二极体与稽纳二极体

=========自我評量 =========一、是非題(○)電子伏特是能量的單位，leV=l.610×-19焦耳。(×)若將五價雜質摻入純矽(或鍺)中，就形成P型材料。(×)PN接合面所形成的空乏區中含有自由電子及電洞。4. (○)PN二極體接面所形成的障壁電勢，其極性是 P端負，N端正。(×)過渡電容CT隨逆向偏壓之增大而增大，成正比關係。(○)二極體的好壞可以用三用電表來測量，即順向偏壓時成低阻抗，逆向偏壓時成高阻抗。(○)當稽納二極體之摻雜濃度增加時，稽納電位將隨之降低。(×)稽納二極體在正常工作時，通常接上順向偏壓。(○)變容二極體之電容量將隨逆向偏壓之增大而減少。(×)LED的發光度與順向電流成反比關係。二、選擇題1. (C)當P型及N型材料相接觸時，即會產生一空乏層，而 P型半導體之空乏層內應有 (A)電洞(B)電子(C)負離子 (D)正離子。2. (B)將硼(B)元素摻進純矽晶體內，則成為 (A)N型(B)P型(C)I型(D)J型材料。(C)障壁電勢乃是其區域內有(A)電子(B)電洞(C)正離子及負離子(D)正負電壓。4.(C)一般的砂質PN二極體導通時，兩端的電位差約為(A)1.2伏特(B)0.9伏特(C)0.6伏特(D)0.2伏特。5.(C)在P型半導體中，傳導電流的載子主要是(A)電子(B)離子(C)電洞(D)質子。(B)二極體接逆向偏壓時，空乏區寬度(A)不變(B)變大(C)變小(D)不一定。7. (D)整塊N型半導體是呈現 (A)負電性 (B)視雜質原子序數而定 (C)正電性(D)電中性。(D)稽納二極體通常是工作於(A)順向電壓(B)零電壓(C)逆向低電壓(D)逆向崩潰電壓。(D)稽納二極體常應用於(A)放大(B)濾波(C)整流(D)穩壓電路。(C)LED所發出光的顏色與(A)外加電壓有關(B)電流大小有關(C)二極體的材料合成成分有關(D)以上皆是。=====習題 =====什麼叫做自由電子?電洞?何謂N型半導體?何謂P型半導體?有一個二極體在室溫時的交流電阻為5Ω，則此時流經二極體的直流電流為多少mA?(5.2mA)在室溫時，二極體電流為6.5mA，則其交流順向電阻為多少歐姆?(4Ω)某矽二極體在溫度20℃時之逆向飽和電流為5mA若溫度上升至50℃時，則逆向飽和電流變為多少?(40mA)如圖中之二極體為矽二極體，伏特計之讀值應為少伏特?(0.7V)純矽半導體本質濃度Ni=1.5×l010原子/cm3，其密度為5×1022原子/cm3，若每108個矽原子加入一個硼原子，則將成為何種類型半導體?又電子濃度為多少?(P型半導體，4.5×105電子/cm3)稽納二極體通常工作於何種偏壓?應用於何種電路?(逆向崩潰電壓，應用於穩壓電路)如圖Q所示電路(1)當Vi=20V時，Vo等於多少伏特?(2)當Vi=12V時，Vo等於多少伏特?(3)如果將圖中的稽納二極體反接，則 Vo為多少伏特?(10V，8V，0.7V)圖(3)所示電路中，欲使IZ=6mA，則R值應為若干?(2.5KΩ)如圖(4)所示之電路，Vz=10V，電流範圍為l0mA~50mA，則RL在哪一範圍內，可使工作電壓不致發生變化?(0.11KΩ~0.2KΩ)何種二極體具有負電阻特性?它通常應用在何種電路中?(透納二極體，振盪器與微波放大器)光電二極體工作時接何種偏壓?其逆向電流與何者直接成正比關係?(逆向偏壓，輸入光功率)發光二極體(1)工作時接何種偏壓?(2)其發光度與何者成正比?(3)是何者決定發射光的光譜分布?(順向偏壓，順向電流，由使用的材料)=========課外補充題 =========2-1PN接面一、是非題(○)N型半導體是本質半導體加上五價的元素磷、砷。2. (×)在本質半導體內摻入三價雜質即可成為 N型半導體。(×)P型半導體係本質半導體摻入五價元素。(×)本質半導體內，自由電子數多於電洞數。(×)半導體當溫度上升時，其導電性增加，是屬於正溫度電阻係數。(○)本質半導體(矽、鍺)的價電子是4個。(×)施體為三價元素。(×)一般金屬的電阻溫度係數為負，約為-0.4%/℃。(○)PN接合之P端接負電壓，N端接正電壓，謂之為逆向偏壓。(○)在絕對零度時，物體內之各電子所帶有的最高能量稱為弗米階EF。二、選擇題(C)在矽晶體中，欲使電子由其價鍵釋放出來而成自由電子，至少需要多少能量?(A)0.45eV(B)0.72eV(C)1.1eV(D)1.6eV。(C)電洞即為(A)帶正電荷之粒子(B)帶負電荷之粒子(C)電子脫離原子軌道所留下之空位(D)帶正電荷之離子所留下之空位(E)中子移去後留下之空位。3.(A)擴散電流之產生乃是(A)半導體內載子濃度不同(B)半導體內出現外加電壓(C)半導體內出現溫度差(D)以上皆非。4.(A)一般二極體的雜質和本質濃度比約為(A)1:108(B)1:109(C)1:103(D)1:102。(A)下列何者為半導體?(A)矽(B)鋁(C)砷(D)硼。6.(B)將硼元素摻進純矽晶體內，則成為(A)N型(B)P型(C)I型。7.(B)雜質半導體的電流載子(carrier)有(A)一種(B)二種(C)三種(D)四種。8. (C)在P型半導體中，傳導電流的載子主要是 (A)電子(B)離子(C)電洞(D)質子。(C)P型矽或鍺半導體(A)導電性良好(B)含有多量的電子(C)含有多量的電洞。10. (C)P型矽材料中主要電荷載子是電洞，其傳導電流是 (A)只有電子傳導(B)只有電洞傳導(C)電子、電洞都有傳導 (D)不是電子也不是電洞傳導。(B)N型矽或鍺半導體(A)是不良的導電體(B)含有多量的電子(C)含有多量的電洞。(C)N型半導體中的少數載子(moniority)是(A)電子(B)離子(C)電洞(D)質子。13.(D)N型鍺材料中，有較多的自由電子，因此其所帶電性為(A)帶有正電(B)帶有負電(C)偶有帶電(D)不帶電。14.(C)整個N型半導體是呈現(A)負電性(B)正電性(C)電中性(D)視雜質(im-purity)原子序而定。15.(B)N型半導體中，主要載子濃度與施體離子的正電荷濃度關係是(A)主要載子濃度大得多大約相等(C)施體離子濃度大得多(D)不一定。16.(C)弗米能階(Fermilecel)是指在何種溫度下，其電子所具有之最高能量?(A)-25℃(B)0℃(C)0°K(D)30°K。17.(A)在N型半導體裡，電洞的濃度將隨溫度的升高而(A)增加(B)減少(C)不變。18.(A)N型材料的電位障為(A)0(B)0.2(C)0.6(D)0.8(E)1.0V。19.(C)當P型及N型半導體接觸時，即會產生一空乏層(depletionlayer)，而P型半導體之空乏層內應有(A)電洞(B)電子(C)負離子(D)正離子。(B)半導體PN接合面，在P型之空乏區出現(A)正電性(B)負電性(C)中性(D)以上皆非。2-2 二極體一、是非題(×)鍺晶體的障壁電勢為0.7伏特。(×)二極體符號之箭頭是代表電子流的方向。(○)二極體若能加順向偏壓時，則障壁能量降低，空乏區寬度減小。(×)理想二極體的順向電阻為1KΩ。(○)二極體P端接正電壓，N端接負電壓，稱之為順向偏壓。(○)一塊通過電流之導體，置於磁場中，電流進行方向和磁場方向垂直，則在與電流及磁場皆垂直之方向感應出一個電場，稱之為霍爾效應。(○)N型物質中的多數載體是自由電子，少數載體是電洞。(×)當溫度上升時，主要載子將大量增多。(×)變容二極體，其電容CT之大小是與外加逆向偏壓成正比。(×)本質半導體比含雜質的半導體有更好的導電性。二．選擇題(A)半導體PN，斷路時出現空乏區是為了(A)制止擴散電流(B)制止漂移電流(C)增加擴散電流(D)增加漂移電流，以達熱平衡。2. (B)對於PN二極體之空乏區如末加上偏壓時，有如下敘述 :(1)空乏區應含有不動之正離子(2)空乏區應含有自由電子(3)空乏區沒有自由電子(4)空乏區根本沒有自由電洞。請問以上何者為錯?(A)只有(1)(B)只有(2)(C)只有(3)(D)(1)及(3)。(C).PN接面二極體的接合面兩側空乏區中(A)有自由電子(B)有自由電洞(C)有正負離子(D)什麼都沒有。(C)障壁電壓乃是其區域內有(A)電子(B)電洞(C)正離子及負離子(D)正負電壓。(D)PN二極體接面附近所形成接觸電勢(contactpotential)的極性是(A)視偏壓而定(B)視溫度而定(C)P端正，N端負(D)P端負，N端正。(B)二極體反向偏壓時，空乏區寬度(A)不變(B)變大(C)變小(D)不一定。7. (B)在PN二極體中，較容易產生電子流的方向是 (A)由P型至N型區(B)由N型至P型區(C)兩方向都很容易(D)兩方向都很難。(B)如圖(1)所發生的電流I稱為(A)順向電流(B)逆向電流(C)渦流(D)接觸電流。9. (B)PN接面的反向電阻隨溫度升高而 (A)加大(B)減小(c)不變(D)先增 大再減小。(B)PN二極體是(A)線性元件(B)非線性元件(C)拋物線元件(D)以上皆非。(B)矽質二極體在常溫下，其切入電壓(cutinvoltage)約為(A)0.2V~0.3V(B)0.5V~0.7V(C)1.2V~1.5V(D)以上皆非。12. (C)一般矽質PN二極體導通時，兩端的電位差約為 (A)1.2伏(B)0.9伏(C)0.6伏(D)0.2伏。(A)溫度增加時，(A)二極體的偏移電壓(cutinvoltage)會(A)減小(B)增大(C)不變(D)偶而變動。14.(A)一般PN二極體兩端順向電壓隨溫度變化的情形是(A)-2.5mV/℃(B)+25mV/℃(C)+2.5mV/℃(D)-25mV/℃。15.(A)PN接合二極體之逆向飽和電流，溫度增高10℃，其值將增為原有的(A)2倍(B)3倍(C)4倍(D)5倍。(D)半導體PN接合面出現空乏區，在何種情況下更明顯?(A)斷路時(B)短路時(C)順向偏壓時(D)逆向偏壓時。(A)半導體PN接合面出現空乏區，利用空乏區可做成(A)壓控電容(B)壓控電阻(C)壓控電感(D)以上皆非。18. (B)PN二極體的作用與二極體真空管極為相似，二極體中的 N型區，相當於二極管的 (A)屏極(B)陰極(C)視外加偏壓之極性而定。(C)二極體不能做下列的哪一項工作?(A)整流(B)檢波(C)放大(D)截波。(B)鍺二極體作為檢波器較矽二極體好，因(A)內阻小(B)順向切入電壓小(C)頻率反應住(D)雜波少。(B)二極體用在檢波時，要工作在(A)線性區(