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- PN 结:PN 结是由 P 型半导体和 N 型半导体通过特殊工艺结合在一起形成的结构。P 型半导体中多子是空穴,N 型半导体中多子是电子。
- 内建电场:在 PN 结形成时,由于 P 区和 N 区载流子浓度的差异,会在结区形成一个内建电场,方向从 N 区指向 P 区。
- 平衡状态:在无光照、无外加电压时,PN 结处于热平衡状态。此时,内建电场阻止 P 区的空穴向 N 区扩散,N 区的电子向 P 区扩散。只有极少数的载流子(热激发产生的电子 - 空穴对)能够在内建电场的作用下形成漂移电流,但这个电流非常小,可以忽略不计。
- 答案分析
- 在无光照、无外加电压时,PN 结确实处于热平衡状态,扩散电流和漂移电流相互抵消,净电流为零。
- 因此,这道题的答案是正确。
综上所述,PN 结在无光照、无外加电压时,结电流为零,这是半导体物理中的一个基本原理。
- 知识点回顾
- 晶体管结构和工作原理
- 晶体管由发射区、基区和集电区组成,有发射极(E)、基极(B)和集电极(C)三个电极。
- 在放大状态下,发射结正向偏置,集电结反向偏置。
- 晶体管的工作基于两种载流子:电子(多子)和空穴(少子)。
- 电流形成机制
- 发射区向基区注入多子(电子),形成发射极电流。
- 基区的多子(电子)在发射结正向偏置下扩散到集电区,形成集电极电流。
- 同时,基区中的少子(空穴)在发射结正向偏置下扩散到发射区,形成基极电流。
- 集电极电流主要是由发射区注入的多子(电子)在基区扩散后被集电区收集形成的,而不是多子的漂移运动。
- 晶体管结构和工作原理
- 答案分析
- 在晶体管的放大状态下,集电极电流主要是由发射区注入的多子(电子)在基区扩散后被集电区收集形成的,而不是多子的漂移运动。
- 因此,这道题的答案是错误。
综上所述,处于放大状态的晶体管,集电极电流是由多子扩散运动形成的,而不是多子漂移运动。
在分析包含二极管的交流小信号电路时,通常需要用到二极管的动态电阻。以下是一些具体情况:
1. 小信号放大电路
- 工作原理:在小信号放大电路中,二极管(或二极管连接的晶体管)通常作为偏置元件或负载使用。当输入信号是一个小幅度的交流信号时,二极管的电压和电流变化较小,此时可以用动态电阻来近似分析二极管的行为。
- 举例:在晶体管放大器的偏置电路中,二极管用于提供稳定的偏置电压。当输入信号为小幅度交流信号时,二极管的动态电阻可以用来计算放大器的输入电阻和增益。
2. 信号调制与解调电路
- 工作原理:在信号调制与解调电路中,二极管常用于检波、混频等操作。当处理的信号幅度较小(如射频信号)时,二极管的动态电阻有助于分析信号的处理过程。
- 举例:在调幅(AM)信号的检波电路中,二极管作为检波元件,输入的是经过调制的小幅度射频信号,此时可以用动态电阻来分析检波效率和输出信号的特性。
3. 反馈电路
- 工作原理:在包含二极管的反馈电路中,当反馈信号为小幅度交流信号时,二极管的动态电阻可以用来分析反馈对电路性能(如稳定性、增益等)的影响。
- 举例:在某些自动增益控制(AGC)电路中,二极管作为反馈元件,通过其动态电阻来调节放大器的增益。
4. 信号滤波电路
- 工作原理:在一些信号滤波电路中,二极管与电容、电感等元件构成滤波网络。当处理的信号为小幅度交流信号时,二极管的动态电阻可以用来分析滤波特性。
- 举例:在某些有源滤波器中,二极管作为非线性元件,其动态电阻可以用来分析滤波器的频率响应和滤波效果。
总的来说,当二极管处于交流小信号工作状态时,其电压和电流变化较小,此时用动态电阻来近似分析二极管的行为,可以简化电路分析过程,得到较为准确的结果。