模拟电子技术基础——吴友宇——答案(完整版)..docx

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第三部分****题与解答客观检测题
一、填空题
1、在杂质半导体中,多数载流子的浓度主要取决于掺入的杂质浓度,而少数载流子的浓度则与温度有很大关系。
2、当PN结外加正向电压时,扩散电流大于漂移电流,耗尽层变窄。当外加反向电压时,扩散电流小于漂移电流,耗尽层变宽。
3、在N型半导体中,电子为多数载流子, 空穴为少数载流子。

1、由于P型半导体中含有大量空穴载流子,N型半导体中含有大量电子载流子,所以P型半导体带正电,N型半导体带负电。( × )
2、在N型半导体中,掺入高浓度三价元素杂质,可以改为P型半导体。( √)
3、扩散电流是由半导体的杂质浓度引起的,即杂质浓度大,扩散电流大;杂质浓度小,扩散电流小。(× )
4、本征激发过程中,当激发与复合处于动态平衡时,两种作用相互抵消,激发与复合停止。( × )
5、PN结在无光照无外加电压时,结电流为零。( √)
6、温度升高时,PN结的反向饱和电流将减小。( × )
7、PN结加正向电压时,空间电荷区将变宽。(× )

1、PN结的伏安特性有何特点?
答:根据统计物理理论分析,PN结的伏安特性可用式表示。
式中,ID为流过PN结的电流;Is为PN结的反向饱和电流,是一个与环境温度和材料等有关的参数,单位与I的单位一致;V为外加电压; VT=kT/q,为温度的电压当量(其单位与V的单位一致),其中玻尔兹曼常数,电子电量,则,在常温(T=300K)下,VT==26mV。当外加正向电压,即V为正值,且V比VT大几倍时,,于是,这时正向电流将随着正向电压的增加按指数规律增大,,即V为负值,且|V|比VT大几倍时,,于是,这时PN结只流过很小的反向饱和电流,且数值上基本不随外加电压而变,PN结呈反向截止状态。PN结的伏安特性也可用特性曲线表示,()(实线部分)可见:PN结真有单向导电性和非线性的伏安特性。
PN伏安特性

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”结的反向击穿特性:当加在“PN”结上的反向偏压超过其设计的击穿电压后,PN结发生击穿。
PN结的击穿主要有两类,齐纳击穿和雪崩击穿。齐纳击穿主要发生在两侧杂质浓度都较高的PN结,一般反向击穿电压小于4Eg/q(Eg—PN结量子阱禁带能量,用电子伏特衡量,Eg/q指PN结量子阱外加电压值,单位为伏特)的PN的击穿模式就是齐纳击穿,击穿机理就是强电场把共价键中的电子拉出来参与导电,使的少子浓度增加,反向电流上升。
雪崩击穿主要发生在“PN”结一侧或两侧的杂质浓度较低“PN”结,一般反向击穿电压高于6 Eg/q的“PN”结的击穿模式为雪崩击穿。击穿机理就是强电场使载流子的运动速度加快,动能增大,撞击中型原子时把外层电子撞击出来,继而产生连锁反应,导致少数载流子浓度升高,反向电流剧增。
3、PN结电容是怎样形成的?和普通电容相比有什么区别?
PN结电容由势垒电容Cb和扩散电容Cd组成。
势垒电容Cb是由空间电荷区引起的。空间电荷区内有不能移动的正负离子,各具有一定的电量。当外加反向电压变大时,空间电荷区变宽,存储的电荷量增加;当外加反向电压变小时,空间电荷区变窄,存储的电荷量减小,这样就形成了电容效应。“垫垒电容”大小随外加电压改变而变化,是一种非线性电容,而普通电容为线性电容。在实际应用中,常用微变电容作为参数,变容二极管就是势垒电容随外加电压变化比较显著的二极管。
P区中电子浓度的分布曲线及电荷的积累
扩散电容Cd是载流子在扩散过程中的积累而引起的。PN结加正向电压时,N区的电子向P区扩散,在P区形成一定的电子浓度(Np)分布,PN结边缘处浓度大,离结远的地方浓度小,电子浓度按指数规律变化。当正向电压增加时,载流子积累增加了△Q;反之,则减小,。同理,在N区内空穴浓度随外加电压变化而变化的关系与P区电子浓度的变化相同。因此,外加电压增加△V时所出现的正负电荷积累变化△Q,可用扩散电容Cd来模拟。Cd也是一种非线性的分布电容。
综上可知,势垒电容和扩散电容是同时存在的。 PN结正偏时,扩散电容远大于势垒电容;PN结反偏时,扩散电容远小于势垒电容。势垒电容和扩散电容的大小都与PN结面积成正比。与普通电容相比,PN结电容是非线性的分布电容,而普通电容为线性电容。客观检测题
一、填空题
1、半导体二极管当正偏时,势垒区变窄,扩散电流大于漂移电流。
2、在常温下,硅二极管的门限电压约 V,导通后在较大电流下的正向压降约0

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