專業(yè)導論課后習題答案

1-3半導體物理學的主要研究內容是什么？為什么說半導體物理學的基本概念和規(guī)律是電子

科學與技術的基礎之一？

半導體物理學的只要研究對象包括：

(1)半導體的晶格結構的電子狀況。

(2)雜質和缺陷能級。

(3)載流子的統(tǒng)計分布。

(4)載流子的散射及電導問題。

(5)非平衡載流子的產生、復合及其運動規(guī)律。

(6)半導體的表面和界面——包括PN結、金屬半導體接觸、半導體表面及MIS結構、半

導體異質結。

(7)半導體的光、熱、磁、壓阻等物理現象。

(8)非晶半導體。

原因：半導體物理學對于從事有關半導體材料研制和集成電路的加工制作，以及對半導體元

件進行模型分析，是十分重要的基礎。

1-6半導體材料的基本特點是什么？工有幾大類半導體材料？

基本特點；

半導體是一類具有一定導電性能、用來制作半導體器件和集成電路的固體材料，其導電率

10-3-10-9Q/cm范圍內。工程實際應用中，基本半導體材料般都屬于絕緣體。如單晶硅。

半導體材料對光、熱、電、磁等外界因素的變化比較敏感。

分為：

(1)元素半導體

(2)化合物半導體

(3)無定形半導體材料

1-7工程時間中是如何對電子元器件進行分類的？

從電學特性上分，半導體器件可以分為有源器件和無源器件兩種。從器件形式上分，半導體

可以分為分立半導體器件和集成半導體器件。

如果電子元件工作時,起內容可以任何形式的電源，則這種器件叫做無源器件。

如果電子元件工作時，起內部有電源存在，則這種器件叫做有源器件。

具有一定電壓電流關系的的獨立器件，叫做分立器件。

組成具有特定電路功能和技術參數指標的器件，叫做集成電路器件。

2-6什么叫做擴散？

由于電子與空穴密度不同而引起的載流子運動。

2-7什么叫做漂移？

載流子在外力的作用下的空間運動移動。

2-8如何區(qū)分P型和N型半導體？

根據摻雜的雜質決定，摻入五價的本征半導體為N型半導體，本征半導體摻入三價元素為P

型半導體。

2-9PN結具有什么樣的導電特性？

正向導通，反向截止(單向導電性)

2-10如何控制才能使PN結不導電？

外加一反向電壓。

3-1數學分析對電子技術的應用有什么樣的意義？

數學分析提供了有關電子元器件，應用電子系統(tǒng)，半導體材料等領域理論分析和技術應用的

基本建模方法和分析工具。

3-2微分方程所創(chuàng)建的電子系統(tǒng)模型反映了電子系統(tǒng)的什么特性？

時間特性。

3-5積分變換的數學特點是什么？

如果時域描述和頻域描述都滿足LTI條件，則二者可以進行相互轉換。

3-6為什么說復變函數對于頻域分析具有十分重要的意義？

（1）可用復變函數的理論對頻域模型記性分析。

（2）電子器件和系統(tǒng)的頻率特性往往可以用復數方式展示，并建立起正弦系統(tǒng)的頻域模型。

4-1基本半導體器件包括那些器件？

二極管、雙極三極管、場效應管（MOS管。結型場效應管）、晶間管、半導體電容、半導體

電子器。

4-3二極管的電路特點是什么？這種電路特點有什么時間的應用？

特點：單向導電性。

應用：整流，即只允許電流單向導通，實現電源變換，信號檢波。過電壓保護和信號隔離功

能等，

4-4簡單描述雙極管的基本結構，并說明其與背靠背的二極管有什么不同。

（D基本結構：是兩個背靠背的PN結，共有三個引出電極（也叫做工作電極），分別為基級

B、集電極C、發(fā)射極E。

（2）區(qū)別：二極管是無源器件，而三極管是有源器件。

4-5兩種類型的雙極管在結構上有什么區(qū)別？這種區(qū)別的電路特征是什么？對應用技術提出

可什么要求？

結構上：NPN三極管中間是P區(qū)，兩端是N區(qū)：而PNP相反，使用上NPN工作時是集電

極接高電壓，發(fā)射極接低電壓，基極輸入電壓升高時趨向導通，基極輸入電壓降低時趨于截

止：而PNP工作時則是集電級接低電壓，發(fā)射級接高電壓，基級輸入電壓升高時趨向截止,

基極輸入電壓降低趨向導通。而PNP和NPN只要就是電流方向和電壓方向不同。

NPN：BfE電流（1b）控制EfC電流（Ic）E級點位最低，且正常放大時通常C級點位最

低。即:Vc>Vh>Ve?

PNP：E-B電流控制（lb）控制E-C電流（Ic）,E級點位最高，且正常放大時通常C級

電位最低。即：Vc<Vb<Ve

4-6場效應管的類型有幾種？為什么說MOS管的輸入電阻比結構場效應管的輸入電阻高？

（1）結構（IFET）和絕緣柵型（MODFET）

（2）與MOS管相同，結構場效應管也是利用電場控制載流子的工作原理設計而成，與MOS

管不同的是結果場效應管中沒有絕緣柵，完全依靠PN界的反向特性，因此。。。。。。

4-7MOS管分為幾種？使用中應當注意什么？

（1）通用MOS管：多用于對電流電壓等參數的要求不高的場合，一般為塑料封裝。

（2）TMOS和VMOS：具有很大的電流輸出功能多用于功率開關電路中。

（3）RF場效應管：多用于VHF、UHF小信號放大，頻率可達GHz,多管陣列（山獨立場

效應管組成陣列）

4-8雙極三級管與場效應管相比有什么根本的區(qū)別？

工作原理不同，場效應管利用改變電場來控制半導體特性,從而形成受電場控制的導電溝道,

而不是像三極管用電流控制PN結的電流。

4-13半導體電阻和普通電阻有什么區(qū)別？

在分立器件和集成電路的電子系統(tǒng)中，并不是用半導體制造電阻，半導體電阻只是用在集成

的電路的設計中。（電容同理）

5-1什么叫做模型？簡述模型在電子科學與技術中所起的作用。

（1）模型是對眼睛對象的描述。

（2）作用：模型提供了電路系統(tǒng)的分析基礎，建立正確的滿足設計要求的模型，電子系統(tǒng)

的設計工作就有了正確的基礎。

5-2在建立電子元器件和系統(tǒng)模型的時,需要考慮什么問題？

（1）外部約束條件：即元器件或電路正常工作時所需的外部環(huán)境，如環(huán)境溫度范圍,電源電

壓范圍，對其他電路元器件的連接要求等。

（2）內部的約束條件：即電子元器件或電路的某些技術指標，如雙級型三極管的電流放大倍

數，數字電路的輸出系數。

5-4什么叫宏模型？為什么要使用宏模型？

宏模型：用一個能夠描述元器件或系統(tǒng)的簡單電路模型代替系統(tǒng)。

原因：

（1）由于電子器件和系統(tǒng)日趨復制，如果采用直接電路的方式建立模型，則會是分析和技

術方法變得卜分復制，甚至無法實現，為解決分析的復制性問題采用宏模型。

（2）數學宏模型擴展了電路仿真的能力和靈活性。

（3）數學宏模型提供了行為特性的仿真，即可用于電路設計之前，還可以用于電路設計之

后。

（4）電路宏模型更直觀。

5-7什么叫做CAD和EDA?

EDA：電子設計自動化。

CAD：計算機輔助設計。

5-8簡述電子系統(tǒng)的EDA工具在分析和設計中所起的作用。

（1）驗證電路方案設計的正確性。

（2）電路特性的功能化設計。

（3）實現電路特性的仿真測試。

6-5電子電路電源的設計原則是什么？

（1）電源穩(wěn)定性設計滿足半導體器件的要求。

（2）具有一定的過載能力。

（3）與電子系統(tǒng)設計目標相匹配的環(huán)境適應能力。

（4）電源效率高。

（5）良好的電磁兼容性。

（6）較高的安全可靠性。

（7）合理的性價比。

6-9零輸入狀態(tài)與靜止狀態(tài)有什么區(qū)別？在什么條件卜.這兩種狀態(tài)可以被看作是相同的？

區(qū)別：（1）靜止狀態(tài)的電路輸入不一定接地，而零輸入狀態(tài)時電路的輸入一定接地。

（2）當靜止狀態(tài)電路接地時兩者相同。

6-10仿真設計工具具有哪些重要特征？這些特征對設計和研究有什么影響？

（1）全部數字化處理：由于數字化分析和設計工具的數字信號處理特征，所以約束條件設

置技術和計算誤差是現代電子系統(tǒng)分析和設計軟件的基本技術特征。

（2）可設置多約束條件：影響現代電子系統(tǒng)分析和設計工具結果的正確性和準確性。

（3）多種輸入方法：對中小型規(guī)模的電路比較方便，比較是和電子電路初學者使用。缺點:

對于大規(guī)模的電路設計工作量大，同時電路約束條件的設置比較困難。

7-1集成電路與分立元件電路相比較具有哪些優(yōu)點？

（1）易于使用。

（2）性能良好。

（3）參數穩(wěn)定。

（4）易于推廣。

7-2使用集成電路需要注意哪些問題？

在使用中必須將其看成一個獨立的器件，與分立器件使用相似，也需要了解其基本特性個參

數等；使用的注意力應集中在如何能正確利用集成電路功能和參數上。

7-3集成電路是如何分類的？

從所能處理信號的性質上，分為模擬集成電路和數字集中電路。

7-5數字集成電路有幾種基本電路？數字電路有什么邏輯功能？

非門：輸入、輸出信號相反（即輸入為高電平時，輸出為低電平；或輸入為低電平時輸出為

高電平。）

與門：所有輸入信號為高電平時，輸出為高電平。

或門：所有輸入信號中，只要有一個為高電平，電路輸出為高電平。

7-6半導體存儲器分幾類型？各自的特點是什么？

根據制造工藝的不同，半導體存儲器分為雙極性存儲器和CMOS存儲器，根據信息方式不

同，

順序存取存儲器：數據的寫入或讀出是按順序進行的，即先進先出或后進先出。

隨即