模电面试题总结

第一章、常用半导体器件

  • 1、在电子系统中常用的模拟电路及其功能
答案示例 （1）放大电路：用于信号的电压、电流或功率的放大。
（2）滤波电路：用于信号的提取、变换或抗干扰。
（3）运算电路：完成信号的比例、加、减、乘、除、积分、微分、对数、指数运算。
（4）信号转换电路：用于将电流信号转换成电压信号或将电压信号转换成电流信号，将直流信号转换为交流信号或将交流信号转换为直流信号、将直流电压转换成与之成正比的频率。
（5）信号发生电路：用于产生正弦波、矩形波、三角波、锯齿波。
（6）直流电源：将220V，50Hz交流电转换成不同输出电压和电流的直流电，作为各种电子电路的供电电源。
  • 2、半导体材料制作电子器件与传统的真空电子器件相比有什么特点
答案示例 频率特性好、体积小、功耗小，便于电路的集成化产品的袖珍化，此外在坚固抗震可靠等方面也特别突出;但是在失真度和稳定性等方面不及真空器件。
  • 3、什么是pn结？
答案示例 用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P(三价)型半导体与N(五价)型半导体制作在同一块半导体基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结，有单向导电作用

PN结形成的过程（半物）

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什么是突变结？单边突变结？线性缓变结？

​ 突变结：是一种具有特殊杂质浓度分布的突变p-n结，P和N区都是均匀掺杂的，在交界面处，杂质的浓度有一个突然的跃变；超突变结的势垒电容具有较高的电压灵敏度，可用作为变容二极管。

​ **单边突变结：**指的是P和N区的其中一者重掺杂，分为p+n和n+p结构

​ **线性缓变结：**指的是掺杂浓度是到冶金结（p-n交界面）的函数，简单地说就是掺杂浓度随着位置的变化而变化。

  • 4、什么是N型半导体? 什么是P型半导体? 当两种半导体制作在一起时会产生什么现象?
答案示例 多数载流子为自由电子的半导体叫N型半导体。反之，多数载流子为空穴的半导体叫P型半导体。P型半导体与N型半导体结合后便会形成P-N结
  • 5、PN结最主要的物理特性是什么? PN结还有那些名称?
答案示例 单向导电能力和较为敏感的温度特性。空间电荷区、阻挡层、耗尽层等。
  • 6、什么是晶体管、场效应管？
答案示例 根据不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域，并形成两个PN结，就构成晶体管。外部通常为三个引出电极的半导体器件，有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。使晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正向偏置，集电结反向偏置，晶体管的放大作用表现为小的基极电流可以控制大的集电极电流。

温度对于晶体管特性的影响（ICBOI_{CBO}，输入特性，输出特性）

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​ 场效应管是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件，并以此命名。由于它仅靠半导体中的多数载流子导电(晶体管多子少子都导电，少子受温度影响较大)，又称单极型晶体管。场效应管不但具备双极型晶体管体积小、重量轻、寿命长等优点，而且输入回路的内阻高达107~1012Ω，噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强，且比后者耗电省，这些优点使之从20世纪60年代诞生起就广泛地应用于各种电子电路之中。场效应管分为结型和绝缘栅型两种不同的结构。

  • 7、什么是本征半导体和杂质半导体？
答案示例 纯净的半导体就是本征半导体，在元素周期表中它们一般都是中价元素。在本征半导体中按极小的比例掺入高一价或低一价的杂质元素之后便获得杂质半导体。
  • 8、本征半导体是否能直接作为器件使用，为什么？
答案示例 本征半导体不能直接作为器件使用。本征半导体是完全纯净的、结构完整的半导体材料。在本征半导体中加入微量杂质，根据掺入杂质性质不同，可分为N型半导体和P型半导体。在同一块本征半导体的左右两个区域分别制作N型和P型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就会形成耗尽层，即PN结，这样才可以作为器件使用。因此，本征半导体不能直接作为器件使用
  • 9、PN结上所加端电压与电流是线性的吗?它为什么具有单向导电性?
答案示例 不是线性的，加上正向电压时，P区的空穴与N区的电子在正向电压所建立的电场下相互吸引产生复合现象，导致阻挡层变薄，正向电流随电压的增长按指数规律增长，宏观上呈现导通状态，而加上反向电压时，情况与前述正好相反，阻挡层变厚，电流几乎完全为零，宏观上呈现截止状态。这就是PN结的单向导电特性。
  • 10、在PN结加反向电压时果真没有电流吗?
答案示例 并不是完全没有电流，少数载流子在反向电压的作用下产生极小的反向漏电流。
  • 11、齐纳击穿和雪崩击穿
答案示例 
    当反向电压超过一定数值后，反向电流急剧增加，称之为反向击穿。击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿。

	齐纳击穿：在高掺杂浓度的情况下，因耗尽层宽度很窄，不大的反向电压就可在耗尽层形成很强的电场，可直接破坏共价键，使价电子脱离共价键束缚，产生电子-空穴对，致使电流急剧增大，这种击穿称为齐纳击穿。可见齐纳击穿电压较低，如果掺杂浓度较低，耗尽层宽度较宽，那么低反向电压下不会产生齐纳击穿。

	雪崩击穿：当反向电压增加到较大数值时，耗尽层的电场使少子漂移速度加快，从而与共价键中的价电子相碰撞，把价电子撞出共价键，产生新的电子-空穴对。新产生的电子-空穴被电场加速后又撞出其它价电子，载流子雪崩式地增加，致使电流急剧增加，这种击穿称为雪崩击穿。

	无论哪种击穿，若对其电流不加限制，都可能造成PN结永久性损坏。
  • 12、平衡少子与非平衡少子
答案示例 PN结处于平衡状态时的少子称为平衡少子。PN结处于正向偏置时，从P区扩散到N区的空穴和从N区扩散到P区的自由电子均称为非平衡少子。
  • 13、稳压二极管怎么工作的?
答案示例 稳压二极管工作原理：通常，二极管都是正向导通，反向截止，单向导通性；不过，加在二极管上的反向电压如果超过二极管的承受能力，二极管就要击穿损毁。但是有一种二极管，它的正向特性与普通二极管相同，而反向特性却比较特殊；当反向电压加到一定程度时，虽然管子呈现击穿状态，通过较大电流，却不损毁，并且这种现象的重复性很好；只要管子处在击穿状态，尽管流过管子的电流变化很大，而管子两端的电压却变化极小起到稳压作用。这种特殊的二极管叫稳压二极管。
  • 14、能否用两只二极管相互反接来组成三极管? 为什么?
答案示例 不能，两只二极管相互反接是通过金属电极相接，并没有形成三极管所需要的基区。同时三极管要求基区很薄，发射级高掺杂，集电级面积很大，因此不能组成三极管。
  • 15、二极管和PN结伏安特性的区别
答案示例 
    与PN结一样，二极管具有单向导电性。但是，由于二极管存在半导体体电阻和引线电阻，所以当外加正向电压时，在电流相同的情况下，二极管的端电压大于PN结上的压降；或者说，在外加正向电压相同的情况下，正向电流要小于PN结的电流；在大电流情况下，这种影响更为明显。另外由于二极管表面漏电流的存在，使外加反向电压时的反向电流增大。
	实测二极管的伏安特性时发现，只有在正向电压足够大时，正向电流才从零随端电压按指数规律增大。使二极管开始导通的临界电压称为开启电压Uon。当二极管所加反向电压的数值足够大时，反向电流为Is。反向电压太大将使二极管击穿，不同型号二极管的击穿电压差别很大，从几十伏到几千伏。
  • 16、什么是NMOS、PMOS、？什么是增强型、耗尽型？
答案示例 
    NMOS是指沟道在栅电压控制下p型衬底反型变成n沟道，靠电子的流动导电 ；PMOS是指n型衬底p沟道，靠空穴的流动导电。
	增强型是指不加栅源电压时，FET内部不存在导电沟道，这时即使漏源间加上电源电压也没有漏极电流产生。耗尽型是指当栅源电压为0时，FET内部已经有沟道存在，这时若在漏源间加上适当的电源电压，就有漏极电流产生。

第二章、基本放大电路

  • 1、如何评价放大电路的性能? 有哪些主要指标?
答案示例 
    放大电路的性能好坏一般由如下几项指标确定：增益(放大倍数)、输入输出电阻、通频带、非线性失真系数、信噪比、最大不失真输出电压、 最大输出功率与效率
	一个好的放大电路：放大倍数大，输入输出电阻合适，通频带合适、最大不失真输出电压大、 最大输出功率与效率高

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  • 2、放大器的输入输出电阻对放大器有什么影响？
答案示例 放大器的输入电阻应该越高越好，这样可以提高输入信号源的有效输出，将信号源的内阻上所消耗的有效信号降低到最小的范围。而输出电阻则应该越低越好，这样可以提高负载上的有效输出信号比例。
  • 3、三极管的结构、类型及特点
答案示例 类型：分为NPN和PNP两种。 特点：基区很薄，且掺杂浓度最低；发射区掺杂浓度很高，与基区接触面积较小；集电区接触面积较大。
  • 4、NPN和PNP晶体管的区别
NPN 晶体管 PNP 晶体管
它由两个N层和一个P层的组合组成。 它由两个P层和一个N层组成。
它是通过将P层夹在N层之间形成的。 它是通过将N层夹在P层之间形成的。
发射器和集电极与N区连接。 发射器和集电极与P区连接。
基极与 P 区连接。 基极与 N 区连接。
多数载流子是电子 多数载流子是空穴
少数载流子是空穴 少数载流子是电子。
一旦电子进入基极区域，它就导通 一旦空穴进入基极区域，它就导通
它通过施加正基极电压来接通。 它通过施加低电平电压来接通。
它通过施加低电平电压来关闭。 它通过施加正基极电压关闭
电流从集电极流向发射极。 电流从发射极流向集电极。
基极电流通过发射极进入基极。 基极电流从集电极进入基极。
在 NPN 符号中，发射集箭头指向外部。 在 PNP 符号中，发射集箭头指向内部。
它具有短的开关时间，因此具有很高的开关速度。 它具有长开关时间，因此具有低开关速度。
  • 5、共射,共集,共基的接法、特点

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  • 5、场效应管放大电路与晶体管放大电路的比较

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  • 6、非线性失真定义，产生原因，影响，解决方法
答案示例 
    非线性失真定义：非线性失真亦称波形失真、非线性畸变，表现为系统输出信号与输入信号不成线性关系。
	产生原因：由电子元器特性：曲线的非线性所引起，使输出信号中产生新的谐波成分，改变了原信号频谱，包括谐波失真、瞬态互调失真、 互调失真等。
	影响：非线性失真不仅会破坏音质，还有可能由于过量的高频谐波和直流分量烧毁音箱高音扬声器和低音扬声器。
	解决方法：引入负反馈，形成补偿，减少非线性失真。

（1）截止失真

产生原因—Q点设置过低 失真现象—NPN管削顶，PNP管削底。

消除方法—减小Rb，提高Q。

（2） 饱和失真

产生原因—Q点设置过高 失真现象—NPN管削底，PNP管削顶。

消除方法—增大Rb、减小Rc、增大VCC 。

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  • 7、静态工作点的确定对放大器有什么意义
答案示例 对于放大电路的最基本的要求，一是不失真，二是能够放大。如果输出波形严重失真，所谓“放大”毫无意义。因此，正确地确定静态工作点（就是Q点）能够使放大器有最小的截止失真和饱和失真，同时还可以获得最大的动态范围，提高三极管的使用效率。
  • 8、静态工作点稳定的必要性

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  • 9、微变等效电路分析法与图解法在放大器的分析方面有什么区别？
答案示例 可以比较方便准确地计算出放大器的输入输出电阻、电压增益等。而图解法则可以比较直观地分析出放大器的工作点是否设置得适当，是否会产生什么样的失真以及动态范围等。
  • 10、微变等效电路分析法有什么局限性?
答案示例 只能解决交流分量的计算问题，不能用来确定Q点，也不能用以分析非线性失真及最大输出幅度等问题。
* 11、什么是三极管的穿透电流（反向饱和电流）？它对放大器有什么影响？
答案示例 当基极开路时，集电极和发射极之间的电流ICEO就是穿透电流。其中集电极-基极反向漏电流ICBO和ICEO都是由少数载流子的运动产生的，所以对温度非常敏感，当温度升高时二者都将急剧增大。从而对放大器产生不利影响。因此在实际工作中要求它们越小越好

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  • 三极管输入输出特性曲线一般分为几个什么区域？
答案示例 一般分为放大区、饱和区和截止区
  • 放大电路的基本组态有几种？它们分别是什么？
答案示例 三种，分别是共发射极、共基极和共集电极
  • 放大器的静态工作点一般应该处于三极管输入输出特性曲线的什么区域？
答案示例 通常应该处于三极管输入输出特性曲线的放大区中央
* 在绘制放大器的直流通路时对电源/信号源和电容应该任何对待？

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