第4练 PN结 重庆市（高职分类考试）《电子技术基础与技能》（高教版·第一版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了重庆市（高职分类考试）《电子技术基础与技能》（高教版·第一版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是重庆市（高职分类考试）《电子技术基础与技能》（高教版·第一版）一课一练的第4练，内容涵盖理解半导体基础知识和PN结的单向导电性。 重庆市（高职分类考试）一课一练 《电子技术基础与技能》（高教版·第一版） 单元一 半导体二极管及其应用 第4练 PN结 一、单项选择题 1. 在纯净硅晶体中加入少量磷元素后，其导电类型是（ ） A. P型 B. N型 C. 本征型 D. 绝缘型 2. PN结空间电荷区内的内电场方向是（ ） A. 由P区指向N区 B. 由N区指向P区 C. 沿外电源正极方向 D. 沿载流子扩散方向 3. 使PN结处于导通状态的外加电压接法是（ ） A. P区正接、N区负接 B. P区负接、N区正接 C. 两端均接电源正极 D. 两端均接电源负极 4. 硅二极管与1 kΩ电阻串联接在5 V直流电源上，二极管正向导通时电流约为（ ） A. 0.7 mA B. 4.3 mA C. 5.0 mA D. 7.0 mA 二、多项选择题 5. 关于半导体中载流子的说法，正确的有（ ） A. 电子能够参与导电 B. 空穴能够参与导电 C. 离子能够自由漂移 D. 原子核能够定向移动 6. PN结在无外加电压并稳定后，下列说法正确的有（ ） A. 扩散作用仍然存在 B. 漂移作用仍然存在 C. 两种作用达到平衡 D. 多数载流子停止运动 7. PN结形成过程中，与空间电荷区产生有关的现象有（ ） A. 电子向P区扩散 B. 空穴向N区扩散 C. 施主离子留在N侧 D. 受主离子留在P侧 8. 用硅二极管、1 kΩ电阻和3 V直流电源组成串联电路，判断正确的有（ ） A. 正接时电流约2.3 mA B. 反接时电流很小 C. 正接时电流约3.0 mA D. 反接时电流很大 三、判断题 9. 本征半导体在温度升高时，自由电子和空穴的数量都会增加。（ ） 10. P型半导体中只有空穴参与导电，没有自由电子存在。（ ） 11. PN结反向偏置时，空间电荷区变宽，导电能力明显减弱。（ ） 12. PN结的单向导电性说明它在两个方向上都能通过相同大小的电流。（ ） 四、综合题 13. 一只硅二极管接入直流电路，技术员用万用表判断其内部PN结特性。请回答下列问题：正向偏置应怎样连接？反向偏置时结区宽度如何变化？这种特性常用于什么基本作用？ 14. 在继电器线圈两端并联一只普通二极管作为保护元件，线圈正常通电时要求二极管不影响工作；断开电源后，线圈产生的感应电压会使二极管参与工作。请回答下列问题：正常通电时二极管应处于哪种偏置状态？断开电源后该二极管对线圈电流起什么作用？ 选项：无 15. 某整流实训板通电后负载端无直流输出。检查发现电源变压器次级有交流电压，限流电阻完好，怀疑整流二极管接反或损坏。请结合PN结单向导电性回答：若二极管整体反接，电路为什么不能正常输出？若二极管内部PN结开路，测量现象是什么？检修时应按怎样的顺序分析？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了重庆市（高职分类考试）《电子技术基础与技能》（高教版·第一版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是重庆市（高职分类考试）《电子技术基础与技能》（高教版·第一版）一课一练的第4练，内容涵盖理解半导体基础知识和PN结的单向导电性。 重庆市（高职分类考试）一课一练 《电子技术基础与技能》（高教版·第一版） 单元一 半导体二极管及其应用 第4练 PN结 一、单项选择题 1. 在纯净硅晶体中加入少量磷元素后，其导电类型是（ ） A. P型 B. N型 C. 本征型 D. 绝缘型 【答案】B 【解析】磷元素为五价杂质，掺入硅晶体后可提供多余的自由电子，使电子成为多数载流子，因此导电类型为N型。三价杂质掺入后通常形成P型。 2. PN结空间电荷区内的内电场方向是（ ） A. 由P区指向N区 B. 由N区指向P区 C. 沿外电源正极方向 D. 沿载流子扩散方向 【答案】B 【解析】PN结形成后，N区一侧留下带正电的施主离子，P区一侧留下带负电的受主离子，因此内电场方向由N区指向P区。 3. 使PN结处于导通状态的外加电压接法是（ ） A. P区正接、N区负接 B. P区负接、N区正接 C. 两端均接电源正极 D. 两端均接电源负极 【答案】A 【解析】PN结正向偏置时，外电场削弱内电场，空间电荷区变窄，多数载流子容易通过结区而形成较大的正向电流。 4. 硅二极管与1 kΩ电阻串联接在5 V直流电源上，二极管正向导通时电流约为（ ） A. 0.7 mA B. 4.3 mA C. 5.0 mA D. 7.0 mA 【答案】B 【解析】硅二极管正向导通时管压降约为0.7 V，电阻两端电压约为4.3 V。电流为4.3 V除以1 kΩ，约为4.3 mA。 二、多项选择题 5. 关于半导体中载流子的说法，正确的有（ ） A. 电子能够参与导电 B. 空穴能够参与导电 C. 离子能够自由漂移 D. 原子核能够定向移动 【答案】AB 【解析】半导体中的导电载流子主要是自由电子和空穴。晶体中的离子和原子核受到晶格约束，不能像载流子那样自由定向移动形成电流。 6. PN结在无外加电压并稳定后，下列说法正确的有（ ） A. 扩散作用仍然存在 B. 漂移作用仍然存在 C. 两种作用达到平衡 D. 多数载流子停止运动 【答案】ABC 【解析】PN结稳定后，并不是载流子停止运动，而是扩散作用和漂移作用同时存在，并达到动态平衡，因此总电流为零。多数载流子仍在热运动，D项错误。 7. PN结形成过程中，与空间电荷区产生有关的现象有（ ） A. 电子向P区扩散 B. 空穴向N区扩散 C. 施主离子留在N侧 D. 受主离子留在P侧 【答案】ABCD 【解析】P型和N型半导体接触后，电子和空穴分别向对方区域扩散并复合，结区附近留下不能移动的施主离子和受主离子，由此形成空间电荷区。 8. 用硅二极管、1 kΩ电阻和3 V直流电源组成串联电路，判断正确的有（ ） A. 正接时电流约2.3 mA B. 反接时电流很小 C. 正接时电流约3.0 mA D. 反接时电流很大 【答案】AB 【解析】硅二极管正向导通时约有0.7 V管压降，电阻上约有2.3 V电压，所以电流约为2.3 mA。反向偏置时PN结截止，只有很小的反向电流。 三、判断题 9. 本征半导体在温度升高时，自由电子和空穴的数量都会增加。（ ） 【答案】√ 【解析】温度升高会使更多共价键中的电子获得能量而挣脱束缚，同时产生自由电子和空穴，因此本征半导体的导电能力增强。 10. P型半导体中只有空穴参与导电，没有自由电子存在。（ ） 【答案】× 【解析】P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。少数载流子数量较少，但并不是完全不存在。 11. PN结反向偏置时，空间电荷区变宽，导电能力明显减弱。（ ） 【答案】√ 【解析】反向偏置时外电场与内电场方向相同，势垒增大，空间电荷区变宽，因此多数载流子难以通过结区。 12. PN结的单向导电性说明它在两个方向上都能通过相同大小的电流。（ ） 【答案】× 【解析】单向导电性是指PN结正向偏置时容易导通，反向偏置时基本截止。两个方向电流大小相同的说法与PN结特性不符。 四、综合题 13. 一只硅二极管接入直流电路，技术员用万用表判断其内部PN结特性。请回答下列问题：正向偏置应怎样连接？反向偏置时结区宽度如何变化？这种特性常用于什么基本作用？ 【答案】 （1）正向偏置应使P区接电源正极，N区接电源负极。 （2）反向偏置时空间电荷区变宽。 （3）这种特性常用于整流、开关和限幅等基本电路作用。 【解析】 （1）P区接正、N区接负时，外电场削弱内电场，多数载流子容易通过PN结，所以PN结处于正向导通条件。 （2）反向偏置时外电场加强内电场，势垒增大，空间电荷区随之变宽。 （3）PN结正向易导通、反向难导通，因此能把交流中的单一方向电流取出，也能在电路中起开关控制作用。 14. 在继电器线圈两端并联一只普通二极管作为保护元件，线圈正常通电时要求二极管不影响工作；断开电源后，线圈产生的感应电压会使二极管参与工作。请回答下列问题：正常通电时二极管应处于哪种偏置状态？断开电源后该二极管对线圈电流起什么作用？ 选项：无 【答案】 （1）正常通电时二极管应处于反向偏置状态。 （2）断开电源后，二极管为线圈电流提供通路，使能量逐渐释放，减小感应高压对电路的冲击。 【解析】普通二极管内含PN结，具有单向导电性。正常通电时二极管反偏，基本不导通，不影响线圈工作；断电后感应电压方向改变，使二极管正偏导通，从而为线圈电流提供释放通道。 15. 某整流实训板通电后负载端无直流输出。检查发现电源变压器次级有交流电压，限流电阻完好，怀疑整流二极管接反或损坏。请结合PN结单向导电性回答：若二极管整体反接，电路为什么不能正常输出？若二极管内部PN结开路，测量现象是什么？检修时应按怎样的顺序分析？ 【答案】 （1）二极管整体反接时，原本应导通的半周变为反向偏置，PN结截止，负载端不能得到正常脉动直流。 （2）PN结开路时，正向和反向测量都表现为不导通，负载端也无输出电压。 （3）应先确认变压器次级电压，再检查限流电阻和焊点，最后判断二极管极性及PN结通断状态。 【解析】 （1）整流作用依靠PN结的单向导电性，正确方向的半周使二极管正向导通。若二极管整体反接，导通方向与电路要求相反，负载端就不能获得正常输出。 （2）PN结开路表示内部导电通路断开，即使外加正向电压，多数载流子也不能形成正常电流，所以用表测量时两个方向都呈截止状态。 （3）故障分析应先排除电源和外部连接问题，再根据二极管的极性和正反向导通差异判断器件状态，这样能避免把供电故障误判为PN结故障。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $