[题目]阅读短文.回答问题: 半导体如何实现运算及数据处理2020 年我国将在全球首发 5nm 手机芯片.芯片基本元件之半导体二极管主要由 P 型半导体.N 型半导体.接线端.外壳组成.其结构和电路符号分别如图甲.乙所示.当一定的电流从正接线端流入.二极管呈现良好的导电性.当电流从负接线端流入.二极管呈现高电阻特性.N 型半导体内含有容易形� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】阅读短文，回答问题：

半导体如何实现运算及数据处理

2020 年我国将在全球首发 5nm 手机芯片，芯片基本元件之半导体二极管主要由 P 型半导体、N 型半导体、接线端、外壳组成，其结构和电路符号分别如图甲、乙所示。当一定的电流从正接线端流入，二极管呈现良好的导电性，当电流从负接线端流入，二极管呈现高电阻特性。

N 型半导体内含有容易形成电流的自由电子，而 P 型半导体内虽然没有自由电子，但含有可让电子停留和经过的位置（空穴）。未接通电路时，最靠近半导体交界面处一排的电子向 P 区扩散占据空穴，使 P 区交界面处带负电，N 区一侧带正电，由于电荷间存在相互作用力，交界面处将阻碍电子继续扩散。

半导体与电源相连后，电源负极将发出大量电子聚集在与之相连的一端，电压增大到一定值时且电子移动方向与电子扩散方向相同，电子将突破交界面处的阻碍使电路形成通路。反之，半导体呈现的电阻很大。多个半导体的组合，是构成芯片的基础元件。它们可实现运算及数据处理。发光二极管（LED）是一种能够发光的半导体电子元件，其显著的特点就是具有单向导电性。其电路符号如也用图乙所示，用实验方法测得某型号发光二极管两端的电压 U 和通过它的电流 I 的数据如表所示：

实验序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U/V	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4	2.6	2.8	3.0
I/mA	0	0.9	2.3	4.3	6.8	12.0	19.0	24.0	30.0	37.0

(1)半导体二极管内，当电流从 P 到 N 时，二极管电阻_____（较小/较大）。

(2)通路时，二极管输出信号值 Uk=1，断路时，输出信号值 Uk=0，在下图所示的电路中，a、b 两点信号值随时间的变化关系如下图中 A、B 所示，请在 C 图坐标系中，画出电路 c处信号值随时间变化的关系画线。

（______）

(3)关于半导体二极管，下列说法正确的是_____。

A电流从正接线端流入，一定会形成通路

B电子移动方向：电源→P 型半导体→N 型半导体

C半导体二极管的电阻与其两端的电压有关

D当电流从负接线端流入时，交界面带电子处电阻变小

(4)请在图丁的坐标纸上用描点法画出该型号发光二极管的伏安特性曲线。

（______）

(5)若该型号发光二极管的最佳工作电压为 2.5V，现用 5V 的稳压电源供电，则需要在电路中串联一个电阻R才能使其处于最佳工作状态，请根据所画出的该型号二极管的伏安特性曲线进行分析，串联的电阻R的阻值为_____Ω。（结果保留三位有效数字）

【答案】较小 C 119

【解析】

(1)[1]由短文知道，当一定的电流从正接线端流入，二极管呈现良好的导电性，说明此时二极管的电阻较小。

(2)[2]由图A知道，在0-1s、2-3s、4-5s、6-7s时间内，a处输出信号值Uk =1，其它时间内输出信号值Uk =0；由图B知道，在0-2s、4-6s时间内，b处输出信号值Uk =1，其它时间内输出信号值Uk =0；所以，在0-3s、4-7s时间内，c处输出信号值Uk =1，3-4s和7-8s时间内，c处输出信号值Uk =0，故电路 c处信号值随时间变化的关系，如下图所示

(3)[3]A．由于当二极管两端电压增大到一定程度时，电路才会形成通路，所以，电流从正接线端流入，不一定会形成通路，故A错误；

B．当二极管形成通路时，电流从P到N，而电子定向移动的方向与电流方向相反，所以，电子移动方向：电源→N型半导体→P型半导体，故B错误；

C．由表中数据知道，电压与电流的比值各不相同，所以，半导体二极管的电阻与其两端的电压有关，故C正确；

D．当电流从负接线端流入，二极管呈现高电阻特性，即交界面带电子处电阻变大，故D错误。

故选C。

(4)[4]根据表中数据先描点，然后用平滑曲线将各点连接起来，如下图所示

(5)[5]由图象知道，二极管的工作电压为2.5V时，电流I=21mA=0.021A，由串联电路电压特点和欧姆定律知道，串联电阻的阻值

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B.人通过滑轮组做的有用功为90J

C.拉力F的功率是100W

D.滑轮组的机械效率是75%

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