2.1 说明半导体PN结单向导电的基本原理和静态伏-安特性。 答案
答：PN结——半导体二极管在正向电压接法下（简称正偏），外加电压所产生的外电场场
方向相反，因此PN结的内电场被削弱。内电场
与内电
所引起的多数载流子的漂移运动被削弱，
多数载流子的扩散运动的阻力减小了，扩散运动超过了反方向的漂移运动。大量的多数载流子能不断地扩散越过交界面，P区带正电的空穴向N区扩散，N区带负电的电子向P区扩散。这些载流子在正向电压作用下形成二极管正向电流。二极管导电时，其PN结等效正向电阻很小，管子两端正向电压降仅约1V左右（大电流硅半导体电力二极管超过1V，小电流硅二极管仅0.7V，锗二极管约0.3V）。这时的二极管在电路中相当于一个处于导通状态（通态）的开关。PN结——半导体二极管在反向电压接法下（简称反偏）外加电压所产生的外电场
与原内电场
方向相同。因此外电场使原内电
场更增强。多数载流子（P区的空穴和N区的电子）的扩散运动更难于进行。这时只有受光、热激发而产生的少数载流子（P区的少数载流子电子和N区的少数载流子空穴）在电场力的作用下产生
漂移运动。因此反偏时二极管电流极小。在一定的温度下，二极管反向电流
在一定的反向电压范
围内不随反向电压的升高而增大，为反向饱和电流。因此半导体PN结呈现出单向导电性。其静
态伏－安特性曲线如左图曲线①所示。但实际二极管静态伏－安特性为左图的曲线②。二极管正向导电时必须外加电压超过一定的门坎电压
（又称死区电压），当外加电压小于死区电压时，外
电场还不足以削弱PN结内电场，因此正向电流几乎为零。硅二极管的门坎电压约为0.5V，锗二极管约为0.2V，当外加电压大于时仅在当外加反向电压电流
后内电场被大大削弱，电流才会迅速上升。二极管外加反向电压
时才会使反向电流
超过
保持为反向饱和
后二极管被
不超过某一临界击穿电压值
。实际二极管的反向饱和电流是很小的。但是当外加反向电压
电击穿，反向电流迅速增加。
2.2 说明二极管的反向恢复特性。
答案
答：由于PN结间存在结电容C，二极管从导通状态（C很大存储电荷多）转到截止阻断状态时，PN
结电容存储的电荷
并不能立即消失，二极管电压仍为
≈1～2V，二极管仍然具有导电性，在
反向电压作用下，反向电流从零增加到最大值，反向电流使存储电荷逐渐消失，二极管两端电压降为零。这时二极管才恢复反向阻断电压的能力而处于截止状态，然后在反向电压作用下，仅流过
很小的反向饱和电流。因此，二极管正向导电电流为零后它并不能立即具有阻断反向电压的能力，
后才能恢复其阻断反向电压的能力。
必须再经历一段反向恢复时间
答 2.3 说明半导体电力三极管BJT处于通态、断态的条件。 案
答：电力三极管BJT处于通态的条件是：注入三极管基极的电流三极管的电流放大系数
等效电阻、饱和导电状态，可以看作是一个闭合的开关。BJT处于断态的条件是：基极电流或是施加负基极电流，即 答案
2.4 电力三极管BJT的四个电压值大小关系如何？ 答：
、
、
和
分别为不同基极状态下的三极管集-射极击穿电压值： 、
、
和
的定义是什么？其
。这时BJT的等效电阻近似为无限大而处于断态。
为零
，有
）。这时三极管
大于基极饱和电流
（已知
、导电性很强而处于最小
定义为基极反偏时，三极管集-射极电压击穿值；
为基极短接、基极电压为0时，三极管集-射极电压击穿值；
为基极接有电阻短路时的集-射极击穿电压值要； 为基极开路时集-射极击穿电压值。
其大小关系为：。
2.5 说明晶闸管的基本工作原理。在哪些情况下，晶闸管可以从断态转变为通态？已处于通态的晶
答案 闸管，撤除其驱动电流为什么不能关断，怎样才能关断晶闸管？
答：基本工作原理：见课本p36-37；应回答出承受正向压、门极加驱动电流时的管子内部的正反馈过程，使
电流后由于
，仍可使
很大，保持通态。
不断增大，最后使
，
很大，晶闸管变成通态；撤去门极
有多种办法可以使晶闸管从断态转变成通态。
常用的办法是门极触发导通和光注入导通。另外正向过电压、高温、高的导通，但这是非正常导通情况。
要使晶闸管转入断态，应设法使其阳极电流减小到小于维持电流
都可能使晶闸管
，通常采用使其阳极A与阴极
K之间的电压
答案
电流
2.6 直流电源电压
为零或反向。
＝220V，经晶闸管T对负载供电。负载电阻R＝20Ω，电感
=22mA，用一个方波脉冲电流触发晶闸管。试计算：
=1H，晶闸管擎住
=55mA，维持电流
⑴ 如果负载电阻R＝20Ω，触发脉冲的宽度为300μs，可否使晶闸管可靠地开通？
⑵ 如果晶闸管已处于通态，在电路中增加一个1KΩ的电阻能否使晶闸管从通态转入断态？
⑶ 为什么晶闸管的擎住电流
比维持电流大？
(1) 设晶闸管开通：，由此可解出：当
，所以可以使晶闸管可靠导通。
时，
(2) 加入1KΩ电阻后，有 入断态。
，不能使晶闸管由通态转
(3) 为什么晶闸管的擎住电流比维持电流大：擎住电流和维持电流都是在撤去门极驱动电流的条件下
定义的，因此阳极电流。但维持电流是在通态时考虑的，此时管子已工作在较
大电流状态下，管内结温较高，此时的PN结漏电流Io随结温增大，导通能力强，因此必须要降低才能关断晶闸管；而擎住电流是在断态向通态变化时定义的，开始有驱动信号但未完全导通时，晶闸管工作时间短，结温低，PN结漏电流Io不大，导通能力弱，需要较大的阳极电流才能使管子开通。 2.7 额定电流为10A的晶闸管能否承受长期通过15A的直流负载电流而不过热？ 答案
答：额定电流为10A的晶闸管能够承受长期通过15A的直流负载电流而不过热。因为晶闸管的额定
电流
是定义的：在环境温度为40℃和规定的散热冷却条件下，晶闸管在电阻性负载的单相、工
频正弦半波导电、结温稳定在额定值125℃时，所对应的通态平均电流值。这就意味着晶闸管可以
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