半导体器件与PN结习题解析

"模电课后习题，适合初学者，内容详细，源自清华模电教材" 这篇资料涉及的是模拟电子技术（模电）的学习内容，主要涵盖了第一章——常用半导体器件的相关知识点。以下是这些知识点的详细解释： 1. **半导体类型转变**：在N型半导体中掺入三价元素（如硼），可以增加空穴浓度，从而将其转变为P型半导体，因为P型半导体的主要载流子是空穴。判断（1）正确。 2. **半导体电荷状态**：N型半导体中的多子是自由电子，但整个半导体并不带负电，因为还存在与电子数量相等的正电的离子核心。判断（2）错误。 3. **PN结电流**：在没有光照和外加电压的情况下，PN结的结电流基本上为零，因为没有足够的激励来驱动电子和空穴穿越结区。判断（3）正确。 4. **晶体管的工作状态**：处于放大状态的晶体管，集电极电流是由基极电流控制的，而不是多子漂移运动直接形成。判断（4）错误。 5. **场效应管的工作原理**：结型场效应管的栅-源电压应使得耗尽层承受反向电压，以保证其栅源电阻（RGS）大，从而实现良好的电流控制特性。判断（5）正确。 6. **MOS管的输入电阻**：对于耗尽型N沟道MOS管，当UGS大于零时，如果栅极电压足够高，可以开启沟道，输入电阻不会明显变小。判断（6）错误。 接下来是选择题的答案解析： - （1）PN结加正向电压时，空间电荷区会变窄，因为正向电压会推动多子向对方半导体区域扩散，减小空间电荷区宽度。正确答案是A。 - （2）二极管的电流方程是基于 Shockley 定律，当二极管导通时，电流I与电压U的关系为 I = IS * (e^(q*U/(n*k*T)) - 1)，其中IS是饱和电流，n是发射结材料的少数载流子指数。正确答案是C。 - （3）稳压管在反向击穿状态下工作，可以提供稳定的电压输出。正确答案是C。 - （4）晶体管放大区的条件是发射结正偏，集电结反偏，这样可以维持放大作用。正确答案是B。 - （5）UGS等于0V时，结型场效应管和耗尽型MOS管都可以工作在恒流区。正确答案是AC。 最后，题目还涉及了实际电路的计算，如二极管和稳压管的电压计算，以及晶体管过损耗区的识别。例如，稳压管电路中，当稳压值UZ=6V，最小稳定电流IZmin=5mA时，输出电压UO1=6V，UO2=5V。晶体管的过损耗区是指集电极电流超过允许的最大耗散功率对应的电流值时的区域。 这些习题和解答有助于学生深入理解半导体器件的基本原理，如PN结、二极管、晶体管和场效应管的工作特性，以及如何应用这些知识解决实际电路问题。