模拟电子技术及应用习题解答

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1、习题解答第1章1」简述半导体的导电特性。答：半导体的导电能力介于导休和绝缘体之间。半导体-•般呈晶体结构，其原子核对价电子的束缚较弱，当半导体受到外界光和热的刺激时，它便释放价电子，从而使导电能力发生变化。例如纯净的銘从20°C升高到30°C吋，它的电阻率儿乎减小为原来的l/2o又如一种硫化镉薄膜，在喑处其电阻为儿十兆欧姆，受光照后，电阻可以下降到儿十千欧姆，只有原來的百分Z-o利用这些敏感性可制成各种光敏元件和热敏元件。若在纯净的半导体屮加入微量的杂质，则半导体的导电能力会冇更显著的增加，例如在半导体硅中，只要掺入亿分之一的硼，电阻率就会下降到原來的几万

2、分之一，这是半导体最显著的导电特征。利用这个特性，可制造出各种半导体器件。1.2简述PN结是如何形成的。答：当P型和N型半导体结合在一起时，由于交界面两侧多数载流子浓度的差别，N区的多数载流子电子向P区扩散,P区的多数载流子空穴也耍向N区扩散，于是电子与空穴复合，在交界面附近P区一侧因复合失去空穴而形成负离子区，N区一侧也因复合失去电子而形成正离子区。这些不能移动的带电离子形成了空间电荷区，称为PN结。PN结内存在一个由N区指向P区的内电场。内电场的形成将阻止多数载流子的继续扩散，另一方而乂会促进少数载流了的漂移，即N区的少数载流了空穴向P区移动，P区的少

3、数载流了电了向N区移动。因此，在交界面两侧存在两种对立的运动，漂移运动欲使PN结变窄，扩散运动运动欲使PN结变宽。当扩散运动产生的扩散电流和漂移运动产生的漂移电流大小相等，两种运动达到动态半衡时，PN结宽度不再变化，即PN结维持一定的宽度。由于内电场的存在，使载流子几乎不能在PN结内部停留，所以，PN结也称为耗尽层。1.3二极管的特性曲线有哪几个区域？二极管的单向导电能力是指特性曲线上的哪个区域的性质？二极管的稳压能力又是指特性曲线上的哪个区域性质？答：二极管的特性Illi线冇正向特性、方向特性和反向击穿特性三个区域。二极管的单向导电能力是指特性曲线上的正

4、向特性的性质。二极管的稳压能力是指特性曲线上的反向击穿特性的性质？1.4举例说明发光二极管和光敏二极管的应用。它们各应工作在何种偏置状态下？答：发光二极管和光敏二极管都属于光电了器件，光电了器件在电子系统中应用十分广泛，具有抗干扰能力强、功耗小等优点。1.发光二极管发光二极管是可以将电能直接转换成光能的半导休器件。在外加正向电压时，内电场削减，电子与空穴在复合的过程中,以光的形式向外释放能量。它包抵可见光、不可见光（一般指红外光）发光二极管。单色发光二极管只有一个PN结，常见的发光颜色有红、橙、黄、绿等色。双色发光二极管是两只LED反极性并联后封装在一起。

5、若单独驱动只发岀单色光，同时驱动发出复色光。当前白色的发光二极管的应用使发光二极管从标识功能向照明功能迈出实质性的一步。由发光二极管构成的点阵结构广泛用于交通信号灯、广告牌及大型电子显示屛等电子设备。2.光敏二极管光敏•二极管也叫光电二极管，其结构和-•般二极管和似，也具有单向导电性，一般工作在反向偏置状态。利用光敏二极管制成光电传感器，可以把光信号转变为电信号，以便控制其他电子器件。光敏二极管一般有两种工作状态：（1）当光敬二极管上加冇反向电压时，管子中的反向电流随光强变化而正比变化；（2）光敏二极管上不加反压，利用PN结在受光照（包括可见光、不可见光）

6、时产生正向压降的原理，作微型光电池使用。光敏二极管主要用于自动控制。如光耦合、光电读出装置、红外遥控装置等。1.5在图1.28所示的电路中，VD为理想二极管，输入电压UI=15V,试判断各电路中二极管VD是导通还是截止,并求输出电压UO。VDU

7、RQUoodOVDu,6c+UoVD立U()解:(a)(b)(0图1.28题1.5图(d)(a)导通，Uo=15V⑹截止，Uo=5V(c)导通，U0=OV(d)截止，U0=15V分析与提示:此题目的在于考察二极管的址向导电性,求解此类型电路，首•先要判断二极管的工作状态•然后根据二极舒的工作状态,给出相应的线性等效

8、电路.最后利用电路的有关理论和定理进行求解。判断二极管导通还是截止，方法很多，比较冇效的方法绘假设〜验证法。采用此种方法的步骤如下：I.假设二极管截止，给出截止状态下的等效电路。2•根撫截止时的等效电路，求二极管两端的电压。3・很第二极管两端的电压的极性.判断假设的正确性：若加正向电压.则结果与假设矛盾.二极管实际上导通；若加反向电压.则结果与假设相符.二极管实际上截止。该题求解并不难，但却涉及到菲线性电路的求解问題•悯为二极管和三极管竽都足非线性元件.求解含有非线性元件的问题，一个逍耍的方法衆首先将非线性元件用特定条件下的线性元件代替,将含有非线性元件的

9、电路转化为线性电路。然后利用线性电路的理论求解。1.6试用指针式万