模电（李国立）1章习题答案

1半导体二极管

自我检测题

一．选择和填空

1．纯净的、结构完整的半导体称为 本征半导体，掺入杂质后称 杂质半导体。若掺入五价杂质，其多数载流子是 电子 。

2．在本征半导体中，空穴浓度 C 电子浓度；在N型半导体中，空穴浓度 B 电子浓度；在P型半导体中，空穴浓度 A 电子浓度。

（A．大于，B．小于，C．等于）

3. 在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于 C ，而少数载流子的浓度与 A 关系十分密切。

（A．温度，B．掺杂工艺，C．杂质浓度）

4. 当PN结外加正向电压时，扩散电流 A 漂移电流，耗尽层 E ；当PN结外加反向电压时，扩散电流 B 漂移电流，耗尽层 D 。

（A．大于，B．小于，C．等于，D．变宽，E．变窄，F不变 ）

5．二极管实际就是一个PN结，PN结具有 单相导电性 ，即处于正向偏置时，处于 导通 状态；反向偏置时，处于 截止 状态。

6. 普通小功率硅二极管的正向导通压降约为_B ，反向电流一般_C_；普通小功率锗二极管的正向导通压降约为_A_，反向电流一般_D_。

（A．0.1～0.3V，B．0.6～0.8V，C．小于1μA，D．大于1μA） 7. 已知某二极管在温度为25℃时的伏安特性如图选择题7中实线所示，在温度为 T1

时的伏安特性如图中虚线所示。在25℃时，该二极管的死区电压为 0.5 伏，反向击穿电压

-6

为 160 伏，反向电流为 10 安培。温度T1 小于 25℃。（大于、小于、等于）

imA3020101501005000.5-0.001-0.002-0.0031v/V25oCT1

图选择题7

8．PN结的特性方程是i?IS(evVT?1)。普通二极管工作在特性曲线的 正向区 ；稳压管工作在特性曲线的 反向击穿区 。

二．判断题（正确的在括号内画√，错误的画×）

1．N型半导体可以通过在纯净半导体中掺入三价硼元素而获得。 （ × ） 2．在P型半导体中，掺入高浓度的五价磷元素可以改型为N型半导体。 （ √ ） 3．P型半导体带正电，N型半导体带负电。 （ × ） 4．PN结内的漂移电流是少数载流子在内电场作用下形成的。 （ √ ） 5．由于PN结交界面两边存在电位差，所以当把PN结两端短路时就有电流流过。（ × ） 6．PN结方程既描写了PN结的正向特性和反向特性，又描写了PN结的反向击穿特性。

（ × ）

7．稳压管是一种特殊的二极管，它通常工作在反向击穿状态（√ ），它不允许工作在正向导通状态（×）。

习题

1.1图题1.1各电路中，vi?5Sinωt(V)，忽略D的导通压降，画出各电路相应的输出电压波形。

voDviRLvoo??t( a )DvoviRLvoo( b )??t10VDvoviRLvoo( c )??t10V

图题1.1

解：

（a）图中，vi>0时，二极管截止，vo=0；vi<0时，二极管导通，vo= vi。

vOV?0 52???t

（b）图中，二极管导通，vo= vi +10。

vOV151050?2???t

vOV（c）图中，二极管截止，vo=0。

vO=00??t

1.2电路如图题1.2所示，已知D1为锗二极管，其死区电压Vth＝0.2V，正向导通压降为0.3V；D2为硅二极管，其死区电压为Vth＝0.5V，正向导通压降为0.7V。求流过D1、D2的电流I1和I2。

10k?100?15VD1D2I1I2100?

图题1.2

解：由于D1的死区电压小于D2的死区电压，应该D1先导通。设D1通、D2截止，此时

I1?15?0.3A?1.46mA 310?10?100D2两端电压＝I1×100＋0.3＝0.45V

小于D2的开启电压，所以D2截止，因此

I2＝0

1.3设二极管的正向导通压降可以忽略不计，反向饱和电流为10μA，反向击穿电压为 30V，并假设一旦击穿反向电压保持30V不变，不随反向击穿电流而变化。求图题1.3中各电路的电流I。

5k?ID110VD210VD25k?ID1( a )5k?ID140VD240V( b )5k?ID1D2( c )( d ) 图题1.3

解：

（a）图中，两个二极管导通，I?105?2mA

（b）图中，由于D2反向截止，所以电流为反向饱和电流10μA。

（c）图中，D2反向击穿，保持击穿电压30V，所以I?(40?30)5?2mA （d）图中，D1导通，I?405?8mA

1.4试确定图题1.4（a）和图（b）中的二极管是否导通，并计算电压V1和V2的值（设二极管正向导通电压为 0.7V）

+12VRV1DV22RRDV22RV1+12V( a )( b )

图题1.4

解：

（a）图中，D导通，I?(12?0.7)3R?11.33R

V2?I?2R?11.32R?7.53V 3RV1＝0.7+V2=8.23V

（b）D截止，I=0，V1＝12V， V2＝0V

1.5忽略图题1.5中二极管的死区电压，试判断图中二极管是否导通。

2k?10VA3k?4k?3k?B10V20V3k?A2k?1k?3k?B15VD1D21k?2k?4k?2k?( a )( b )

图题1.5

解：先将D断开，计算A、B点对地电压 （a）VA?(10 VB?2031?20)?10V 2?31?43?8V 2?3 VA?VB，所以D1导通

（b） VA?(1024?15)??8V 2?31?42??6V 2?3 VB??15VA?VB，所以D2截止

1.6设图题1.6中二极管的导通压降为 0.7V，判断图中各二极管是否导通，并求出Vo

的值。

D13k?D23V6V3k?D1Vo5VD2D3D4Vo6V( a )( b )

图题1.6

解：

先假设所有二极管都截止，看哪个二极管的正偏电压高，先导通。 （a）图中，VD1?0?(?6)?6V

VD2?3?(?6)?9V 所以， D2先导通，导通后 VO＝3-0.7=2.3V，VD1?0?2.3??2.3V D1截止。

（b）图中，VD1??5?(?6)?1V VD2?VD3?VD4?6V

所以，D2?D4先导通，则VD1??5?(?2.1)??2.9V，D1截止，

VO＝－1.4V

1.7设图题1.7中二极管的导通压降为0.7V，求二极管上流过的电流ID的值。

3k?6VIDD2V2k?3k?3k?

图题1.7

解：将二极管以外的电路进行戴维宁等效

Req?3[2?33]?1.62k?

2?333?(2?33)23?3(2?3)?3.69V

3?3(2?3)2?3Veq?0.7ReqReqVeqIDDVeq?6??所以 ID??1.85mA