2025年大學(xué)大三（微電子科學(xué)與工程）半導(dǎo)體器件應(yīng)用試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。1.以下哪種半導(dǎo)體器件常用于放大電路？（）A.二極管B.三極管C.場(chǎng)效應(yīng)管D.晶閘管2.對(duì)于NPN型三極管，其工作在放大區(qū)時(shí)，各極電位關(guān)系是（）A.Vc>Ve>VbB.Vc>Vb>VeC.Vb>Vc>VeD.Vb>Ve>Vc3.場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電阻（）A.較低B.非常高C.與三極管相當(dāng)D.不確定4.半導(dǎo)體二極管的正向?qū)▔航狄话銥椋ǎ〢.0.1V-0.3VB.0.5V-0.7VC.1V-2VD.2V-3V5.穩(wěn)壓二極管工作在（）A.正向?qū)▍^(qū)B.反向截止區(qū)C.反向擊穿區(qū)D.不確定6.三極管的電流放大倍數(shù)β反映了（）A.集電極電流與基極電流的關(guān)系B.集電極電流與發(fā)射極電流的關(guān)系C.基極電流與發(fā)射極電流的關(guān)系D.以上都不對(duì)7.當(dāng)溫度升高時(shí)，半導(dǎo)體三極管的β值（）A.增大B.減小C.不變D.不確定8.場(chǎng)效應(yīng)管分為（）A.結(jié)型和絕緣柵型B.N溝道和P溝道C.增強(qiáng)型和耗盡型D.以上都是9.絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電容（）A.較大B.較小C.與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管相同D.不確定10.半導(dǎo)體器件的反向電流隨溫度升高而（）A.增大B.減小C.不變D.不確定11.以下哪種半導(dǎo)體器件可用于數(shù)字電路中的開(kāi)關(guān)元件？（）A.二極管B.三極管C.場(chǎng)效應(yīng)管D.以上都可以12.對(duì)于共發(fā)射極放大電路，其電壓放大倍數(shù)公式為（）A.Au=-β(Rc/Re)B.Au=-β(Rc/rbe)C.Au=β(Rc/Re)D.Au=β(Rc/rbe)13.放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)（）A.飽和失真B.截止失真C.交越失真D.以上都可能14.場(chǎng)效應(yīng)管的跨導(dǎo)gm反映了（）A.柵源電壓對(duì)漏極電流的控制能力B.漏源電壓對(duì)漏極電流的控制能力C.柵極電流與漏極電流的關(guān)系D.以上都不對(duì)15.半導(dǎo)體二極管的反向電流越小，說(shuō)明其（）A.單向?qū)щ娦栽胶肂.單向?qū)щ娦栽讲頒.耐壓能力越強(qiáng)D.不確定16.三極管的穿透電流Iceo隨溫度升高而（）A.增大B.減小C.不變D.不確定17.共集電極放大電路的特點(diǎn)是（）A.電壓放大倍數(shù)近似為1，輸入電阻高，輸出電阻低B.電壓放大倍數(shù)大于1，輸入電阻高，輸出電阻低C.電壓放大倍數(shù)近似為1，輸入電阻低，輸出電阻高D.電壓放大倍數(shù)大于1，輸入電阻低，輸出電阻高18.場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極在結(jié)構(gòu)上（）A.完全相同B.源極雜質(zhì)濃度高C.漏極雜質(zhì)濃度高D.不確定19.在半導(dǎo)體器件中，少數(shù)載流子的數(shù)量受（）影響較大。A.溫度B.電壓C.光照D.以上都是20.半導(dǎo)體三極管的輸出特性曲線分為（）A.放大區(qū)、飽和區(qū)和截止區(qū)B.正向?qū)▍^(qū)、反向截止區(qū)和反向擊穿區(qū)C.線性區(qū)和非線性區(qū)D.以上都不對(duì)第II卷（非選擇題共60分）一、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分，共10分。請(qǐng)將正確答案填在橫線上。1.半導(dǎo)體三極管按結(jié)構(gòu)可分為_(kāi)_____型和______型。2.場(chǎng)效應(yīng)管的三個(gè)電極分別是______、______和______。3.放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)是指______、______和______。4.半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)有______、______和______。5.共發(fā)射極放大電路的輸入電阻ri主要由______決定，輸出電阻ro主要由______決定。二、簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分，共20分。簡(jiǎn)要回答問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述半導(dǎo)體三極管的電流放大原理。2.說(shuō)明場(chǎng)效應(yīng)管與三極管相比有哪些特點(diǎn)。3.分析放大電路產(chǎn)生失真的原因及如何消除失真。4.解釋穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理。三、計(jì)算題（共15分）答題要求：本大題共2小題，第1小題7分，第2小題8分，共15分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、公式和重要演算步驟。只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。1.已知某三極管的β=50，當(dāng)基極電流Ib=20μA時(shí)，求集電極電流Ic。2.一個(gè)共發(fā)射極放大電路，已知三極管的β=40，Rc=3kΩ，Re=1kΩ，rbe=1kΩ，電源電壓Vcc=12V，求該電路的電壓放大倍數(shù)Au。四、分析題（共10分）答題要求：閱讀以下材料，回答問(wèn)題。材料：有一個(gè)簡(jiǎn)單的放大電路，由三極管組成，其輸出電壓出現(xiàn)了失真現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)檢查，發(fā)現(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置偏高。問(wèn)題：1.這種失真屬于哪種失真？（3分）2.如何調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)來(lái)消除這種失真？（4分）3.若要提高該放大電路的電壓放大倍數(shù)，可以采取哪些措施？（3分）五、設(shè)計(jì)題（共5分）答題要求：設(shè)計(jì)一個(gè)用三極管組成的共發(fā)射極放大電路，要求電壓放大倍數(shù)Au≥30，輸入電阻ri≥1kΩ，輸出電阻ro≤2kΩ。請(qǐng)畫(huà)出電路原理圖，并說(shuō)明元件參數(shù)的選擇依據(jù)。答案：第I卷答案1.B2.B3.B4.B5.C6.A7.A8.D9.B10.A11.D12.B13.D14.A15.A16.A17.A18.A19.D20.A第II卷答案一、填空題答案1.PNP；NPN2.柵極；源極；漏極3.基極電流；集電極電流；發(fā)射極電壓4.最大整流電流；反向電流；反向擊穿電壓5.三極管的輸入電阻rbe；集電極電阻Rc二、簡(jiǎn)答題答案1.當(dāng)三極管的發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏時(shí)，基極電流Ib的變化會(huì)引起集電極電流Ic的較大變化，且Ic=βIb，實(shí)現(xiàn)了電流放大。2.場(chǎng)效應(yīng)管輸入電阻高、噪聲低、溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)，且便于集成。與三極管相比，場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制型器件，而三極管是電流控制型器件。3.放大電路產(chǎn)生失真的原因主要有靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)和輸入信號(hào)過(guò)大。若靜態(tài)工作點(diǎn)偏高會(huì)產(chǎn)生飽和失真，偏低會(huì)產(chǎn)生截止失真。消除失真可調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)，如改變基極偏置電阻等；對(duì)于輸入信號(hào)過(guò)大引起的失真，可減小輸入信號(hào)幅度或增大放大電路的動(dòng)態(tài)范圍。4.穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿區(qū)，當(dāng)反向電流在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，其兩端電壓基本保持不變，利用這一特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。三、計(jì)算題答案1.由Ic=βIb，可得Ic=50×20μA=1mA。2.根據(jù)電壓放大倍數(shù)公式Au=-β(Rc/rbe)，代入數(shù)據(jù)可得Au=-40×(3kΩ/1kΩ)=-120。四、分析題答案1.這種失真屬于飽和失真。2.可減小基極偏置電阻，使基極電流減小，從而降低靜態(tài)工作點(diǎn)，消除飽和失真。3.提高電壓放大倍數(shù)的措施有：增大集電極電阻Rc、減小發(fā)射極電阻Re、選用β值更大的三極管等。五、設(shè)計(jì)題答案電路原理圖：三極管的基極通過(guò)偏置電阻Rb接電源Vcc，發(fā)射極接電阻Re到地，集電極通過(guò)電阻Rc接電源Vc