重点和难点 一、重点

1．理解PN结的形成和特点。

2．理解PN结的单向导电性、半导体二极管的伏安特性。 二

无

课内试验项目操作分析单

班级__08电工07电子 ______姓名___ ____学号_______

一、仪器设备：

模电实验箱、双踪示波器、函数信号发生器、万用表、串联稳压集成稳压实验板、各种类型二极管若干

二、注意事项：

1、万用表档位的正确选择和使用。 2、双踪示波器外接触头在电路中正确连接。 3、接线正确后才能通电测试。

三、试验原理和电路图

项目一、半导体二极管特性的试验 (1)电路图

(2)操作步骤

①让每组学生按照图3－2进行接线

②观察电路中灯亮与灯灭时二极管所加的电压的情况，将结果填入表3－1 中。 (3)试验结果

无

项目二：二极管极性的识别和性能的判断

（1）试验内容 ①普通二极管

借助万用表的欧姆档作简单判别。

指针式万用表正端（+）红笔接表内电池的负极，而负端（—）黑笔接表内电池的正极。根据PN结正向导通电阻值小、反向截止电阻值大的原理来简单确定二极管好坏和极性。 具体做法是：万用表欧姆档置“R×100”或“R×1K”处，将红、黑两表笔接触二极管两端，表头有一指示：将红、黑两表笔反过来再次接触二极管两端，表头又将有一指示。若两次指示的阻值相差很大，说明该二极管单向导电性好，并且阻值大（几百千欧以上）的那次红笔所接为二极

第一章 半导体二极管

练习题

一、填空

1. 当温度升高时，由于二极管内部少数载流子浓度 ，因而少子漂移而形成的反向电

流 ，二极管反向伏安特性曲线 移。

2. 在PN结形成过程中，载流子扩散运动是 作用下产生的，漂移运动是 作用下产生的。

3. 在本征半导体中掺入 价元素得N型半导体，掺入 价元素则得P型半导体。

4. 半导体中有 和 两种载流子参与导电，其中 带正电，而 带负电。 5. 本征半导体掺入微量的五价元素，则形成 型半导体，其多子为 ，少子为 。 6. 纯净的具有晶体结构的半导体称为 ，采用一定的工艺掺杂后的半导体称为 。

7. PN结正偏是指P区电位 N区电位。

8. PN结在 时导通， 时截止，这种特性称为 。

9. 二极管反向击穿分电击穿和热击穿两种情况，其中 是可逆的，而 会损坏二极管。 10. 二极管P区接电位 端，N区接电位 端，称正向偏置，二极管导通；反之，称反向偏

晶体二极管及应用电路测试题

一.选择题(60分)

1.如图1.1.1所示电路图中,当电源V1=5V时,测得I=1mA。若把电源电压调到V1=10V，则电流的大小将是___。

A、I=2mA B、I<2mA C、I>2mA

2.图1.1.1中，设电路中V1=5保持不变，当温度为20°C时，测得二极管的电压Vd=0.7V,当温度上升到40°C时， 则Vd的大小将是___。 A、Vd=0.7V B、Vd>0.7V C、Vd<0.7V

3.如图1.1.2所示的电路中，已知二极管的反向击穿电压为20V, 当V1=5V、温度为20°C时,I=2uA。若电源电压增大到10V,则电流I约为___。 A、10uA B、4uA C、2uA D、1uA

4.上题中，若电源电压保持5V不变，温度由20°C下降到10°C时，则电流I约为___。 A、10uA B、4uA C、2 uA D、1uA;

5.如图1.1.3所示电路中，D1-D3为理想二极管，A、B、C白炽灯泡功率相同，其中最暗的灯是___。

A、B B、C C、A

6.如图1.1.4所示电路中，二极管是理想的，电阻R=6欧姆。当普通指针式万用表置于