一、什么是信号？什么是电信号？

        信号反映消息的物理量，电信号是反应电压或电流变化的物理量。

二、什么是模拟信号？什么是数字信号？

        模拟信号是时间和数值上均连续的信号，数字信号是时间和数值上均离散的信号。

        

三、什么是模拟电子技术？

        通过设计和构建电路系统来处理模拟信号的技术。

四、什么是半导体？什么是本征半导体？什么是杂质半导体？

        半导体是导电能力介于导体（比如铜，很容易导电）和绝缘体（比如橡胶，不导电）之间的一种材料，由本征半导体人为的掺杂特定的杂志元素来认为控制其导电率。

        纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。没有掺杂其他元素，电导率在温度或光照变化时会改变，用于制作电子元件。

        杂质半导体是通过将微量的其他元素加入到本征（纯净）半导体中而制成的材料。这个过程叫做掺杂，加入的微量元素称为杂质。掺杂的目的是为了改变半导体的电导性，也就是让它更容易导电。

五、解释一下本征半导体里的两种载流子？

在本征半导体中存在两种载流子：自由电子和空穴。

1. 自由电子：当半导体内部的价电子获得足够的能量（通常是通过热激发）以至于能够脱离原本与之形成共价键的原子，这个电子就变成了一个自由电子。这样它就能在半导体材料内自由地移动了，不再局限于特定的原子。自由电子在电场的作用下可以流动，形成电流。

2. 空穴：当一个价电子离开它的正常位置，它就在原来的位置留下了一个空位，这个空位就是一个空穴。因为电子带负电，所以它离开后，它原来所在的位置就相对带了一个正电荷。这个空位或者说空穴可以被周围的其他电子“填补”，而每当一个电子跳到空穴中去，空穴就会移动到那个电子之前所在的位置。这样，空穴好像也在移动一样，也可以在电场的作用下形成电流。

        在本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现的，也就是说，每产生一个自由电子，同时也就产生了一个空穴。它们分别负责导电，而且数量上是相等的。在没有外加电场的情况下，自由电子和空穴是随机分布的，不会形成电流。但一旦外加电场，自由电子会向电场力的反方向移动，而空穴则会向电场力的方向移动，因为它们带有相反的电荷。这样，电子和空穴的有序移动共同构成了半导体中的电流。

        通俗的说，想象我们有一种特殊的材料，里面的小粒子（我们称这些为原子）通常都是紧紧抓住彼此的手，就像很多人手拉手围成一个大圈。这种紧握手的动作，就是我们说的“共价键”。这些手就好比是原子的“价电子”，它们通过这样的握手来维持整个结构的稳定。

        现在，我们让这个材料变热一点，就像是给大家跳支热舞，这时候，原子们会开始动来动去，因为它们有了更多的能量。在这种高能量（也就是高温度）的情况下，有些原子可能会因为太热了不想扎堆就松开手，也就是说，有几个价电子因为热激发获得了足够的能量，它们就会脱离原来的共价键。

        当一个价电子脱离了，就好比那个人突然松开了手，他就有可能去找其他的人手拉手。这个脱离出来的小粒子（原子失去的电子）叫做“自由电子”，它们可以在材料内自由移动。同时，那个被松开手的位置我们称之为“空穴”，因为那里缺了一个电子。这个空穴实际上就是一个正电荷，因为电子走了，剩下的那个原子就带了一个正电。

        随着温度的上升，更多的电子会因为热激发而变成自由电子，空穴也会相应增多，这就意味着电流会变得更强，因为有更多的电子和空穴可以移动。相反，如果温度下降，就会有更少的自由电子和空穴，电流也就会变弱。因为这个原因，本征半导体的性质很依赖于环境温度，而且通常导电性能不是很好。但是，如果温度控制得当，半导体可以用来制作对温度或光非常敏感的器件。

         现在我们在两边放了两个巨大的磁铁(外加电场)。这些磁铁就好比是外加的电场。电场就像是一个巨人，能够对那些自由游走的人（自由电子）和还想找人手拉手位置的空位（空穴）施加力。

        现在，所有的自由游走的人（自由电子）被巨人推着往一个方向走，这就好比自由电子在电场的作用下移动，形成了一个人流（电子电流）。同时，那些还没有找到位置的空位（空穴）也被巨人吸引，因为空位代表的是缺一个负电荷，它们就好比是带正电的，所以巨人会吸引它们往相反的方向。每次有人填补了一个空位，新的空位就会在刚刚那个填补空位的人的前一个位置出现，这样就形成了一系列的空位移动（空穴电流）。

        因为自由游走的人（自由电子）和空位（空穴）是朝着相反的方向移动，电子电流和空穴电流也就是朝着相反的方向流动。所以，当我们看整个圈子的时候，电流实际上是由两种人流组成的：一个是实际上在移动的人（自由电子），另一个是看起来在移动的空位（空穴）。这两个流动加起来，就形成了本征半导体中的总电流。

六、杂质半导体如何分类？什么是多子？什么是少子？

        先紧跟上面的比喻，本征半导体就像一个完美的圈，所有人都紧紧握着手；然而，杂质半导体是在这个完美的圈的基础上加了一些缺胳膊少腿或多手多脚的人的人，打破了原本每个人都只有两只手的平衡，破坏了集体稳定性(即增加了出逃率(导电率))。

        杂质半导体主要分为两类：

        N型半导体：在纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷)，取代了晶格中硅原子的位置。想象一下，如果有些人有三只手，而圈子中其他人都只有两只手，那么这些有三只手的人就会有一只多余的手（额外的电子）。这些多余的手非常容易被巨人（电场）推动，因为它们没有紧紧抓住别人的手。所以，在N型半导体中，这些多出来的手（自由电子）主要负责电流的传导。

        P型半导体：在纯净的硅晶体中加入三价元素(如硼)，取代了晶格中硅原子的位置。就好比有人只有一只手。在这个圈子中，如果有人只有一只手，那么这个人就会有一个空位（空穴）。这个空位会吸引周围的人（价电子）来填补，尽管他们本来已经和别人手拉手了。这些空位（空穴）在巨人（电场）的吸引下移动，形成P型半导体中的电流。

        在杂质半导体中，"少子"和"多子"是指电荷载流子的类型和数量，“少子”就是少数载流子，“多子”就是多数载流子。无论N型还是P型，都是多子越多，导电性能越强；多子对掺杂浓度敏感，少子浓度对温度敏感。

记忆口诀：“5N3P”，“N的发音又有点像‘电’，所以N的多子是电子，其它反推”

七、解释一下什么是PN结？PN结的形成原理与单向导电性？什么是扩撒作用？什么是漂移作用？

        PN结的定义：

        在同一块半导体基片的两边分别形成P型和N型半导体，则这两个半导体的交界面处会形成一个很薄的空间电荷区，这个整体称为PN结。

        PN结的形成：

        想象一个房间，一半区域是喜欢单独行动的人（N型半导体区，有多余手的人即自由电子），另一半区域是喜欢结伴而行的人，但他们中有些人只有一只手（P型半导体区，有空位的人即空穴）。这两群人被一堵看不见的墙（PN结界面）分隔开。现在，想象这堵墙突然消失了。

      1.扩散运动：浓度差引起的载流子从高浓度到流向低浓度。喜欢单独行动的人（自由电子）会自然地向结伴而行的人群移动，试图找到空着的手（空穴）进行握手。与此同时，结伴而行的一只手的人（空穴）也会向喜欢单独行动的人群移动，寻找多出来的手。这个过程就像人们自然地从人少的地方走向人多的地方，称为扩散运动。

     2.空间电荷区的形成：当喜欢单独行动的人（自由电子）填补了结伴而行的人的空手（空穴）后，他们就停止了移动，形成了一对新的握手。随着这些新的握手的形成，原先的分隔线附近开始出现没有自由活动的人，那里变成了一个相对静止的区域，这就是空间电荷区（耗尽层）。

     3.内部电场的形成：由于自由电子填补了空穴，结果是在原先P型区域留下了多余的负离子，而在N型区域留下了多余的正离子。这些留下的带电粒子形成了一个内部电场，这个电场阻止了更多的自由电子和空穴进行扩散运动，因为它们现在必须逆着这个内部电场移动，这需要额外的能量。

     4.漂移运动：由于扩散作用使得中间电荷区载流子浓度骤减，形成内电场，在电场的作用下，载流子的运动成为内部电场建立之后，如果有载流子要跨过这个区域，它们就要进行漂移运动，也就是说，它们必须有足够的能量才能逆着电场移动。在这种情况下，空穴会被推向P型区域，而自由电子会被推向N型区域。

        最后，两种运动达到平衡状态——扩散运动导致的载流子交换与电场导致的漂移运动抵消了彼此的效果。这样，就形成了稳定的PN结。在耗尽层中，由于大部分的自由电子和空穴都已经被消耗，所以载流子非常少，我们可以近似认为这个区域内没有自由的载流子，主要是不动的离子控制着这个区域的属性。这就是为什么这个区域被称为耗尽层的原因。

八、解释一下PN结的伏安特性？什么是正向特性？什么是反向特性？

(1)伏安特性：

伏安特性描述了PN结在不同偏置电压下的电流-电压关系。

正向特性：当PN结处于正向偏置时，即P端连接正电源，N端连接负电源，电流可以通过PN结，形成正向电流。这是因为正向偏置会缩小PN结的耗尽层，使得电流能够通过。随着正向电压的增加，正向电流也会随之增加，但是增加的速度会逐渐减缓。

反向特性：而当PN结处于反向偏置时，即P端连接负电源，N端连接正电源，电流几乎不能通过，形成截止的状态。只有在反向偏置电压达到一定程度时，PN结会发生击穿，形成反向击穿电流。

        空穴会被吸引向N型区域移动，而自由电子也会被吸引向P型区域移动。反向电压会使得PN结的耗尽层变宽，阻止电流通过。正常的反向电压下，只有非常微小的反向饱和电流会流过，这是因为少量的自由电子和空穴仍然可以通过热激发而跨越耗尽层。

        然而，当反向电压增加到一定程度时，耗尽层中的电场会急剧增强，导致PN结的材料发生击穿。

        当PN结外加正向电压时，扩散电流>漂移电流；当PN结外加反向电压时，扩散电流<漂移电流。

        当温度升高时，二极管正向特性曲线和反向特性曲线分别：左移、下移。

九、什么是PN结的电容特性？什么是势垒电容？什么是扩散电容？什么是结电容？

         PN结在正向偏置时，自由电子和空穴会通过扩散运动和漂移运动形成电流。这两种运动会导致PN结两侧的电荷分布发生变化，使得PN结本身具有电容特性。

1. 势垒电容：势垒电容是指在PN结的耗尽层处形成的电容。当PN结处于截止状态（无外加电压）时，由于P型区域和N型区域的离子性杂质原子形成的正负空间电荷，产生一个势垒。这个势垒形成了一个电容，被称为势垒电容。势垒电容的大小与PN结的材料特性（如掺杂浓度）和结的面积有关。

2. 扩散电容：扩散电容是指在PN结的由扩散形成的电容。当PN结处于正向偏置状态时，外加电压会使得扩散电子和空穴进入耗尽层，从而减小耗尽层的宽度。这个变化会导致扩散电容的形成。扩散电容的大小与PN结的扩散电流、载流子的扩散长度和结的面积有关。

3. 结电容：结电容是指PN结的总电容，即结电容 = 势垒电容 + 扩散电容。结电容是PN结的重要参数，会影响PN结的动态特性和高频性能。结电容的大小与PN结的材料特性（如掺杂浓度）、结的面积和反向偏置电压有关。

十、稳压管利用了PN结的什么特性？稳压管的稳定区工作在？

        PN结反向击穿时，在一定电流范围内，端电压几乎不变。通俗的说，就是自由电子和空穴已经开始排队了，再加入更多的自由电子和空穴，只会使得后面队伍变得越老越长，不会加快速度了。

        稳压管的稳压区工作在反向击穿。

十一、请问PN结的电击穿和热击穿有什么不同？电击穿分为哪两种？如何防止热击穿？

1. 电击穿： 反向击穿后，反向电流和反向电压的乘积不超过PN结容许的耗散功率，PN结不损坏，这种击穿可逆。

   • 雪崩击穿：是电击穿的一个子类，发生在较低掺杂的PN结中，主要是由于电子获得足够动能并通过碰撞离子化产生更多的载流子而引起的。

   • 齐纳击穿：也是电击穿的一个子类，主要出现在高掺杂的PN结中，其机制主要是量子隧穿效应。

2. 热击穿： 反向击穿电流过大，导致PN结的结温过高而烧坏，这种击穿不可逆。

预防PN结热击穿的措施：串接限流电阻。

十二、请判断P型半导体带正电？N型半导体带负电？

错误，半导体是中性的，不会随多子的电性而显示什么电性。

P型半导体：掺杂过程并没有改变晶格中的总电荷数量。每个掺杂的三价原子只是取代了一个硅原子，并且额外的正电荷（空穴）与掺杂原子的负电荷的核心相平衡。因此，虽然P型半导体中存在移动的正电荷载流子（空穴），但每一个产生空穴的掺杂原子核都会与之保持电荷平。

N型半导体：掺杂进来的五价原子的正电核（核里面包括了五个正电荷）与其四个原来的价电子以及那个额外的自由电子在电荷上相互平衡。也就是说，每一个额外的电子都对应着一个原子核的额外正电荷，因此晶格作为一个整体保持中性。