第14卷 二极管——半导体基础、特性与各类二极管 广西壮族自治区（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

广西壮族自治区（对口招生）装备制造类 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 二极管——半导体基础、特性与各类二极管 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 硅二极管正常工作时，正向偏置是指（ ） A. 阳极接正电位，阴极接负电位 B. 阳极接负电位，阴极接正电位 C. 阳极和阴极接同一电位 D. 阳极和阴极均接交流电位 2. 普通硅二极管的正向导通电压通常约为（ ） A. 0.3 V左右 B. 0.7 V左右 C. 1.5 V左右 D. 3.0 V左右 3. 根据图示电路，判断二极管 V和 V的工作状态（ ） A. V、V都截止 B. V截止、V导通 C. V、V都导通 D. V截止、V导通 4. 在半导体中，空穴是什么？（ ） A. 带正电的粒子 B. 带负电的粒子 C. 不带电的粒子 D. 带正电的原子 5. 下列哪个元器件可以将交流信号转换成直流信号？（ ） A. 电容 B. 电阻 C. 二极管 D. 三极管 6. 整流二极管在整流电路中起到的作用是什么（ ） A. 升压 B. 滤波 C. 整流 D. 降压 7. 电路如图，VD为理想二极管，则二极管的状态是（ ） A. 导通 B. 截止 C. 击穿 D. 烧坏 8. 下列哪个元件是单向导电的（ ） A. 电阻器 B. 电容器 C. 二极管 D. 三极管 9. 二极管的击穿电压是指（ ） A. 正向电压降超过额定电压的情况 B. 反向电压降超过额定电压的情况 C. 正向电流超过最大工作电流的情况 D. 反向电流超过最大工作电流的情况 10. 如图所示，二极管为一般硅管，a点的电位是（ ） A. -0.7V B. +4V C. 0V D. +0.7V 11. 二极管的主要功能是什么？（ ） A. 放大信号 B. 整流 C. 稳压 D. 开关 12. 哪个参数可以用来描述二极管的导通状态？（ ） A. 正向压降 B. 反向电压 C. 导通电流 D. 碗形弯度 13. 稳压二极管正常稳压工作时，应使其处于（ ） A. 正向导通状态 B. 反向击穿状态 C. 正向截止状态 D. 反向截止状态 14. 硅二极管和锗二极管的安如图 ，其中的特性曲线是（ ） A. AOD B. AOC C. BOC D. BOD 15. 下列器件中,（ ）不属于特殊二极管 A. 稳压管 B. 整流管 C. 发光管 D. 光电管 16. 二极管的种类中，哪一种适用于高功率应用？（ ） A. 小功率二极管 B. 中功率二极管 C. 高功率二极管 D. 信号二极管 17. 如图所示电路，下面说法正确的是（ ） A. S闭合时灯不亮 B. 不论S闭合还是断开，灯始终亮 C. S闭合时灯亮，S断开时灯不亮 D. 不论S闭合还是断开，灯始终不亮 18. 半导体材料的导电性能随温度升高而（ ） A. 增强 B. 减弱 C. 不变 D. 先增强后减弱 19. 二极管的最大整流电流是指二极管长时间正常工作时，允许通过的（ ） A. 最大正向电流的平均值 B. 最大正向电流的有效值 C. 正向电流的最大值 D. 最大正向半波电流的平均值 20. 硅稳压二极管稳压电路的输出电压稳定性主要受哪个因素的影响？（ ） A. 温度变化 B. 输入电压波动 C. 负载电流变化 D. 限流电阻 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 二极管具有截止和导通两种导电特性，当二极管处于截止状态时，电流可以通过。 （ ） 22. 二极管一旦击穿，会立即烧坏。（ ） 23. 二极管正反向电阻阻值相差越大，质量越好。（ ） 24. 当反向电压增加到 某一个数值后，反向电流突然急剧增大，这种现象称为二极管反向击穿，对应的电压称为反向击穿电压。（ ） 25. 二极管若工作在反向击穿区，一定会被击穿。（ ） 26. 逆变电路中续流二极管VD的作用是续流。（ ） 27. PN结是由两块相同类型的半导体材料紧密接触形成的。（ ） 28. 利用二极管的正向特性较陡的特点也能起到稳压作用。（ ） 29. 硅稳压二极管的稳压特性依赖于其反向击穿特性。（ ） 30. 集成稳压电路输出电压的稳定性比硅稳压二极管稳压电路要高。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 描述二极管的雪崩击穿和齐纳击穿的区别。 32. 某正弦交流电路中，用示波器观察到各电压和电流的波形如图所示，试通过波形图分析、、分别是什么性质的元件。 33. 解释PN结二极管扩散电容形成的机制；解释产生电流和复合电流的形成机制 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某设备维修人员检修一台控制电源。变压器次级输出有效值为 12 V 的交流电压，经桥式整流后给面板指示灯供电。设计整流支路的额定电流为 0.8 A，桥式整流时每只导通二极管的正向压降取 0.7 V。现有甲、乙两种 2CZ 系列整流二极管，参数如下：甲的最大整流电流为 1 A、最高反向工作电压为 20 V；乙的最大整流电流为 1 A、最高反向工作电压为 50 V。指示灯采用发光二极管，工作电压约为 2 V，工作电流取 20 mA，串联限流电阻采用 680 Ω。忽略变压器和导线损耗。（1）计算变压器次级电压峰值，并计算整流滤波后的直流电压近似值；再计算限流电阻中的实际电流和功耗，判断选用 0.5 W 电阻是否合适。（2）按最高反向工作电压至少为桥式整流二极管所承受反向峰值电压两倍的要求，在甲、乙两种二极管中选择合适型号，并说明理由。（3）若将发光二极管反向接入电路，分析可能出现的现象，并说明正确的连接方法。 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 $ 广西壮族自治区（对口招生）装备制造类 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 二极管——半导体基础、特性与各类二极管 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 硅二极管正常工作时，正向偏置是指（ ） A. 阳极接正电位，阴极接负电位 B. 阳极接负电位，阴极接正电位 C. 阳极和阴极接同一电位 D. 阳极和阴极均接交流电位 【答案】A 【解析】硅二极管正向偏置时，阳极电位高于阴极电位，内部结区势垒降低，二极管容易导通。阳极接负电位、阴极接正电位属于反向偏置。 2. 普通硅二极管的正向导通电压通常约为（ ） A. 0.3 V左右 B. 0.7 V左右 C. 1.5 V左右 D. 3.0 V左右 【答案】B 【解析】普通硅二极管在正常工作电流下的正向导通电压通常约为0.7 V。0.3 V左右常用于锗二极管的典型值，1.5 V和3.0 V均明显偏高。 3. 根据图示电路，判断二极管 V和 V的工作状态（ ） A. V、V都截止 B. V截止、V导通 C. V、V都导通 D. V截止、V导通 【答案】D 4. 在半导体中，空穴是什么？（ ） A. 带正电的粒子 B. 带负电的粒子 C. 不带电的粒子 D. 带正电的原子 【答案】A 【解析】空穴是半导体材料中由于原子缺少电子而形成的带正电的粒子。 5. 下列哪个元器件可以将交流信号转换成直流信号？（ ） A. 电容 B. 电阻 C. 二极管 D. 三极管 【答案】C 【解析】二极管可以将交流信号转换成直流信号。 6. 整流二极管在整流电路中起到的作用是什么（ ） A. 升压 B. 滤波 C. 整流 D. 降压 【答案】C 【解析】整流二极管利用PN结的单向导电性，将交流电中的一个方向电流导通、另一个方向电流截止，从而把交流电转换为脉动直流电。因此选C。升压、降压属于变压器或其他变换电路的作用，滤波则由滤波电容、电感等元件完成。 7. 电路如图，VD为理想二极管，则二极管的状态是（ ） A. 导通 B. 截止 C. 击穿 D. 烧坏 【答案】A 8. 下列哪个元件是单向导电的（ ） A. 电阻器 B. 电容器 C. 二极管 D. 三极管 【答案】C 【解析】二极管利用PN结的单向导电特性，正向偏置时容易导通，反向偏置时只有很小的反向电流。因此二极管是选项中典型的单向导电元件，选C。 9. 二极管的击穿电压是指（ ） A. 正向电压降超过额定电压的情况 B. 反向电压降超过额定电压的情况 C. 正向电流超过最大工作电流的情况 D. 反向电流超过最大工作电流的情况 【答案】B 【解析】击穿电压指的是反向电压降超过额定电压的情况。 10. 如图所示，二极管为一般硅管，a点的电位是（ ） A. -0.7V B. +4V C. 0V D. +0.7V 【答案】D 11. 二极管的主要功能是什么？（ ） A. 放大信号 B. 整流 C. 稳压 D. 开关 【答案】B 【解析】二极管的主要功能是单向导电性，常用于整流电路，将交流电转换为直流电。 12. 哪个参数可以用来描述二极管的导通状态？（ ） A. 正向压降 B. 反向电压 C. 导通电流 D. 碗形弯度 【答案】C 【解析】二极管的导通状态可由导通电流来描述。 13. 稳压二极管正常稳压工作时，应使其处于（ ） A. 正向导通状态 B. 反向击穿状态 C. 正向截止状态 D. 反向截止状态 【答案】B 【解析】稳压二极管利用反向击穿区电流变化较大而端电压变化较小的特性实现稳压，因此正常稳压时应工作在反向击穿状态。正向导通和反向截止均不能发挥稳定电压的作用。 14. 硅二极管和锗二极管的安如图 ，其中的特性曲线是（ ） A. AOD B. AOC C. BOC D. BOD 【答案】D 【解析】硅二极管的死区电压、击穿电压比错二极管的大 15. 下列器件中,（ ）不属于特殊二极管 A. 稳压管 B. 整流管 C. 发光管 D. 光电管 【答案】B 【解析】稳压管、发光管和光电管都是在普通二极管基础上利用特殊工作特性制成的特殊二极管。整流管主要用于整流，属于普通用途的二极管，不属于特殊二极管。因此选B。 16. 二极管的种类中，哪一种适用于高功率应用？（ ） A. 小功率二极管 B. 中功率二极管 C. 高功率二极管 D. 信号二极管 【答案】C 【解析】正确答案是c）高功率二极管适用于需要处理高功率的电路应用 17. 如图所示电路，下面说法正确的是（ ） A. S闭合时灯不亮 B. 不论S闭合还是断开，灯始终亮 C. S闭合时灯亮，S断开时灯不亮 D. 不论S闭合还是断开，灯始终不亮 【答案】C 18. 半导体材料的导电性能随温度升高而（ ） A. 增强 B. 减弱 C. 不变 D. 先增强后减弱 【答案】A 【解析】半导体中载流子的热运动增强，且载流子浓度通常随温度升高而增加，因此其导电性能一般随温度升高而增强。因此选A。 19. 二极管的最大整流电流是指二极管长时间正常工作时，允许通过的（ ） A. 最大正向电流的平均值 B. 最大正向电流的有效值 C. 正向电流的最大值 D. 最大正向半波电流的平均值 【答案】A 【解析】二极管的最大整流电流是指二极管在规定条件下长时间正常工作时允许通过的最大正向电流平均值。它反映二极管长期通过整流电流时的允许工作能力。因此选A。 20. 硅稳压二极管稳压电路的输出电压稳定性主要受哪个因素的影响？（ ） A. 温度变化 B. 输入电压波动 C. 负载电流变化 D. 限流电阻 【答案】B 【解析】答案是b） 输入电压波动。硅稳压二极管稳压电路的输出电压稳定性主要受输入电压的波动影响。如果输入电压发生变化，输出电压也会随之变化。因此，在设计稳压电路时，需要考虑输入电压的稳定性。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 二极管具有截止和导通两种导电特性，当二极管处于截止状态时，电流可以通过。 （ ） 【答案】错误 【解析】当二极管处于截止状态时，电流无法通过。 22. 二极管一旦击穿，会立即烧坏。（ ） 【答案】错误 【解析】二极管击穿后，如果反向电流受到限制且功耗未超过允许值，器件可以在击穿区工作而不立即损坏；只有当反向电流过大、功耗过高或持续时间过长时，才可能因过热而烧坏。因此题干说“一旦击穿，会立即烧坏”是错误的。 23. 二极管正反向电阻阻值相差越大，质量越好。（ ） 【答案】正确 【解析】正常二极管正向电阻较小、反向电阻较大。正反向电阻阻值相差越大，说明其单向导电性能越好，通常表明二极管的质量和性能越好。因此题干说法正确。 24. 当反向电压增加到 某一个数值后，反向电流突然急剧增大，这种现象称为二极管反向击穿，对应的电压称为反向击穿电压。（ ） 【答案】正确 【解析】当反向电压增加到 某一个数值后，反向电流突然急剧增大，这种现象称为二极管反向击穿，对应的电压称为反向击穿电压。 25. 二极管若工作在反向击穿区，一定会被击穿。（ ） 【答案】错误 26. 逆变电路中续流二极管VD的作用是续流。（ ） 【答案】正确 【解析】当逆变电路中的感性负载电流不能突变时，主开关器件关断后，电感会产生反向感应电动势。续流二极管为电感电流提供通路，使电感电流平稳衰减，抑制过电压。因此该二极管的作用是续流，题干说法正确。 27. PN结是由两块相同类型的半导体材料紧密接触形成的。（ ） 【答案】错误 【解析】PN结是由一块P型半导体（空穴为主要载流子）和一块N型半导体（电子为主要载流子）紧密接触形成的，而不是由两块相同类型的半导体材料形成。 28. 利用二极管的正向特性较陡的特点也能起到稳压作用。（ ） 【答案】正确 【解析】二极管正向特性较陡时，正向电流发生较大变化而正向电压变化较小。将其工作在合适的正向电流范围内，可以利用这种近似恒压特性限制电压变化，从而起到一定的稳压作用。因此题干说法正确。 29. 硅稳压二极管的稳压特性依赖于其反向击穿特性。（ ） 【答案】正确 【解析】真。硅稳压二极管的稳压特性依赖于其反向击穿特性，保持输出电压稳定。 30. 集成稳压电路输出电压的稳定性比硅稳压二极管稳压电路要高。（ ） 【答案】正确 【解析】真。集成稳压电路具有更高的稳定性，能够提供更精确的输出电压。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 描述二极管的雪崩击穿和齐纳击穿的区别。 【答案】见解析 【解析】雪崩击穿和齐纳击穿是二极管两种不同的击穿机制。雪崩击穿发生在高电压下，当反向电压增加到一定程度时，PN结中的载流子（电子和空穴）被加速到足够的能量，以至于它们能够撞击并产生更多的载流子，这个过程像雪崩一样迅速扩散，导致电流急剧增加。齐纳击穿则发生在特定的电压下，通常与PN结材料的特性有关，如掺杂浓度和结构。当电压达到齐纳电压时，PN结会突然导通，电流急剧增加。齐纳击穿通常用于制造齐纳二极管，用于稳定电压。 32. 某正弦交流电路中，用示波器观察到各电压和电流的波形如图所示，试通过波形图分析、、分别是什么性质的元件。 【答案】为容性负载； 为纯电阻负载； 为纯电感负载 33. 解释PN结二极管扩散电容形成的机制；解释产生电流和复合电流的形成机制 【答案】①扩散电容的形成机制：PN结正向偏置时，电子和空穴分别注入对方区域，并在结区两侧的中性区形成非平衡少数载流子浓度分布。外加电压发生变化时，少数载流子浓度和存储电荷量也随之变化，等效于对这些存储电荷进行充、放电，因而表现出电容效应。扩散电容定义为存储电荷量对结电压的变化率，即Cd=dQ/dU。②产生电流的形成机制：反向偏置时，空间电荷区内的热运动会产生电子—空穴对，内建电场和外加反向电场迅速将电子、空穴分别移向两端，形成反向产生电流。复合电流的形成机制：在正向偏置或其他载流子注入条件下，空间电荷区内的电子和空穴相遇并复合，复合过程需要由外电路不断补充载流子，从而形成与复合过程相对应的电流，称为复合电流。 【解析】扩散电容来源于PN结正向偏置时少数载流子注入后在结区两侧储存的电荷。外加电压变化会引起少数载流子浓度和存储电荷量变化，因此结电流中出现类似电容充放电的动态分量，扩散电容为Cd=dQ/dU。产生电流主要由空间电荷区内热产生的电子—空穴对形成，产生的载流子被电场迅速分离并漂移到两端，形成反向电流。复合电流则源于空间电荷区内电子与空穴的复合；复合会消耗载流子，外电路需提供相应载流子以维持电流，因此形成复合电流。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某设备维修人员检修一台控制电源。变压器次级输出有效值为 12 V 的交流电压，经桥式整流后给面板指示灯供电。设计整流支路的额定电流为 0.8 A，桥式整流时每只导通二极管的正向压降取 0.7 V。现有甲、乙两种 2CZ 系列整流二极管，参数如下：甲的最大整流电流为 1 A、最高反向工作电压为 20 V；乙的最大整流电流为 1 A、最高反向工作电压为 50 V。指示灯采用发光二极管，工作电压约为 2 V，工作电流取 20 mA，串联限流电阻采用 680 Ω。忽略变压器和导线损耗。（1）计算变压器次级电压峰值，并计算整流滤波后的直流电压近似值；再计算限流电阻中的实际电流和功耗，判断选用 0.5 W 电阻是否合适。（2）按最高反向工作电压至少为桥式整流二极管所承受反向峰值电压两倍的要求，在甲、乙两种二极管中选择合适型号，并说明理由。（3）若将发光二极管反向接入电路，分析可能出现的现象，并说明正确的连接方法。 【答案】（1）次级电压峰值：；整流滤波后直流电压：。限流电阻实际电流：；电阻功耗：，选用 0.5 W 电阻合适。（2）选择乙。桥式整流时每只二极管承受的反向峰值约为 16.97 V，按两倍要求应不低于 33.94 V；乙的最高反向工作电压为 50 V，且最大整流电流满足 0.8 A 要求。（3）发光二极管反向接入时基本不能正常发光，反向电压过高可能造成反向击穿和器件损坏。正确连接时应使其阳极接电源正端，阴极接限流电阻及电源负端。 【解析】（1）先由有效值求峰值，再扣除桥式整流中两只二极管的压降，最后利用欧姆定律和功率公式计算电流与功耗。（2）乙的反向耐压满足两倍峰值电压要求，最大整流电流也满足设计电流要求。（3）发光二极管具有单向导电性，反向耐压通常较低，必须正向连接并串联限流电阻。 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 $