研究生《电子技术综合实验》课程报告
题目：半导体器件综合参数测试
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专业
指导教师
院（系、所）
年月日
一、实验目的：
（1）了解、熟悉半导体器件测试仪器，半导体器件的特性，并测得器件的特性参数。掌握半导体管特性图示仪的使用方法，掌握测量晶体管输入输出特性的测量方法。
（2）测量不同材料的霍尔元件在常温下的不同条件下（磁场、霍尔电流）下的霍尔电压，并根据实验结果全面分析、讨论。
二、实验内容：
（1）测试3AX31B、3DG6D的放大、饱和、击穿等特性曲线，根据图示曲线计算晶体管的放大倍数；
（2）测量霍尔元件不等位电势，测霍尔电压，在电磁铁励磁电流下测霍尔电压。
三、实验仪器：
XJ4810图示仪、示波器、三极管、霍尔效应实验装置
四、实验原理：
1.三极管的主要参数：
（1）直流放大系数h FE：h FE=（I C-I CEO）/I B≈I C/I B。其中I C为集电极电流，I B为基极电流。
基极开路时I C值，此值反映了三极管热稳定性。
（2）穿透电流I CEO
：
（3）交流放大系数β：β=ΔI C/ΔI B
（4）反向击穿电压BV CEO：基极开路时，C、E之间击穿电压。
2.图示仪的工作原理：
晶体管特性图示仪主要由阶梯波信号源、集电极扫描电压发生器、工作于X-Y方式的示波器、测试转换开关及一些附属电路组成。晶体管特性图示仪根据器件特性测量的工作原理，将上述单元组合，实现各种测试电路。阶梯波信号源产生阶梯电压或阶梯电流，为被测晶体管提
供偏置；集电极扫描电压发生器用以供给所需的集电极扫描电压，可根据不同的测试要求，改变扫描电压的极性和大小；示波器工作在X-Y状态，用于显示晶体管特性曲线；测试开关可根据不同晶体管不同特性曲线的测试要求改变测试电路。（原理如图1）
上图中，R B、E B构成基极偏置电路。当E B》V BE时，I B=（E B-V BE）/R B基本恒定。晶体管C-E之间加入锯齿波扫描电压，并引入小取样电阻RC，加到示波器上X轴Y轴电压分别为：V X=V CE=V CA+V AC=V CA-I C R C≈V CA
V Y=-I C·R C∝-I C
I B恒定时，示波器屏幕上可以看到一根。I C-V CE的特征曲线，即晶体管共发射极输出特性曲线。为了显示一组在不同I B的特征曲线簇I CI=φ应该在X轴锯齿波扫描电压每变化一个周期时，使I B也有一个相应的变化。应将E B改为能随X轴的锯齿波扫描电压变化的阶梯电压。每一个阶梯电压能为被测管的基极提供一定的基极电流，这样不同变化的电压V B1、V B2、V B3…就可以对应不同的基极注入电流I B1、I B2、I B3….只要能使没一个阶梯电压所维持的时间等于集电极回路的锯齿波扫描电压周期。如此，绘出I CO=φ（I BO，V CE）曲线与I C1=φ（I B1，V CE）曲线。
3.直流电流放大系数h FE与工作点I,V的关系
h FE是晶体三极管共发射极连接时的放大系数，h FE=I C/I B。以n-p-n晶体管为例，发射区的载流子（电子）流入基区。这些载流子形成电流I E，当流经基区时被基区空穴复合掉一部分，这复合电流形成IB，复合后剩下的电子流入集电区形成电流为IC，则I E=IB+IC。因IC>>IB 所以一般h FE=IC/IB都很大。
当V CC不变，h FE随I C变化的规律：I C较小时，I C增大，h FE也随之增大，当I C增大到一定程度时，则h FE随I C的增大而下降。原因很多，主要是当I C较小时，对于所有发射区复合都是主要的，结果h FE随I C增加而增加。当增大到一定程度时，即注入到基区的少数载流子和基区的多数载流子可以相比时，便产生基区电导调制和大注入自建电场，同时产生有效基区扩展和发射极电流集边效应等，在这种情况下，就不能只考虑SHR复合，同时也要考虑俄歇复合和禁带复合。因此，I C增大到一定程度时，h FE随I C增加开始下降，如（图1）。
当I C一定，h FE如何随V CC增加而增加呢？因共发射极连接，发射结处于正偏，但宽度变化不大，可视为近似不变，而集电结处于反偏，当反偏增加时，集电结空间电荷区随之加宽，它除扩展到中性集电区，还扩展到中性基区，使中性基区宽度变窄，造成基区内少子浓度梯度增大，因而当V CC增加时，使Ic、Ib都增加，从而使h FE也增加
（如图2）。假若不考虑基区宽变效应，h FE’=I C’/I B；考虑了基
区宽变效应，则h FE=I C/ I B。
本仪器主要由稳压源供给被测管偏置电压V CE，恒流源供给
被测管基极电流I B。根据h FE定义，在I C满量程时，可直接由I C/
I B表读出h FE值；当I C不为满量程时，根据h FE=I C/ I B计算。
4.晶体管f参数与工作点测试原理
在共发射极电路中，当测量(或工作)频率升高时，晶体三极管的交流短路电流放大倍数就要下降。当|β|下降到1时所对应的频率，称为该晶体管的特征频率，记作f T。
由以上定义，在工程上实现f T的测量比较复杂，因此，我们作以下推导：
高频三极管β与频率的关系可表示为：
β=β0／（1+jωC be·r’be）
其中
C be·r’be=1／2πfβ=1／ωβ
于是
β=β0／（1+jf ／f β）
取其模数
|β|=β0／[1+（f ／f β）2]1／2
（1）
式（1）中：β0为低频时电流放大倍数；f β为短路电流放大倍数降到0.707β0时所对应的频率，称为共发射极电路的截止频率；f 为测量（或工作）频率。由（1）式可以画出图1所示的|β|～f 曲线。
观察图1，当测量频率较低时，|β|≈β，随着频率的升高|β|下降，我们研究一下下降的规律。式（1）中，当测量频率f 比f β大很多，且能满足(f ／f β)2>>1时，（1）式简化为：
|β|=β0·f β／f
（2）
考虑到f T 的定义，当|β|=1时，f=f T ，于是：
f T =β0·f β
（3）
将（3）式代入（2）式得到：
f T =f 0·|β|
（4）
根据（4）式，我们可以将f T 表述为：在共发射极电路中，当测量频率f 大于f β且满足(f ／f β)2>>1时，特征频率f T 就等于测量频率f 与该频率下电流增益模数的乘积，称为“带宽—增益乘积”。
不难看出，当满足(f ／f β)2>>1而得到的（4）式，表示了一条直线，频率每升高一倍|β|就下降一倍，|β|是以-6dB/倍频程（或20dB/+倍频程）的规律下降的。只要在-6dB/倍频程区内，不管采用什么点频进行测量，从理论上讲都是可以求得f T （忽略公式近似而引入的误差），例如：
f 1·|β1|= f 2·|β2|= f 3·|β3|=…………………………… f T ·1=f T
严格说来，根据“带宽—增益乘积”的原理来测f T ，必须使(f ／f β)2>>1的条件满足的很好，不然由于“带宽—增益乘积”定义本身带来的误差就很可观。例如：f=3 f β，误差为+5%；f=5 f β，误差为2%；只有(f ／f β)2>>1其误差才可以被忽略。
理论分析和实验都证明，当|β|趋近于1时，曲线会上翘并且没有规律，因此该仪器的测量范围在-6dB/倍频程区内选β=2～6，这对绝大部分管型来说，可以确保(f ／f β)2>>1的条件。
通过以上分析，我们只要在晶体管的-6dB/倍频程区内的某频率下测得其交流短路电流放大系数|β|，就可依f T =f ·|β|求得f T 。
5. 霍尔效应：
霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向
上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。
如右图（1）所示，磁场B 位于Z 的正向，与之
垂直的半导体薄片上沿X 正向通以电流s I （称为控
制电流或工作电流），假设载流子为电子（N 型半导体材料），它沿着与电流s I 相反的X 负向运动。由于洛伦兹力L f 的作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y 轴负方向的B 侧偏转，并使B 侧形成电子积累，而相对的A 侧形成正电荷积累。与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力E f 的作用。随着电荷积累量的增加，E f 增大，当两力大小相等（方向相反）时，L f =-E f ，则电子积累便达到动态平
衡。这时在A 、B 两端面之间建立的电场称为霍尔电场H E ，相应的电势差称为霍尔电压H V 。
霍尔元件测量磁场的基本电路如图2，将霍尔元件置于待测磁场的相应位置，并使元件平面与磁感应强度B 垂直，在其控制端输入恒定的工作电流s I ，霍尔元件的霍尔电压输出端接毫伏表，测量霍尔电势H V 的值。
图(2)
五、实验步骤：
1、图示仪测晶体管特性
（1） 按下电源开关，指示灯亮，预热15分钟后，即可进行测试。 （2）调节辉度、聚焦及辅助聚焦，使光点清晰。
（3） 将峰值电压旋钮调至零，峰值电压范围、极性、功耗电阻等开关置于测试所需位置。 （4） 对X 、Y 轴放大器进行10度校准。 （5）调节阶梯调零。
（6）选择需要的基极阶梯信号，将极性、串联电阻置于合适挡位，调节级/簇旋钮，使阶梯信号为10级/簇，阶梯信号置重复位置。
（7）插上被测晶体管，缓慢地增大峰值电压，荧光屏上即有曲线显示。
（8）逐渐加大峰值电压就能在显示屏上看到一簇特性曲线.读出X 轴集电极电压V ce =1V 时最上面一条曲线（每条曲线为20μA ，最下面一条I B =0不计在内）I B 值和Y 轴I C 值，可得
h FE =
B
C
I I 若把X 轴选择开关放在基极电流或基极源电压位置，即可得到电流放大特性曲线。即
β=
B
C
I I ??
2、霍尔效应
（1）断开励磁线圈电流，调节霍尔控制电流I CH =10.00mA ，测量霍尔元件不等位电势。首先短路中间电压表的正负输入，调节调零电位器使电压显示00.00mV 。然后断开励磁电流，调节霍尔元件离开电磁铁以免电磁铁剩磁影响测量数据。最后调节霍尔控制电I CH =10.00mA ，连接好电压表和霍尔输出接线柱，记录数据V 13（控制电流从霍尔元件的1端流向3端）和V 31（控制电流从霍尔元件的3端流向1端）
（2）测量霍尔电压，调节电磁励磁电流I M =400mA ，对于Si 材料，霍尔控制电流I CH =1.00，2.00，3.00，4.00，5.00，6.00，7.00，8.00，9.00，10.00mA 。测量霍尔电压V ，然后绘I CH -V H 曲线，验证线性关系。首先连接好实验装置与电源的连线。调节霍尔元件在气隙里的位置，角度，使显示的数据最大。然后调节励磁电流I M =400mA ，依次改变励磁电流方向，改变霍尔控
制电流方向，然后记录。
（3）对于Si 材料，调节霍尔控制电流I CH =10.00mA ，调节电磁铁励磁电流
I M =50,100,200…1000mA 测量霍尔电压，然后绘制I M -V H 曲线，验证线性关系的范围，分析气隙磁场，在电磁励磁电流I M =800mA ，I M -V H 直线下跌的原因。首先连接好实验装置与电源的连线，然后调节霍尔元件在气隙的位置，角度，使显示的数据最大。然后调节霍尔控制电流I CH =10.00mA ，依次改变励磁电流方向，改变霍尔控制电流方向。最后记录实验结果
六、数据记录：
晶体管实验数据：
表1 V=8V
表2 V=8V
霍尔效应实验表格：
表3 V H -I CH M I =400mA
表4 V H-I M I CH=10.00mA
实验结论： 1、当霍尔电压保持恒定，改变励磁电流时，测量得到的霍尔电压随励磁电流的增加而增加， 通过作图发现二者之间也满足线性关系。2、当励磁电流保持恒定，改变霍尔电流时，测量得到的霍尔电压随霍尔电流的增加而增加， 通过作图发现二者之间满足线性关系。
七、对霍尔效应测量方法的改进：
7. 1 仪器的选取
我们做的“霍尔效应测磁场”所用仪器为螺线管磁场实验仪与霍尔效应测试仪，这两种仪器均为集成化程度较高的仪器 ,大大限制了学生开发思维和自制装置测磁场的能力。我们选取的磁场源为一对条形磁铁;
霍尔元件是一霍尔片 (其霍尔系数和最大限制电流已知 ); 毫伏表一只,用来测量霍尔电压;毫安表一只,用来测量霍尔电流;开关两只,可控制总电路和霍尔片工作电路;稳压电源一只,用来提供霍尔片工作电流;电阻一只,作为限流电阻;为了将霍尔片固定,采用一空心圆柱体(如笔芯等),利用胶水等粘性物质将霍尔片固定于其底部;量角器一只,用来指示霍尔片法线方向;带有坐标的胶片一张,用来确定所测点的坐标;有机玻璃一块，与胶片固定在一起,作为辅助器件;导线若干,用来连接电路;乳胶,用来固定条形磁铁和霍尔片。
7. 2 实验装置设计
本实验所依据的原理仍为霍尔效应测磁场原理,测量三维空间的磁场分布是测量二维空间磁场分布的扩展,在这里,我们以测量二维空间磁场分布为例来设计实验装置。由所选器件进行
设计装置线路的具体思路为:所测对象为一对条形磁铁周围产生的磁场,条形磁铁需要固定,这里用一块有机玻璃作为支撑物,用乳胶将条形磁铁将其固定;为了测霍尔电压和电流 , 需要将霍尔片的两对边焊接上导线 ,由于霍尔片较小,在实验时为了获得可靠的数据,不能用手直接接触,所以需将其用乳胶固定于一空心圆柱体(如笔芯等)下端,并使其法线方向在水平面内; 霍尔片的工作电流由稳压电源提供,其电流值由毫安表指示,霍尔电压由毫伏表指示。为了保护电路,用一只电阻作为限流电阻,一只单刀开关用来接通和切断电路。因为某点的磁场具有方向,所以为了指示该方向,将一张带有坐标的胶片附于玻璃板之上,用一挖去中心的量角器指示霍尔片的法线方向。实验装置简图如图1所示。
7. 3 实验方案及方法
本实验所测对象为一对条形磁铁在二维空间(水平面内)的磁场分布设计的具体方案为:将霍尔片放置于所测磁场中的任意位置,令其转动一周,观察测得霍尔电压的大小及霍尔片法线的方向,当霍尔电压最大时对应的磁感强度值即为该点的磁场大小,此时霍尔片的法线方向即为该点磁场的方向,从而可将所测点的磁场确定下来。改变霍尔片的位置,即可确定出二维空间中各点的磁场。此方法可扩展到测量三维空间的磁场分布。具体的操作步骤为:
(1)将霍尔片竖直固定于一圆柱形筒内,将筒置于一圆心处挖去一合适大小面积的量角器中,标出霍尔片法线方向在量角器上对应的角度。
(2)连接好电路,给霍尔片通一小的工作电流Is(小于10mA)。
(3)将霍尔片放置于未知磁场的某一点,令其法线在水平面内转动一周,观察霍尔电压的变化。
(4)记下最大霍尔电压值(UH)max, 此时由公式B=(UH)max/(kHIs)算出的磁感强度值即为该点磁场的大小;记下量角器上霍尔片的法线方向对应的角度,即为该点磁场的方向。
(5)改变霍尔片的位置,重复(3)、(4)步骤,即可测得二维空间中各点的磁场大小及方向。
2 实验结果及分析
实验中所用霍尔片的霍尔系数KH=2.3mV/(mA×T),工作电流Is=6.7mA。以两块条形磁铁中心连线的中点为坐标原点,并以中心连线向右为x轴,两块磁铁的中轴线为y轴,建立如图1所示坐标系。θ为霍尔片法线方向与x轴正向之间的夹角,即所测点的磁感应强度方向与x轴正向之间的夹角。B为所测点的磁感强度值。所测二维空间的磁场分布数据见表1。表1数据是对一对条形磁铁产生磁场在二维空间分布的部分数据,如果测量点足够多,则可描绘出整个二维空间的磁场分布。如果在三维空间中各点处,将霍尔片法线方向转动一周,观测出各点的最大霍尔电压值及此时的霍尔片法线在三维空间的方位,则可得出三维空间中的各点磁场大小及方向,从而可描绘出三维空间的磁场分布。
3 方案优缺点分析
对于现在大学物理实验中的“霍尔效应测磁场”项目,所用装置中的霍尔片只能沿螺线管中轴线移动,且霍尔片法线方向只能保持水平而不能转动,所以只能测出螺线管中轴线上的磁场分布,而无法测量周围磁场。本实验方案克服了以上缺点,可以使霍尔片在未知磁场中随意移动,且霍尔片法线方向可随意转动,根据霍尔效应测磁场原理,通过将霍尔片法线在空间任一点转动,观测最大霍尔电压值及此时霍尔片的法线方向,确定出所测点的磁场大小及方向。因而该实验可测量空间任一点的磁场。本实验方案着重对大学物理实验中“霍尔效应测量磁场”实验方法的改进,着重培养学生的创新思维,但对消除一些实验附加效应、实验数据精度等考虑不多。如果想消除附加效应,同样可以通过改变霍尔电流和磁场方向来消除,利用精度比较高的电表来提高实验数据精度。
八、实验心得：
通过这次试验让我对晶体管的工作特性有了进一步的了解，同时也让我对图示仪的操作有了基本的了解，虽然本科学过模电和半导体器件，但是由于基础不牢，在做实验前对晶体管的输出特性和工作特性都有些模糊了，但是通过这次试验，让我又捡起了本科的重要知识，同时理论与实践相结合让我对晶体管原理更加清晰理解。此外由于我们实验室也是做材料的，霍尔效应试验启发了我以后可以用该原理测试自己实验室做出的半导体材料的载流子浓度等等参
数。所以我相信通过这次电子综合实验，对我今后研究生阶段有很大帮助！
附录：晶体管测试过程中的实验图片
研究生《电子技术综合实验》课程报告 题目：半导体器件综合参数测试 学号 姓名 专业 指导教师 院（系、所） 年月日
一、实验目的： （1）了解、熟悉半导体器件测试仪器，半导体器件的特性，并测得器件的特性参数。掌握半导体管特性图示仪的使用方法，掌握测量晶体管输入输出特性的测量方法。 （2）测量不同材料的霍尔元件在常温下的不同条件下（磁场、霍尔电流）下的霍尔电压，并根据实验结果全面分析、讨论。 二、实验内容： （1）测试3AX31B、3DG6D的放大、饱和、击穿等特性曲线，根据图示曲线计算晶体管的放大倍数； （2）测量霍尔元件不等位电势，测霍尔电压，在电磁铁励磁电流下测霍尔电压。 三、实验仪器： XJ4810图示仪、示波器、三极管、霍尔效应实验装置 四、实验原理： 1.三极管的主要参数： （1）直流放大系数h FE：h FE=（I C-I CEO）/I B≈I C/I B。其中I C为集电极电流，I B为基极电流。 基极开路时I C值，此值反映了三极管热稳定性。 （2）穿透电流I CEO ： （3）交流放大系数β：β=ΔI C/ΔI B （4）反向击穿电压BV CEO：基极开路时，C、E之间击穿电压。 2.图示仪的工作原理： 晶体管特性图示仪主要由阶梯波信号源、集电极扫描电压发生器、工作于X-Y方式的示波器、测试转换开关及一些附属电路组成。晶体管特性图示仪根据器件特性测量的工作原理，将上述单元组合，实现各种测试电路。阶梯波信号源产生阶梯电压或阶梯电流，为被测晶体管提
供偏置；集电极扫描电压发生器用以供给所需的集电极扫描电压，可根据不同的测试要求，改变扫描电压的极性和大小；示波器工作在X-Y状态，用于显示晶体管特性曲线；测试开关可根据不同晶体管不同特性曲线的测试要求改变测试电路。（原理如图1） 上图中，R B、E B构成基极偏置电路。当E B》V BE时，I B=（E B-V BE）/R B基本恒定。晶体管C-E之间加入锯齿波扫描电压，并引入小取样电阻RC，加到示波器上X轴Y轴电压分别为：V X=V CE=V CA+V AC=V CA-I C R C≈V CA V Y=-I C·R C∝-I C I B恒定时，示波器屏幕上可以看到一根。I C-V CE的特征曲线，即晶体管共发射极输出特性曲线。为了显示一组在不同I B的特征曲线簇I CI=φ应该在X轴锯齿波扫描电压每变化一个周期时，使I B也有一个相应的变化。应将E B改为能随X轴的锯齿波扫描电压变化的阶梯电压。每一个阶梯电压能为被测管的基极提供一定的基极电流，这样不同变化的电压V B1、V B2、V B3…就可以对应不同的基极注入电流I B1、I B2、I B3….只要能使没一个阶梯电压所维持的时间等于集电极回路的锯齿波扫描电压周期。如此，绘出I CO=φ（I BO，V CE）曲线与I C1=φ（I B1，V CE）曲线。 3.直流电流放大系数h FE与工作点I,V的关系 h FE是晶体三极管共发射极连接时的放大系数，h FE=I C/I B。以n-p-n晶体管为例，发射区的载流子（电子）流入基区。这些载流子形成电流I E，当流经基区时被基区空穴复合掉一部分，这复合电流形成IB，复合后剩下的电子流入集电区形成电流为IC，则I E=IB+IC。因IC>>IB 所以一般h FE=IC/IB都很大。
半导体器件试题库 常用单位： 在室温（T = 300K ）时，硅本征载流子的浓度为 n i = 1.5×1010/cm 3 电荷的电量q= 1.6×10-19C μn =1350 2cm /V s ? μp =500 2 cm /V s ? ε0=8.854×10-12 F/m 一、半导体物理基础部分 （一）名词解释题 杂质补偿：半导体内同时含有施主杂质和受主杂质时，施主和受主在导电性能上有互相抵消 的作用，通常称为杂质的补偿作用。 非平衡载流子：半导体处于非平衡态时，附加的产生率使载流子浓度超过热平衡载流子浓度， 额外产生的这部分载流子就是非平衡载流子。 迁移率：载流子在单位外电场作用下运动能力的强弱标志，即单位电场下的漂移速度。 晶向： 晶面： （二）填空题 1．根据半导体材料内部原子排列的有序程度，可将固体材料分为 、多晶和 三种。 2．根据杂质原子在半导体晶格中所处位置，可分为 杂质和 杂质两种。 3．点缺陷主要分为 、 和反肖特基缺陷。 4．线缺陷，也称位错，包括 、 两种。 5．根据能带理论，当半导体获得电子时，能带向 弯曲，获得空穴时，能带 向 弯曲。 6．能向半导体基体提供电子的杂质称为 杂质；能向半导体基体提供空穴的杂 质称为 杂质。 7．对于N 型半导体，根据导带低E C 和E F 的相对位置，半导体可分为 、弱简 并和 三种。 8．载流子产生定向运动形成电流的两大动力是 、 。
9．在Si-SiO 2系统中，存在 、固定电荷、 和辐射电离缺陷4种基 本形式的电荷或能态。 10．对于N 型半导体，当掺杂浓度提高时，费米能级分别向 移动；对于P 型半 导体，当温度升高时，费米能级向 移动。 （三）简答题 1．什么是有效质量，引入有效质量的意义何在？有效质量与惯性质量的区别是什么？ 2．说明元素半导体Si 、Ge 中主要掺杂杂质及其作用？ 3．说明费米分布函数和玻耳兹曼分布函数的实用范围？ 4．什么是杂质的补偿，补偿的意义是什么？ （四）问答题 1．说明为什么不同的半导体材料制成的半导体器件或集成电路其最高工作温度各不相同？ 要获得在较高温度下能够正常工作的半导体器件的主要途径是什么？ （五）计算题 1．金刚石结构晶胞的晶格常数为a ，计算晶面（100）、（110）的面间距和原子面密度。 2．掺有单一施主杂质的N 型半导体Si ，已知室温下其施主能级D E 与费米能级F E 之差为 1.5B k T ，而测出该样品的电子浓度为 2.0×1016cm -3，由此计算： （a ）该样品的离化杂质浓度是多少？ （b ）该样品的少子浓度是多少？ （c ）未离化杂质浓度是多少？ （d ）施主杂质浓度是多少？ 3．室温下的Si ，实验测得430 4.510 cm n -=?，153510 cm D N -=?， （a ）该半导体是N 型还是P 型的？ （b ）分别求出其多子浓度和少子浓度。 （c ）样品的电导率是多少？ （d ）计算该样品以本征费米能级i E 为参考的费米能级位置。 4．室温下硅的有效态密度1932.810 cm c N -=?，1931.110 cm v N -=?，0.026 eV B k T =，禁带 宽度 1.12 eV g E =，如果忽略禁带宽度随温度的变化
半导体材料能带测试及计算 对于半导体，是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，其具有一定的带隙(E g)。通常对半导体材料而言，采用合适的光激发能够激发价带(VB)的电子激发到导带(CB)，产生电子与空穴对。 图1. 半导体的带隙结构示意图。 在研究中，结构决定性能，对半导体的能带结构测试十分关键。通过对半导体的结构进行表征，可以通过其电子能带结构对其光电性能进行解析。对于半导体的能带结构进行测试及分析，通常应用的方法有以下几种(如图2)： 1.紫外可见漫反射测试及计算带隙E g； 2.VB XPS测得价带位置(E v)； 3.SRPES测得E f、E v以及缺陷态位置； 4.通过测试Mott-Schottky曲线得到平带电势； 5.通过电负性计算得到能带位置. 图2. 半导体的带隙结构常见测试方式。 1.紫外可见漫反射测试及计算带隙 紫外可见漫反射测试 2.制样：
背景测试制样：往图3左图所示的样品槽中加入适量的BaSO4粉末（由于BaSO4粉末几乎对光没有吸收，可做背景测试），然后用盖玻片将BaSO4粉末压实，使得BaSO4粉末填充整个样品槽，并压成一个平面，不能有凸出和凹陷，否者会影响测试结果。 样品测试制样：若样品较多足以填充样品槽，可以直接将样品填充样品槽并用盖玻片压平；若样品测试不够填充样品槽，可与BaSO4粉末混合，制成一系列等质量分数的样品，填充样品槽并用盖玻片压平。 图3. 紫外可见漫反射测试中的制样过程图。 1.测试： 用积分球进行测试紫外可见漫反射（UV-Vis DRS），采用背景测试样（BaSO4粉末）测试背景基线（选择R%模式），以其为background测试基线，然后将样品放入到样品卡槽中进行测试，得到紫外可见漫反射光谱。测试完一个样品后，重新制样，继续进行测试。 ?测试数据处理 数据的处理主要有两种方法：截线法和Tauc plot法。截线法的基本原理是认为半导体的带边波长（λg）决定于禁带宽度E g。两者之间存在E g(eV)=hc/λg=1240/λg(nm)的数量关系，可以通过求取λg来得到E g。由于目前很少用到这种方法，故不做详细介绍，以下主要来介绍Tauc plot法。 具体操作： 1、一般通过UV-Vis DRS测试可以得到样品在不同波长下的吸收，如图4所示; 图4. 紫外可见漫反射图。
第一章 半导体器件基础 ⒈ 讨论题与思考题 ⑴ PN 结的伏安特性有何特点？ ⑵ 二极管是非线性元件,它的直流电阻和交流电阻有何区别？用万用表欧姆档测量的二极管电阻属于哪一种？为什么用万用表欧姆档的不同量程测出的二极管阻值也不同？ ⑶ 硅二极管和锗二极管的伏安特性有何异同？ ⑷ 在结构上，三极管是由两个背靠背的PN 结组成的，那么，三极管与两只对接的二极管有什么区别？ ⑸ 三极管是由两个背靠背的PN 结组成的，由很薄的基区联系在一起。那么，三极管的发射极和集电极是否可以调换使用？ ⑹ 场效应管的性能与双极型三极管比较有哪些特点？ ⒉ 作业题 题1.1 在硅本征半导体中掺入施主杂质，其浓度为3 17d cm 10 =N ，分别求出在250K 、300K 、350K 时电子和空穴的浓度。 题 1.2 若硅PN 结的317a cm 10 =N ，3 16d cm 10=N ，求T =300K 时PN 结的内建电位差。 题1.3 流过硅二极管的电流I D =1mA 时，二极管两端压降U D =0.7V ，求电流I D =0.1mA 和10mA 时，二极管两端压降U D 分别为多少？ 题1.4 电路如图题1.4中二极管是理想的，t U u ωsin m i ?=： ① 画出该电路的传输特性； ② 画出输出电压波形。 题图 1.4 题1.5 题图 1.5中二极管是理想的，分别求出题图1.5(a)、(b)中电压U 和电流I 的值。 (a) (b) 题图1.5 题1.6 在图题1.6所示电路中，取5-V时间综合参数测试仪
时间综合测试仪 随着目前电力系统统一时钟的推广应用，以及行业标准对时间同步系统提出的各项新技术要求，验证一个时间同步系统的输出信号以及被对时设备的同步情况是否符合设计指标成为一个不可忽视的问题。同时在PTN网络工程开局时，为了精确地测量路径的不对称，需要精确的仪表进行测量，在3G网络的运行过程中，为了随时掌握基站之间的同步状况，需要精确的仪表进行测量。 虽然目前市面上有各类时频方面的测试仪，但是功能和接口都相对比较单一，性能指标也达不到计量仪表的标准。SYN5104型时间综合测试仪是一款便携式时间频率综合测试设备。内装OCXO恒温晶体振荡器，接收GPS（全球定位系统）以及北斗二代卫星定时信号，驯服恒温晶振，使其输出频率同步于卫星铯原子钟信号上，产生极其准确的时间信号及频率信号。以此为参照，实时精确测量多种输入时间频率信号的精度，为时间同步装置及时统设备的现场检测、校验、验收提供了有效而便捷的解决方案。 产品功能 1)在结构设计上，将时间标准源、时差测量和测试结果显示三块功能实现一体 化, 从而可以在一台便携式智能仪表中方便而准确地完成测试项目； 2)测试功能齐全：时间准确度、频率准确度、报文准确度,周波测量，温湿度 测量，时间记录； 3)采用GPS/北斗二代卫星定时信号控制内置振荡器提供高精度时间频率标准， 测量精度100 ns； 4)能直接测量，在前面板上直接显示被测时钟和标准时间的时差，测量方式直 观方便； 5)可便携移动，既可用于现场，又可用于检测机构； 6)可以输出时间信号与更高级的标准时间源进行比对，以标定本测试仪的精度 等级。也可用于给现场有需求的设备提供高精度的时间信号； 7)测量结果数据自动导出到计算机中； 8)具有7AH电池供电。 产品特点 a)精度高、高性价比； b)功能齐全、性能可靠；
1.P-N结雪崩击穿、隧道击穿和热击穿的原理 2.简述晶体管开关的原理 3.简述晶体管4个频率参数的定义并讨论它们之间的大小关系 4.简述弗仑克耳缺陷和肖特基缺陷的特点、共同点和关系 5.以NPN型晶体管为例，试论述晶体管在不同工作模式下基区少数载流子分 布特征及与晶体管输出特性间的关系 6.请阐述MOSFET的基本结构并结合示意图说明在不同外置电压情况下其工 作状态和输出特性 7.叙述非平衡载流子的产生和复合过程，并描述影响非平衡载流子寿命的因素 8.论述在外加直流电压下P-N结势垒的变化、载流子运动以及能带特征 9.试叙述P-N结的形成过程以及P-N结外加电压时其单向导电特征 10.何谓截止频率、特征频率及振荡频率，请叙述共发射极短路电流放大系数与 频率间的关系 11.请叙述晶体管四种工作模式并分析不同模式下基区少数载流子的分布特征 12.请画出P型半导体理想MOS的C-V曲线，并叙述曲线在不同外加电信号作 用下的曲线特征及原因 13.影响MOS的C-V特性的因素有哪些？它们是如何影响C-V曲线的 14.MOS中硅-二氧化硅，二氧化硅层中有哪些影响器件性能的不利因素 15.介绍MIS结构及其特点，并结合能带变化论述理想MIS结构在加不同偏压 时半导体表面特征 16.晶体管具备放大能力须具备哪些条件 17.饱和开关电路和非饱和开关电路的区别（各自有缺点）是什么 18.简述势垒区正负空间电荷区的宽度和该区杂质浓度的关系 19.结合能带图简述绝缘体、半导体及导体的导电能力 20.说明晶体管具有电信号放大能力的条件并画出不同情况下晶体管的输入输 出曲线并描述其特征 21.请画图并叙述晶体管电流放大系数与频率间的关系 22.请画出MOSFET器件工作中的输出特性及转移特性曲线并描述其特征 23.请叙述双极型晶体管和场效应晶体管的工作原理及区别 24.画出CMOS倒相器的工作图并叙述其工作原理 25.提高双极型晶体管功率增益的途径有哪些 26.请描述双极型晶体管大电流特性下的三个效应 27.画出共基极组态下的晶体管输入及输出特性曲线
纳米材料的测试与表征 目录 一、纳米材料分析的特点 二、纳米材料的成分分析 三、纳米材料的结构分析 四、纳米材料的形貌分析 一、纳米材料分析的特点 纳米材料具有许多优良的特性诸如高比表面、高电导、高硬度、高磁化率等； 纳米科学和技术是在纳米尺度上（0.1nm~100nm之间）研究物质（包括原子、分子）的特性和相互作用，并利用这些特性的多学科的高科技。 纳米科学大体包括纳米电子学、纳米机械学、纳米材料学、纳米生物学、纳米光学、纳米化学等领域。 纳米材料分析的意义 纳米技术与纳米材料属于高技术领域，许多研究人员及相关人员对纳米材料还不是很熟悉，尤其是对如何分析和表征纳米材料，获得纳米材料的一些特征信息。 主要从纳米材料的成分分析，形貌分析，粒度分析，结构分析以及表面界面分析等几个方面进行了检测分析。 通过纳米材料的研究案例来说明这些现代技术和分析方法在纳米材料表征上的具体应用。 二、纳米材料的成分分析 ●成分分析的重要性 ?纳米材料的光电声热磁等物理性能与组成纳米材料的化学成分和结构具有密切关 系 ?TiO2纳米光催化剂掺杂C、N ?纳米发光材料中的杂质种类和浓度还可能对发光器件的性能产生影响据报；如通过 在ZnS中掺杂不同的离子可调节在可见区域的各种颜色。 ?因此确定纳米材料的元素组成测定纳米材料中杂质种类和浓度是纳米材料分析的 重要内容之一。 ●成分分析类型和范围 ?纳米材料成分分析按照分析对象和要求可以分为微量样品分析和痕量成分分 析两种类型； ?纳米材料的成分分析方法按照分析的目的不同又分为体相元素成分分析、表面 成分分析和微区成分分析等方法； ?为达此目的纳米材料成分分析按照分析手段不同又分为光谱分析、质谱分析、 能谱分析 ●纳米材料成分分析种类 ?光谱分析:主要包括火焰和电热原子吸收光谱AAS，电感耦合等离子体原
第一章 半导体器件基础测试题（高三） 姓名 班次 分数 一、选择题 1、N 型半导体是在本征半导体中加入下列 ___________ 物质而形成的。 A 、电子； B 、空穴； C 、三价元素； D 、五价元素。 2、在掺杂后的半导体中，其导电能力的大小的说法正确的是 A 、掺杂的工艺； B 、杂质的浓度: C 、温度； D 、晶体的缺陷。 3、晶体三极管用于放大的条件，下列说法正确的是 _______________ 。 A 、发射结正偏、集电结反偏； B 、发射结正偏、集电结正偏; C 、发射结反偏、集电结正偏； D 、发射结反偏、集电结反偏; 4、晶体三极管的截止条件，下列说法正确的是 _____________________ 。 A 、发射结正偏、集电结反偏； B 、发射结正偏、集电结正偏; C 、发射结反偏、集电结正偏； D 、发射结反偏、集电结反偏; 5、晶体三极管的饱和条件，下列说法正确的是 A 、发射结正偏、集电结反偏； C 、发射结反偏、集电结正偏； 6、理想二极管组成的电路如下图所示，其 A 、一 12V ； B 、一 6V ； C 、+6V ； D 、+12V 。 7、要使普通二极管导通，下列说法正确的是 __________________ 。 A 、运用它的反向特性； B 、锗管使用在反向击穿区； C 、硅管使用反向区域，而锗管使用正向区域； D 、都使用正向区域。 8、对于用万用表测量二极管时，下列做法正确的是 _______________________ A 、 用万用表的R X 100或R X 1000的欧姆，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转; B 、 用万用表的R X 10K 的欧姆，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转； C 、 用万用表的R X 100或R X 1000的欧姆，红棒接正极，黑棒接负极，指针偏转; D 、用万用表的R X 10，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转; 9、电路如下图所示，则 A 、B 两点的电压正确的是 ________________ B 、发射结正偏、集电结正偏; D 、发射结反偏、集电结反偏; AB 两端的电压是 _____________
机械传动性能综合测试实验指导书 一、实验目的 1.了解机械传动效率测试的工程试验方法及常用测试设备及其精度； 2. 分析传动系统效率损失的主要原因，掌握常用传动系统的特点及其效率范围； 3. .认识智能化机械设计综合实验台的工作原理，掌握计算机辅助实验的新方法, 培养进行设计性实验与创新性实验的能力。 二、实验原理及设备 .本实验台采用模块化结构，由不同种类的机械传动装置、联轴器、变频电机、加载装置和工控机等模块组成，学生可以根据选择或设计的实验类型、方案和内容，自己动手进行传动连接、安装调试和测试，进行设计性实验、综合性实验或创新性实验。 机械设计综合实验台的工作原理如图1所示。 图1 实验台的工作原理 机械设计综合实验台各硬件组成部件的结构布局如图2所示。 1-变频调速电机2-联轴器3-转矩转速传感器4-试件 5-加载与制动装置6-工控机7-变频器8电器控制柜9-台座
实验台组成部件的主要技术参数如表1所示。 机械设计综合实验台采用自动控制测试技术设计，所有电机程控起停，转速程控调节，负载程控调节，用扭矩测量卡替代扭矩测量仪，整台设备能够自动进行数据采集处理，自动输出实验结果。其控制系统主界面如图2所示，软件操作指南见附件二。 图2 实验台控制系统主界面 运用“机械设计综合实验台”能完成多类实验项目（表2），可根据专业特点和实验教学改革需要指定，也可以让学生自主选择设计实验类型与实验内容。 表2
线的测试, 来分析机械传动的性能特点； 实验利用实验台的自动控制测试技术，能自动测试出机械传动的性能参数, 如转速n (r/min)、扭矩T (N.m)、功率P (K.w)。并按照以下关系自动绘制参数曲线： 传功比i=n1/n2 扭矩T=9550 P/n (Nm) 传功效率η=P2/P1= T2 n2/ T1n1 四、实验步骤
半导体材料能带测试及计算对于半导体，是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，其具有一定的带隙(E g)。通常对半导体材料而言，采用合适的光激发能够激发价带(VB)的电子激发到导带(CB)，产生电子与空穴对。 图1. 半导体的带隙结构示意图。 在研究中，结构决定性能，对半导体的能带结构测试十分关键。通过对半导体的结构进行表征，可以通过其电子能带结构对其光电性能进行解析。对于半导体的能带结构进行测试及分析，通常应用的方法有以下几种(如图2)： 1.紫外可见漫反射测试及计算带隙E g； 2.VB XPS测得价带位置(E v)； 3.SRPES测得E f、E v以及缺陷态位置； 4.通过测试Mott-Schottky曲线得到平带电势； 5.通过电负性计算得到能带位置.
图2. 半导体的带隙结构常见测试方式。 1.紫外可见漫反射测试及计算带隙 紫外可见漫反射测试 2.制样： 背景测试制样：往图3左图所示的样品槽中加入适量的BaSO4粉末（由于BaSO4粉末几乎对光没有吸收，可做背景测试），然后用盖玻片将BaSO4粉末压实，使得BaSO4粉末填充整个样品槽，并压成一个平面，不能有凸出和凹陷，否者会影响测试结果。 样品测试制样：若样品较多足以填充样品槽，可以直接将样品填充样品槽并用盖玻片压平；若样品测试不够填充样品槽，可与BaSO4粉末混合，制成一系列等质量分数的样品，填充样品槽并用盖玻片压平。 图3. 紫外可见漫反射测试中的制样过程图。 1.测试：
用积分球进行测试紫外可见漫反射（UV-Vis DRS），采用背景测试样（BaSO4粉末）测试背景基线（选择R%模式），以其为background测试基线，然后将样品放入到样品卡槽中进行测试，得到紫外可见漫反射光谱。测试完一个样品后，重新制样，继续进行测试。 ?测试数据处理 数据的处理主要有两种方法：截线法和Tauc plot法。截线法的基本原理是认为半导体的带边波长（λg）决定于禁带宽度E g。两者之间存在E g(eV)=hc/λg=1240/λg(nm)的数量关系，可以通过求取λg来得到E g。由于目前很少用到这种方法，故不做详细介绍，以下主要来介绍Tauc plot法。 具体操作： 1、一般通过UV-Vis DRS测试可以得到样品在不同波长下的吸收，如图4所示; 图4. 紫外可见漫反射图。 2. 根据(αhv)1/n = A(hv – Eg)，其中α为吸光指数，h为普朗克常数，v为频率，Eg为半导体禁带宽度，A为常数。其中，n与半导体类型相关，直接带隙半导体的n取1/2，间接带隙半导体的n为2。
第一章半导体器件基础 1．试求图所示电路的输出电压Uo，忽略二极管的正向压降和正向电阻。 解： （a）图分析： 1）若D1导通，忽略D1的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则U O=1V，U D2=1-4=-3V。即D1导通，D2截止。 2）若D2导通，忽略D2的正向压降和正向电阻，得等效电路如图所示，则U O=4V，在这种情况下，D1两端电压为U D1=4-1=3V，远超过二极管的导通电压，D1将因电流过大而烧毁，所以正常情况下，不因出现这种情况。 综上分析，正确的答案是U O= 1V。 （b）图分析： 1.由于输出端开路，所以D1、D2均受反向电压而截止，等效电路如图所示，所以U O=U I=10V。
2．图所示电路中， E 解： （a）图 当u I＜E时，D截止，u O=E=5V； 当u I≥E时，D导通，u O=u I u O波形如图所示。 u I ωt 5V 10V uo ωt 5V 10V （b）图 当u I＜-E=-5V时,D1导通D2截止，uo=E=5V； 当-E＜u I＜E时，D1导通D2截止，uo=E=5V； 当u I≥E=5V时，uo=u I 所以输出电压u o的波形与（a）图波形相同。 5．在图所示电路中，试求下列几种情况下输出端F的电位UF及各元件(R、DA、DB)中通过的电流：( 1 )UA=UB=0V；( 2 )UA= +3V，UB = 0 V。( 3 ) UA= UB = +3V。二极管的正向压降可忽略不计。 解：（1）U A=U B=0V时，D A、D B都导通，在忽略二极管正向管压降的情况下，有：U F=0V mA k R U I F R 08 .3 9.3 12 12 = = - = 汽车综合性能检测站能力的通用要求 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- 汽车综合性能检测站能力的通用要求1 范围 本标准规定了汽车综合性能检测站开展汽车综合性能检测工作应具备的服务功能、管理、技术能力以及场地和设施的要求。 本标准适用于汽车综合性能检测站建设、运行管理以及对汽车综合性能检测站能力认定、委托检测和监督管理。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 1589?道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB 7258?机动车运行安全技术条件 GB/T 11798.9平板制动试验台检定技术条件 GB/T 12480客车防雨密封性试验方法 GB/T 12534?汽车道路试验方法通则 GB/T 13563?滚筒式汽车车速表检验台 GB/T 13564滚筒反力式汽车制动检验台 GB/T 15481?检测和校准实验室能力的通用要求 GB/T 15746.1～15746.3?汽车修理质量检查评定标准GB/T 18344?汽车维护、检测、诊断技术规范 GB 18565?营运车辆综合性能要求和检验方法 GB/T 50033?建筑采光设计标准 GB 50034?工业企业照明设计标准 GB 50055?通用用电设备配电设计规范 GB 50057?建筑物防雷设施规范 GBZ1?工业企业设计卫生标准 GA 468?机动车安全检验项目和方法 JT/T 198?营运车辆技术等级划分和评定要求 JT/T 386?汽车排气分析仪 JT/T 445?汽车底盘测功机 JT/T 448?汽车悬架装置检测台 JT/T 478?汽车检测站计算机控制系统技术规范 JT/T 503?汽车发动机综合检测仪 JT/T 504?前轮定位仪 JT/T 505?四轮定位仪 JT/T 506?不透光烟度计 JT/T 507?汽车侧滑检验台 JT/T 508?机动车前照灯检测仪 JT/T 510?汽车防抱制动系统检测技术条件 施敏 半导体器件物理英文版 第一章习题 1. （a ）求用完全相同的硬球填满金刚石晶格常规单位元胞的最大体积分数。 （b ）求硅中（111）平面内在300K 温度下的每平方厘米的原子数。 2. 计算四面体的键角，即，四个键的任意一对键对之间的夹角。（提示：绘出四 个等长度的向量作为键。四个向量和必须等于多少？沿这些向量之一的方向 取这些向量的合成。） 3. 对于面心立方，常规的晶胞体积是a 3，求具有三个基矢：（0,0,0→a/2,0,a/2）， (0,0,0→a/2,a/2,0),和(0,0,0→0,a/2,a/2)的fcc 元胞的体积。 4. （a ）推导金刚石晶格的键长d 以晶格常数a 的表达式。 （b ）在硅晶体中，如果与某平面沿三个笛卡尔坐标的截距是10.86A ，16.29A ， 和21.72A ，求该平面的密勒指数。 5. 指出（a ）倒晶格的每一个矢量与正晶格的一组平面正交，以及 （b ）倒晶格的单位晶胞的体积反比于正晶格单位晶胞的体积。 6. 指出具有晶格常数a 的体心立方（bcc ）的倒晶格是具有立方晶格边为4π/a 的面心立方（fcc ）晶格。[提示：用bcc 矢量组的对称性： )(2x z y a a -+=，)(2y x z a b -+=，)(2 z y x a c -+= 这里a 是常规元胞的晶格常数，而x ，y ，z 是fcc 笛卡尔坐标的单位矢量： )(2z y a a +=，)(2x z a b +=，)(2 y x a c +=。] 7. 靠近导带最小值处的能量可表达为 .2*2*2*22 ???? ??++=z z y y x x m k m k m k E 在Si 中沿[100]有6个雪茄形状的极小值。如果能量椭球轴的比例为5:1是常数，求纵向有效质量m*l 与横向有效质量m*t 的比值。 8. 在半导体的导带中，有一个较低的能谷在布里渊区的中心，和6个较高的能 谷在沿[100] 布里渊区的边界，如果对于较低能谷的有效质量是0.1m0而对 于较高能谷的有效质量是1.0m0，求较高能谷对较低能谷态密度的比值。 9. 推导由式（14）给出的导带中的态密度表达式。（提示：驻波波长λ与半导体 学校代码： 学号： HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 文献综述 题目仓储温湿度报警系统的设计 学生姓名 专业班级电气工程及其自动化二班 学号 系（部）电气信息工程系 指导教师(职称)蒋威（讲师） 完成时间 2011年 3 月 1日 仓储温湿度报警系统的设计综述 摘要：为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测 工作，并及时报警提示。本文根据粮仓环境测试的特点，应用现代检测理论，对温室的温度、湿度等环境因子进行自动检测，并实现报警功能，首先介绍了粮仓自动监测系统的发展背景及现状，指出在控制监测方面存在的问题和需要进一步深入探讨、研究的各个方面。 关键词：粮仓、单片机、监测、传感器 目前，关于这类监测系统的研究，国内外公开发表的文献不多，下面是关于 单片机自动监测的一些主要文献： 文献[1] 这本书从应用角度出发，精选了国内外最新流行的智能仪器与数据采集系统中的一些有特色、功能很强的新型集成电路20多类100余种。内容涉及仪用放大器，运算放大器，隔离放大器，变送器，A／D、 D／A变换器， LED、LCD驱动器，看门狗定时器，UP电源监控器，数字电位器，闪烁存储器，实时时钟等器件。所优选的每一种器件除阐述其基本功能、电路特点、性能参数和管脚说明之外，更突出器件的使用方法和应用电路。对智能仪器设计、数据采集、自动控制、数字通信和计算机接口这部分设计具有很高的使用和参考价值。 文献[2] 这本书是"单片机应用技术丛书"中专门介绍单片机应用系统软件 设计的一本著作。书中总结了作者多年来在80C51系列单片机应用系统软件设计 中的实践经验，归纳出一整套应用程序设计的方法和技巧。在内容安排上，不仅 有实现功能要求的应用程序设计步骤、子程序、监控程序及常用功能模块设计方法，还以较大篇幅介绍了提高系统可靠性的抗干扰设计和容错设计技术以及程序测试的正确思想方法。附录中向读者提供了完整的系统程序设计样本和经过多年使用考验的定点运算子程序库与浮点运算子程序库的程序文本、注释及使用方法。对于本次设计主要参考的是应用程序设计步骤、子程序、监控程序及常用功能模块设计方法这一部分的内容。 文献[3] 提出MCS-51系列单片机应用系统的构成和设计方法。详细地阐述 了应用系统的前向通道（传感器通道接口）、后向通道（伺服驱动、控制通道接 口）、人机对话通道和相互通道（单片机应用系统之间的通信接口）的结构设计、 第一章半导体器件基础测试题（高三） 姓名班次分数 一、选择题 1、N型半导体是在本征半导体中加入下列____________ 物质而形成的。 A、电子； B、空穴； C、三价元素； D、五价元素。 2、在掺杂后的半导体中，其导电能力的大小的说法正确的是 ________________ 。 A、掺杂的工艺； B、杂质的浓度： C、温度； D、晶体的缺陷。 3、晶体三极管用于放大的条件，下列说法正确的是 A、发射结正偏、集电结反偏； C、发射结反偏、集电结正偏； 4、晶体三极管的截止条件，下列说法正确的是 A、发射结正偏、集电结反偏； C、发射结反偏、集电结正偏； 5、晶体三极管的饱和条件，下列说法正确的是 A、发射结正偏、集电结反偏； C、发射结反偏、集电结正偏； 9、电路如下图所示，则A、B两点的电压正确 的是 A、U A=3.5V , U B=3.5V , D 截止； B、发射结正偏、集电结正偏; D、发射结反偏、集电结反偏; B、发射结正偏、集电结正偏; D、发射结反偏、集电结反偏; B、发射结正偏、集电结正偏; D、发射结反偏、集电结反偏; 6、理想二极管组成的电路如下图所示，其AB两端的电压是 A、一12V ; C、+6V ;B、一6V ; D、 7、要使普通二极管导通，下列说法正确的是 A、运用它的反向特性； C、硅管使用反向区域，而锗管使用正向区域; 锗管使用在反向击穿区； D、都使用正向区 8、对于用万用表测量二极管时，下列做法正确的是 A、用万用表的 B、用万用表的 C、用万用表的 D、用万用表的R X 100 R X 10K R X 100 R X 10 , 或R X 1000的欧姆，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转; 的欧姆，黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转； 或R X 1000的欧姆，红棒接正极，黑棒接负极，指针偏转; 黑棒接正极，红棒接负极，指针偏转； 2.3.1 X 一射线衍射物相分析 粉末X 射线衍射法，除了用于对固体样品进行物相分析外，还可用来测定晶体 结构的晶胞参数、点阵型式及简单结构的原子坐标。X 射线衍射分析用于物相分析 的原理是:由各衍射峰的角度位置所确定的晶面间距d 以及它们的相对强度Ilh 是物 质的固有特征。而每种物质都有特定的晶胞尺寸和晶体结构，这些又都与衍射强 度和衍射角有着对应关系，因此，可以根据衍射数据来鉴别晶体结构。此外，依 据XRD 衍射图，利用Schercr 公式: θ λθβcos )2(L K = 式中p 为衍射峰的半高宽所对应的弧度值;K 为形态常数，可取0.94或0.89;为X 射线波长，当使用铜靶时，又1.54187 A; L 为粒度大小或一致衍射晶畴大小;e 为 布拉格衍射角。用衍射峰的半高宽FWHM 和位置(2a)可以计算纳米粒子的粒径， 由X 一射线衍射法测定的是粒子的晶粒度。样品的X 一射线衍射物相分析采用日本理 学D/max-rA 型X 射线粉末衍射仪，实验采用CuKa 1靶，石墨单色器，X 射线管电压 20 kV ，电流40 mA ，扫描速度0.01 0 (2θ) /4 s ，大角衍射扫描范围5 0-80 0，小角衍 射扫描范围0 0-5 0o 2.3.2热分析表征 热分析技术应用于固体催化剂方面的研究，主要是利用热分析跟踪氧化物制 备过程中的重量变化、热变化和状态变化。本论文采用的热分析技术是在氧化物 分析中常用的示差扫描热法(Differential Scanning Calorimetry, DSC)和热重法 ( Thermogravimetry, TG )，简称为DSC-TG 法。采用STA-449C 型综合热分析仪(德 国耐驰)进行热分析，N2保护器。升温速率为10 0C.1 min - . 2.3.3扫描隧道显微镜 扫描隧道显微镜有原子量级的高分辨率，其平行和垂直于表面方向的分辨率 分别为0.1 nm 和0.01nm ，即能够分辨出单个原子，因此可直接观察晶体表面的近原 子像;其次是能得到表面的三维图像，可用于测量具有周期性或不具备周期性的 表面结构。通过探针可以操纵和移动单个分子或原子，按照人们的意愿排布分子 和原子，以及实现对表面进行纳米尺度的微加工，同时，在测量样品表面形貌时， 可以得到表面的扫描隧道谱，用以研究表面电子结构。测试样品的制备:将所制 的纳米Fe203粉末分散在乙醇溶液中，超声分散30 min 得红色悬浊液，用滴管吸取 悬浊液滴在微栅膜上，干燥，在离子溅射仪上喷金处理。采用JSM-6700E 场发射扫 描电子显微镜旧本理学)，JSM-6700E 场发射扫描电子显微镜分析样品形貌和粒 径，加速电压为5.0 kV o 2.3.4透射电子显微镜 透射电镜可用于观测微粒的尺寸、形态、粒径大小、分布状况、粒径分布范 围等，并用统计平均方法计算粒径，一般的电镜观察的是产物粒子的颗粒度而不 是晶粒度。高分辨电子显微镜(HRTEM)可直接观察微晶结构，尤其是为界面原 子结构分析提供了有效手段，它可以观察到微小颗粒的固体外观，根据晶体形貌 和相应的衍射花样、高分辨像可以研究晶体的生长方向。测试样品的制备同SEM 样品。本研究采用 JEM-3010E 高分辨透射电子显微镜(日本理学)分析晶体结构， 加速电压为200 kV o 2.3.5 X 射线能量弥散谱仪 每一种元素都有它自己的特征X 射线，根据特征X 射线的波长和强度就能得 综合布线测试参数 测试内容及特性参数 系统的特性参数主要分为两大类：一类是电缆、接插件的物理特性，例如导体的金属材料强度、柔韧性、防水性和温度特性，电缆的物理特性在出厂时已经确定，对于使用者在购买进行选择时不能采用一般的方法进行测试；第二类是系统的电气特性，这些特性对于用户而言是最主要的，所以用户应该了解这些特性参数。 系统测试主要指工程电气性能和光纤特性,包括(1)连接图,(2)线缆敷设长度,(3)衰减,(4)近端串扰,(5)反射(光纤)等。 1．接线图（Wire Map） 有二种不同的接线标准，一为T568A，一为T568B。 线缆必须正确端接于信息端口，不允许有任何形式的错接。从水平配线区至信息端口之间的双绞线必须保证连通，线对间不能短路。 2．链路长度（Length） 根据TIA—568标准，布线系统基本链路（Basic Link）的最大长度为90米，通道（Channel）的最大长度为100米。链路的长度可以用电子长度测量来故事估算，电子长度测量是基于链路的传输延时和电缆的NVP值（Nominal Velocity of Propagation:表示电信号在电缆中的传输速度与光在真空中的传输速度的比值），当我们测量一个信号在链路中一来一回的时间，又知道电缆的NVP值，就可以计算出链路的电子长度。 (a)端——端连通性（End—to –end connectivity） 这一测试是确认链路的连接。它不仅是一个简单的逻辑关系连接测试，而且要确认链路一端的每一根针和另一端相应针的连接是否符合相关标准，对于UTP来说，内部由4对双绞线组成，两端用RJ45水晶头连接，线与接头的连接（严格的对应关系）要符合网络的标准，而且还确认是否存在开路、短路等现象。 (b)链路长度 根据TIA—568标准，布线系统基本链路（Basic Link）的最大长度为90米，通道（Channel）的最大长度为100米。链路的长度可以用电子长度测量来故事估算，电子长度测量是基于链路的传输延时和电缆的NVP值（Nominal Velocity of Propagation:表示电信号在电缆中的传输速度与光在真空中的传输速度的比值），当我们测量一个信号在链路中一来一回的时间，又知道电缆的NVP值，就可以计算出链路的电子长度。 3．近端串扰（ NEXT—Next Crosstalk） 近端串扰指电缆在同一侧的接收端收到发送端发送的信号，即链路中通常一对线用来发送信号而另一对线用来接受信号。在理想情况下，发送对和接受对应有良好的隔离，即在接受到来自发送端的信号，但是电缆是紧挨在一起的，因此这些线对之间肯定会有信号的耦合，显然这种耦合信号越小越好，或被衰减的越多越好。NEXT是众多指标中最为主要的一项，特别对高速局域网来说，其影响是非常大的。布线施工不规范、安装错误、连接不当都会引起严重的NEXT。 本系统超五类线缆所用测试标准为 TIA/EIA-568-A五类国际标 《半导体器件物理》试卷（一）标准答案及评分细则 一、填空（共32 分，每空 2 分） 1、PN 结电容可分为扩散电容和过渡区电容两种，它们之间的主要区别在于扩 散电容产生于过渡区外的一个扩散长度范围内，其机理为少子的充放电，而过渡区电容产生于空间电荷区，其机理为多子的注入和耗尽。 2、当MOSFET 器件尺寸缩小时会对其阈值电压V T产生影响，具体地，对 于短沟道器件对V T的影响为下降，对于窄沟道器件对V T的影响为上升。 3、在NPN 型BJT 中其集电极电流I C受V BE电压控制，其基极电流I B受V BE 电压控制。 4、硅-绝缘体SOI 器件可用标准的MOS 工艺制备，该类器件显著的优点是 寄生参数小，响应速度快等。 5、PN 结击穿的机制主要有雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿等等几种，其中发 生雪崩击穿的条件为V B>6E g/q。 6、当MOSFET 进入饱和区之后，漏电流发生不饱和现象，其中主要的原因 有沟道长度调制效应，漏沟静电反馈效应和空间电荷限制效应。 二、简述（共18 分，每小题6 分） 1、Early 电压V A； 答案： 2、截止频率f T； 答案：截止频率即电流增益下降到 1 时所对应的频率值。 3、耗尽层宽度W。 答案：P 型材料和N 型材料接触后形成PN 结，由于存在浓度差，就会产生空间电荷区，而空间电荷区的宽度就称为耗尽层宽度W。 三、分析（共20 分，每小题10 分） 1、对于PNP 型BJT 工作在正向有源区时载流子的输运情况； 答案：对于PNP 型晶体管,其发射区多数载流子空穴向集电区扩散,形成电流 I EP，其中一部分空穴与基区的电子复合，形成基极电流的I B的主要部分，集 电极接收大部分空穴形成电流I CP，它是I C的主要部分。 2、热平衡时突变PN 结的能带图、电场分布，以及反向偏置后的能带图和相 应的I-V 特性曲线。（每个图2 分） 答案：热平衡时突变PN 结的能带图、电场分布如下所示， 反向偏置后的能带图和相应的I-V 特性曲线如下所示。汽车综合性能检测站能力的通用要求精编版
施敏 半导体器件物理英文版 第一章习题
温湿度文献综述
电学半导体器件基础测试题
材料的表征方法总结
综合布线测试参数
《半导体器件物理》试卷(一)答案[1](可编辑修改word版)
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