数字电子技术基础 (伍时和 吴友宇 著) 清华大学出版社 课后答案

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1、第一章三．简答题1、PN结的伏安特性有何特点？V答：根据统计物理理论分析，PN结的伏安特性可用式I=I⋅(ee(VT−1))1表示。Ds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−23位与V的单位一致），其中玻尔兹曼常数k=1138101.3810×J/K，电子电量−19Tq=1..160217731×10C(库伦)，则VT=(V)，在常温（T=300K）下，115941115941594.22.VVVTT=25.875mV=26mV。当

2、外加正向电压，即V为正值，且V比VT大几倍时，e>>1，于V是I=I⋅eVT，这时正向电流将随着正向电压的增加按指数规律增大，PN结为正向导通状sV态.外加反向电压，即V为负值，且

3、V

4、比VVTT大几倍时，e<<1，于是I≈−Is，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，如图1.1.1所示.从式(1.1.1)伏安特性方程的分析和图1.1.1特性曲线（实线部分）可见：PN结真有单向导电性和非线性的伏安特性。课后答案网www.hackshp.cn图1.1.1PN伏安特性2、什么是P

5、N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

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

7、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。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，电子浓度课后答案网按指数规律变化。当正向电压增加时，载流子积累增加了△Q；反之，则减小，图1.3.3P区中电子浓度的分布曲线及电荷的积累如图1.3.3所示。同理，在Nwww.hackshp.cn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

8、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。习题2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0.6V，导通后在较大电流下的正向压降约0.7V；锗二极管的门限电压约0.1V，导通后在较大电流下的正向压降约0.2V。3、在常温下，发光二极

9、管的正向导通电压约1.2~2V，高于硅二极管的门限电压；考虑发光二极管的发光亮度和寿命，其工作电流一般控制在5~10mA。4、利用硅PN结在某种掺杂条件下反向击穿特性陡直的特点而制成的二极管，称为普通（稳压）二极管。请写出这种管子四种主要参数，分别是最大整流电流、反向击穿电压、反向电流和极间电容。二、判断题1、二极管加正向电压时，其正向电流是由（a）。a.多数载流子扩散形成b.多数载流子漂移形成c.少数载流子漂移形成d.少数载流子扩散形成2、PN结反向偏置电压的数值增大，但小于击穿电压，（c）。a.其反向电流增大课后答案网b.其反向电流减小c.其反向电流基本不

10、变d.其正向电流增大3、稳压二极管是利