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教材名称：《电工学简明教程(第3版)》

主编：秦曾煌

出版社：高等教育出版社

版次：2015年3月

书刊号：ISBN：9787040344967

目录

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一、单项选择题（60题）

二、多项选择题（40题）

三、判断题（40题）

四、填空题（40题）

五、名词解释题（40题）

六、简答题（40题）

七、论述题（15题）

八、材料分析题（5题）

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第9章试卷-章节练习

第9章 半导体器件

9.1 半导体的导电特性

9.1.1 本征半导体

9.1.2 N 型半导体和P 型半导体

9.1.3 PN结及其单向导电性

9.2 二极管

9.2.1 基本结构

9.2.2 伏安特性

9.2.3 主要参数

9.3 稳压二极管

9.4 双极型晶体管

9.4.1 基本结构

9.4.2 电流分配和放大原理

9.4.3 特性曲线

9.4.4 主要参数

9.5 光电器件

9.5.1 发光二极管

9.5.2 光电二极管

9.5.3 光电晶体管

一、单项选择题（60题）

1.本征半导体中，载流子主要由什么构成？

A.自由电子               B.空穴

C.自由电子和空穴             D.杂质离子

正确答案：C

解析：本征半导体中，载流子主要由自由电子和空穴构成。当半导体受到外界光和热的刺激时，价电子挣脱原子核的束缚成为自由电子，同时在共价键中留下一个空位，称为空穴。自由电子和空穴都是半导体的载流子，它们共同参与导电。

2.N型半导体中，多数载流子是？

A.自由电子             B.空穴

C.正离子             D.负离子

正确答案：A

解析：N型半导体是在本征半导体中掺入五价元素（如磷）形成的。五价元素的一个多余价电子很容易挣脱原子核的束缚而成为自由电子，因此N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。

3.PN结加正向电压时，其导电性如何变化？

A.电阻增大，导电性变差             B.电阻减小，导电性变好

C.电阻不变，导电性无变化             D.无法确定

正确答案：B

解析：当PN结加正向电压时，外电场驱使空间电荷区变窄，P区的空穴进入N区，N区的电子进入P区，扩散运动增强，形成较大的正向电流。此时，PN结的电阻减小，导电性变好。

4.二极管的主要特性是什么？

A.电流放大作用             B.单向导电性

C.电压放大作用             D.双向导电性

正确答案：B

解析：二极管的主要特性是具有单向导电性。当二极管加正向电压时，如果正向电压超过一定数值（死区电压），二极管导通，电流可以顺利通过；当加反向电压时，二极管截止，电流几乎不能通过。

5.双极型晶体管的电流放大原理是基于什么？

A.单一种类载流子的流动             B.电子和空穴两种载流子的流动

C.离子的移动                D.电场的直接作用

正确答案：B

解析：双极型晶体管（BJT）的电流放大原理是基于电子和空穴两种载流子的流动。在NPN型晶体管中，电子从发射区注入基区，然后扩散到集电区，形成集电极电流；同时，少量空穴从基区注入发射区，形成发射极电流。这种双极性载流子传输机制使得BJT具有电流放大功能。

6.稳压二极管在电路中主要起什么作用？

A.电流放大             B.电压放大

C.稳压             D.信号调制

正确答案：C

解析：稳压二极管（齐纳二极管）在电路中主要用于稳压。当反向电压达到其击穿电压（齐纳电压）时，稳压二极管会进入反向击穿区，此时即使电流变化较大，其两端电压也能保持基本稳定，从而起到稳压作用。

7.双极型晶体管的基极电流IB、集电极电流IC和发射极电流IE之间的关系是什么？

A.IE=IB+IC             B.IC=IB+IE

C.IB=IC+IE             D.IE=IB×IC

正确答案：A

解析：在双极型晶体管中，发射极电流IE是基极电流IB和集电极电流IC之和，即IE=IB+IC。这是因为发射极是电流的发源地，基极电流是控制电流，集电极电流是受控电流，它们之间满足基尔霍夫电流定律。

8.发光二极管的工作原理主要基于什么？

A.热效应             B.光电效应

C.电致发光效应             D.磁效应

正确答案：C

解析：发光二极管（LED）的工作原理主要基于电致发光效应。当LED两端加上正向电压时，电子和空穴在PN结附近复合，释放出能量以光的形式辐射出去，从而实现发光。

9.光电二极管在光照下，其反向电流会如何变化？

A.减小             B.不变

C.增大             D.先增大后减小

正确答案：C

解析：光电二极管在光照下，其反向电流会增大。这是因为光照会激发半导体中的电子-空穴对，增加载流子的数量，从而导致反向电流增大。光电二极管常用于光信号检测、光电转换等场合。

10.光电晶体管与光电二极管相比，其主要优点是什么？

A.响应速度更快             B.灵敏度更高

C.暗电流更小             D.线性度更好

正确答案：B

解析：光电晶体管与光电二极管相比，其主要优点是灵敏度更高。光电晶体管具有电流放大作用，能够将微弱的光信号转换为较大的电信号输出，因此其灵敏度通常比光电二极管高。然而，光电晶体管的响应速度可能较慢，暗电流可能较大，线性度也可能不如光电二极管。

11.在本征半导体中掺入三价元素会形成什么类型的半导体？

A.N型半导体             B.P型半导体

C.本征半导体             D.绝缘体

正确答案：B

解析：在本征半导体中掺入三价元素（如硼）会形成P型半导体。三价元素的原子最外层有三个电子，与周围半导体原子形成共价键时缺少一个电子，因此会产生一个空穴，使得半导体中空穴成为多数载流子，从而形成P型半导体。

12.双极型晶体管的共发射极电流放大系数β定义为？

A.β=IBIC             B.β=ICIE

C.β=ICIB             D.β=IBIE

正确答案：A

解析：双极型晶体管（BJT）的共发射极电流放大系数β定义为集电极电流IC与基极电流IB之比，即β=IBIC。它表示了基极电流对集电极电流的控制能力，是BJT的一个重要参数。

13.稳压二极管在反向击穿区工作时，其两端电压具有什么特性？

A.随电流增大而迅速增大             B.随电流增大而基本保持不变

C.随电流减小而迅速减小             D.与电流无关，始终为0

正确答案：B

解析：稳压二极管在反向击穿区工作时，其两端电压具有稳压特性，即随电流增大而基本保持不变。这是因为稳压二极管在反向击穿区时，其内部的载流子浓度和电场分布达到一种动态平衡状态，使得电压能够保持稳定。

14.光电二极管在电路中通常工作在什么状态？

A.正向导通             B.反向偏置

C.零偏置             D.任意状态均可

正确答案：B

解析：光电二极管在电路中通常工作在反向偏置状态。这是因为反向偏置可以使得光电二极管的耗尽层变宽，从而提高其光电转换效率和响应速度。在反向偏置状态下，光电二极管的光照产生的电子-空穴对能够被有效地收集并形成光电流。

15.光电晶体管与光电二极管在结构上的主要区别是什么？

A.光电晶体管没有PN结             B.光电晶体管有两个PN结

C.光电晶体管没有基极             D.光电晶体管不能放大电流

正确答案：B

解析：光电晶体管与光电二极管在结构上的主要区别是光电晶体管有两个PN结（即NPN或PNP结构），而光电二极管只有一个PN结。这种结构使得光电晶体管具有电流放大作用，能够将微弱的光信号转换为较大的电信号输出。因此，光电晶体管在灵敏度、响应速度等方面通常优于光电二极管。

16.在双极型晶体管中，集电极电流IC主要受哪个电流的控制？

A.发射极电流IE               B.基极电流IB

C.集电极-发射极电压VCE             D.集电极-基极电压VCB

正确答案：B

解析：在双极型晶体管（BJT）中，集电极电流IC主要受基极电流IB的控制。这是BJT电流放大作用的基础，即基极电流的微小变化可以引起集电极电流的显著变化，从而实现电流放大。

17.发光二极管在正向偏置时，其发光强度与什么因素有关？

A.正向电压的大小             B.反向电压的大小

C.环境温度             D.光照强度

正确答案：A

解析：发光二极管（LED）在正向偏置时，其发光强度与正向电压的大小密切相关。当正向电压增大时，注入PN结的载流子数量增多，复合时释放的光子数量也增多，从而发光强度增大。因此，通过控制正向电压可以调节LED的发光强度。

18.光电晶体管在光照下，其集电极电流IC会如何变化？

A.减小             B.不变

C.增大             D.先增大后减小

正确答案：C

解析：光电晶体管在光照下，其集电极电流IC会增大。这是因为光照会激发基极区域的电子-空穴对，增加基极电流IB，进而通过晶体管的电流放大作用使集电极电流IC增大。因此，光电晶体管能够将光信号转换为电信号输出。

19.稳压二极管在反向击穿区工作时，其功率损耗主要发生在哪个部分？

A.PN结             B.电极

C.封装材料             D.外部环境

正确答案：A

解析：稳压二极管在反向击穿区工作时，其功率损耗主要发生在PN结部分。这是因为反向击穿时，PN结内部的载流子浓度和电场分布达到一种动态平衡状态，但仍有电流通过PN结，导致功率损耗。因此，在选择稳压二极管时，需要考虑其额定功率和散热条件。

20.双极型晶体管的饱和压降VCE(sat)是指什么？

A.晶体管在饱和区时集电极-发射极之间的电压          B.晶体管在放大区时集电极-发射极之间的电压

C.晶体管在截止区时集电极-发射极之间的电压             D.晶体管基极-发射极之间的电压

正确答案：A

解析：双极型晶体管（BJT）的饱和压降VCE(sat)是指晶体管在饱和区时集电极-发射极之间的电压。在饱和区，晶体管处于全导通状态，集电极电流IC不再随基极电流IB的增大而显著增大，此时集电极-发射极之间的电压降达到一个较小值，即饱和压降。饱和压降是BJT的一个重要参数，它影响了晶体管的功率损耗和效率。

21.在本征半导体中，若温度升高，其载流子浓度会如何变化？

A.减小             B.不变

C.增大             D.先增大后减小

正确答案：C

解析：在本征半导体中，若温度升高，其载流子浓度会增大。这是因为温度升高会加剧半导体原子的热运动，使得更多的价电子获得足够的能量挣脱原子核的束缚，成为自由电子，同时在共价键中留下空穴。因此，载流子（自由电子和空穴）的浓度随温度升高而增大。

22.双极型晶体管在放大区工作时，其集电极电流IC与基极电流IB的关系近似为？

A.IC=IB              B.IC=βIB

C.IC=βIB             D.IC与IB无关

正确答案：B

解析：双极型晶体管（BJT）在放大区工作时，其集电极电流IC与基极电流IB的关系近似为IC=βIB，其中β是共发射极电流放大系数。这表明在放大区，集电极电流IC随基极电流IB的增大而线性增大，实现了电流放大作用。

23.稳压二极管在反向击穿区工作时，若反向电流增大，其两端电压会如何变化？

A.显著增大              B.显著减小

C.基本保持不变             D.先增大后减小

正确答案：C

解析：稳压二极管在反向击穿区工作时，具有稳压特性。即当反向电流在一定范围内增大时，其两端电压基本保持不变。这是因为稳压二极管内部的载流子浓度和电场分布达到一种动态平衡状态，使得电压能够保持稳定，从而起到稳压作用。

24.光电二极管在光照下，其反向电流增大的主要原因是？

A.光照产生了更多的自由电子和空穴             B.光照使PN结的反向电阻减小

C.光照使PN结的正向电阻增大             D.光照使PN结的击穿电压降低

正确答案：A

解析：光电二极管在光照下，其反向电流增大的主要原因是光照产生了更多的自由电子和空穴。当光照照射到光电二极管的PN结上时，会激发半导体中的电子-空穴对，增加载流子的数量。这些载流子在反向偏置电压的作用下形成反向电流，从而使反向电流增大。

25.光电晶体管与光电二极管相比，在光照条件下，其输出电流的主要特点是？

A.输出电流较小，但线性度好             B.输出电流较大，且具有电流放大作用

C.输出电流与光照强度无关             D.输出电流随光照强度减小而增大

正确答案：B

解析：光电晶体管与光电二极管相比，在光照条件下，其输出电流的主要特点是输出电流较大，且具有电流放大作用。这是因为光电晶体管内部有两个PN结，形成了基极、发射极和集电极的结构。光照产生的电子-空穴对在基极区域形成基极电流，通过晶体管的电流放大作用，使得集电极输出电流显著增大。因此，光电晶体管在光电转换和信号放大方面具有优势。

26.在双极型晶体管中，如果基极电流IB为零，那么集电极电流IC将如何？

A.很大             B.很小，但不为零

C.为零             D.无法确定

正确答案：B

解析：在双极型晶体管（BJT）中，如果基极电流IB为零，理论上集电极电流IC也应为零，因为BJT的电流放大作用依赖于基极电流。然而，在实际晶体管中，由于存在漏电流和穿透电流等，即使基极电流为零，集电极也可能有微小的电流。但在此题目的理想化讨论中，若严格依据BJT的工作原理，应选C（为零）。不过，考虑到实际情况，选择B（很小，但不为零）更贴近实际晶体管的特性。为保持题目严谨性，此处解析说明两者情况，但按实际考试常见处理，可能倾向选B并注明实际考虑。

27.发光二极管的发光颜色主要由什么决定？

A.外加电压的大小             B.外加电流的方向

C.半导体材料的种类             D.封装材料的颜色

正确答案：C

解析：发光二极管（LED）的发光颜色主要由半导体材料的种类决定。不同的半导体材料具有不同的能带结构，当电子和空穴复合时，会释放出不同能量的光子，从而产生不同颜色的光。例如，砷化镓（GaAs）材料制成的LED通常发出红光或红外光，而氮化镓（GaN）材料制成的LED则可以发出蓝光或绿光。

28.光电二极管在电路中通常用于什么场合？

A.电流放大             B.电压放大

C.光信号检测             D.信号调制

正确答案：C

解析：光电二极管在电路中通常用于光信号检测场合。它能够将光信号转换为电信号，从而实现光电转换。光电二极管具有灵敏度高、响应速度快等优点，在光通信、光电传感等领域有广泛应用。

29.双极型晶体管的穿透电流ICEO是指什么？

A.基极开路时，集电极-发射极之间的电流             B.基极短路时，集电极-发射极之间的电流

C.发射极开路时，集电极-基极之间的电流             D.发射极短路时，集电极-基极之间的电流

正确答案：A

解析：双极型晶体管（BJT）的穿透电流ICEO是指基极开路时，集电极-发射极之间的电流。它反映了晶体管在基极无电流输入时的集电极-发射极漏电流情况。穿透电流是BJT的一个重要参数，它影响了晶体管的静态工作点和温度稳定性。

30.光电晶体管与光电二极管相比，其优势主要体现在什么方面？

A.响应速度更快             B.灵敏度更高

C.暗电流更小             D.线性度更好

正确答案：B

解析：光电晶体管与光电二极管相比，其优势主要体现在灵敏度更高方面。光电晶体管具有电流放大作用，能够将微弱的光信号转换为较大的电信号输出，因此其灵敏度通常比光电二极管高。然而，光电晶体管的响应速度可能较慢，暗电流可能较大，线性度也可能不如光电二极管。因此，在选择光电器件时，需要根据具体应用场景进行权衡。

31.在本征半导体中掺入五价元素后，形成的半导体中多数载流子是什么？

A.空穴             B.自由电子

C.正离子             D.负离子

正确答案：B

解析：在本征半导体中掺入五价元素（如磷）后，五价元素的原子会替代部分半导体原子，并多出一个电子。这个多余的电子很容易成为自由电子，因此形成的N型半导体中多数载流子是自由电子。

32.双极型晶体管在饱和区工作时，其集电极-发射极电压VCE通常处于什么状态？

A.很大             B.很小，接近零

C.等于电源电压             D.无法确定

正确答案：B

解析：双极型晶体管（BJT）在饱和区工作时，其集电极-发射极电压VCE通常很小，接近零。这是因为饱和区时，晶体管处于全导通状态，集电极电流IC不再随基极电流IB的增大而显著增大，此时集电极-发射极之间的电压降达到一个较小值。

33.稳压二极管在反向击穿区工作时，若需要稳定一个较高的电压，应选择什么类型的稳压二极管？

A.击穿电压较低的             B.击穿电压较高的

C.任意击穿电压的             D.与击穿电压无关

正确答案：B

解析：稳压二极管在反向击穿区工作时，其稳定电压等于其击穿电压。因此，若需要稳定一个较高的电压，应选择击穿电压较高的稳压二极管。

34.光电二极管在光照下，其反向电流与光照强度的关系是什么？

A.反向电流随光照强度增大而减小             B.反向电流随光照强度增大而增大

C.反向电流与光照强度无关             D.反向电流先增大后减小

正确答案：B

解析：光电二极管在光照下，其反向电流随光照强度增大而增大。这是因为光照会激发半导体中的电子-空穴对，增加载流子的数量，从而形成更大的反向电流。

35.光电晶体管与光电二极管相比，在信号检测方面，光电晶体管的主要优势是什么？

A.响应速度更快             B.灵敏度更高，具有电流放大作用

C.暗电流更小             D.线性度更好

正确答案：B

解析：光电晶体管与光电二极管相比，在信号检测方面，光电晶体管的主要优势是灵敏度更高，具有电流放大作用。光电晶体管内部的两个PN结结构使得其能够对微弱的光信号进行放大，从而输出更大的电信号，提高了检测的灵敏度和准确性。

36.在双极型晶体管中，发射极电流IE与集电极电流IC和基极电流IB的关系是什么？

A.IE=IC+IB             B.IE=IC−IB

C.IE=IC×IB             D.IE与IC和IB无关

正确答案：A

解析：在双极型晶体管（BJT）中，发射极电流IE等于集电极电流IC与基极电流IB之和，即IE=IC+IB。这是因为在BJT中，发射极是电流注入端，集电极是电流收集端，而基极则控制电流的注入量。

37.稳压二极管在反向击穿区工作时，其动态电阻rZ的定义是什么？

A.rZ=ΔIZΔVZ             B.rZ=ΔVZΔIZ

C.rZ=VZ×IZ             D.rZ与VZ和IZ无关

正确答案：A

解析：稳压二极管在反向击穿区工作时，其动态电阻rZ定义为稳压电压变化量ΔVZ与稳压电流变化量ΔIZ之比，即rZ=ΔIZΔVZ。动态电阻反映了稳压二极管在反向击穿区时电压对电流的敏感程度，是稳压二极管的一个重要参数。

38.光电二极管在电路中连接时，通常需要反向偏置，这是因为什么？

A.反向偏置可以减小暗电流             B.反向偏置可以增大光电流

C.反向偏置可以提高响应速度             D.反向偏置是光电二极管工作的必要条件

正确答案：D

解析：光电二极管在电路中连接时，通常需要反向偏置。这是因为光电二极管的工作原理是基于PN结的反向击穿特性，只有在反向偏置下，光电二极管才能正常工作，将光信号转换为电信号。虽然反向偏置也可以减小暗电流、增大光电流和提高响应速度，但这些都是反向偏置带来的好处，而不是反向偏置的必要原因。因此，选项D“反向偏置是光电二极管工作的必要条件”是最准确的答案。

39.双极型晶体管的共基极电流放大系数α与共发射极电流放大系数β的关系是什么？

A.α=β+1             B.α=β+1β

C.α=β−1             D.α与β无关

正确答案：B

解析：双极型晶体管（BJT）的共基极电流放大系数α与共发射极电流放大系数β的关系是α=β+1β。这是因为α定义为集电极电流IC与发射极电流IE之比（在共基极配置下），而β定义为集电极电流IC与基极电流IB之比。通过电流关系IE=IC+IB和β=IBIC，可以推导出α和β之间的关系。

40.发光二极管在正向偏置时，其发光亮度与什么因素有关？

A.正向电压的大小             B.反向电压的大小

C.环境温度             D.封装材料的颜色

正确答案：A

解析：发光二极管（LED）在正向偏置时，其发光亮度与正向电压的大小密切相关。当正向电压增大时，注入PN结的载流子数量增多，复合时释放的光子数量也增多，从而发光亮度增大。因此，通过控制正向电压可以调节LED的发光亮度。虽然环境温度和封装材料的颜色也可能对LED的发光亮度产生一定影响，但它们不是主要因素。