分子电子学
董 浩 邓 宁 陈培毅
(清华大学微电子学研究所,北京100084)
摘 要:作为纳米电子学的一个重要分支,分子电子学在近年来得到了巨大的发展,并成为国际上研究的热点。本文介绍了各种分子器件的制作技术及基本工作原理,回顾了近年来分子电子学的最新进展,展望了分子电子学的未来发展。
关键词:分子电子学 分子电子器件 分子导线 分子开关 分子存贮器 分子整流器 有机场效应晶体管
Molecular Electronics
DONG H ao DENG Ning CHEN Peiyi
(Institute of Microelectronics,Tsinghu a U niversity,B eijing100084)
Abstract:As one of the most i m portant parts of nanoelect ronics,molecular elect ronics have att racted more and more attentions and developed signif icantly.This paper i nt roduces the f abrication technolo2 gy and the basic pri nci ple of molecular devices.The latest developments of the molecular elect ronics are reviewed as well.Fi nally,the f urther t rends are also discussed.
K ey w ords:molecular elect ronics,molecular elect ronic devices,molecular w i re,molecular sw itch, molecular memory,molecular rectif ier,O FE T
引言
经历了多年的发展后,目前超大规模集成电路的发展即将面临着极大的挑战,这些挑战包括原理性的物理限制、技术性的工艺限制等等。为了解决这些问题,向纳电子学的过渡已成为微电子学发展的必然趋势。而作为纳电子学的一个重要组成部分,分子电子学也越来越受到重视。
研究可控制或调制分子光电特性的材料、器件和基本构架被称作“分子电子学”[1]。诺贝尔奖获得者Feynman关于“从单个分子甚至原子开始进行组装”的猜想被认为是分子电子学概念的来源。20世纪70年代,科学家们逐步提出了分子器件的具体设想。1974年Aviram和Ratner提出了关于分子整流器的设想[2]。针对分子器件结构、性质等的一系列实验也随即展开。进入80年代,相关实验技术,如Langmuir-Blodgett(LB)膜、自组装(SA)技术、有机分子束外延生长(OMB E)和扫描探针显微镜(SPM)等技术的发展,更是大大促进了分子器件的研究。
本文介绍了用于分子器件研究的基本制作方法,阐述了几种分子器件的基本工作原理,并对分子电子学的发展进行了总结和展望。
1 分子合成及器件制作技术
目前广泛应用于分子器件研究的主要方法包
括:STM技术、LB膜技术、自组装技术、有机分子束外延技术。
1.1 STM技术
扫描隧道显微术(STM)能够以纳米级甚至是原子级空间分辨率在真空、大气或液体中来观测物质表面原子或分子的几何分布和态密度分布。通过控制针尖和样品表面之间的距离,控制加于样品的偏压,不仅能够对纳米结构进行表征,研究其排列方式及电子学性能,而且能够通过对原子、分子的操纵实现纳米结构的构筑和对纳米电子学元件的研究。此外扫描隧道谱(STS)系统被广泛用于分子器件的I/V特性的测量。因此STM已经成为分子电子学研究中测量和加工的一个重要手段。
1.2 LB膜技术
用LB技术制备的薄膜为数A至几十纳米厚的单层或多层连续晶态薄膜,而且随着材料不同展现出不同的绝缘性、导电性、光学磁学特性等,可应用的领域十分广泛,也成为分子电子学的一个重要研究手段。
LB技术的基本方法是将具有脂肪链疏水基团的双亲分子(一端亲水,一端亲油或疏水)溶于挥发性溶剂中,通过控制表面压,溶质分子便在气/液界面形成二维排列有序的单分子膜,即Langmuir膜(L膜)。将单分子膜转移到固体基板上,可组建成单分子或多分子膜,即Langmuir-Blodgett膜。LB 技术有垂直法、水平接触法及水平和垂直相结合的挂膜方法。控制固体基片的表面性质以及在水-空气界面进出的程序及次数,可以得到单层或多层膜[3]。
LB技术同时存在以下缺点:1)稳定性差:由于是物理键合模式(范德瓦耳斯力),随着时间的推移,膜的结构会变得疏松,直至溃散;2)界面接触:在金属衬底上吸附的杂质无法移除,只能夹在膜与衬底之间;3)因为膜是逐层挂的,层间的分子不易对准。以上缺陷都将影响以LB膜为基础的器件的性质。
1.3 自组装技术(SA)
分子自组装薄膜(SAM)是分子通过化学键相互作用自发吸附在固/液或气/固界面而形成的热力学稳定和能量最低的有序膜。当吸附分子存在的情况下,局部已形成的无序单层可以自我再生成更完善的、有序的自组装膜,其主要特征如下:(1)原位自发形成;(2)化学键和热力学稳定;(3)无论基底形状如何,其表面均可形成均匀一致的覆盖层;(4)高密度堆积和低缺陷浓度;(5)层间分子有序排列;(6)可人为设计分子结构和表面结构来获得预期的界面物理和化学性质;(7)有机合成和制膜有很大的灵活性。根据自组装薄膜分子层数的差异,我们可以把自组装膜简单地分为自组装单层膜和自组装多层膜。
同样SA技术也存在着一些问题,例如覆盖的不确定性、发生多余化学反应等。
1.4 有机分子束外延技术
有机分子束外延技术(OMB E)超簿有机分子薄膜真空生长技术也称为有机分子束沉积(OMBD)技术,或有机分子外延(OMB E)技术,是在超真空条件下生长有机或者半导体材料的技术。它的优点在于无需对材料进行修饰,外延层的厚度可控,基片及环境的清洁度可达到原子级,在沉积超簿膜的过程中能够原位实时地监控膜的结构生长情况。
分子器件制作技术的发展趋势是以上各种方法的综合利用,例如:以LB技术、自组装技术和有机分子束外延技术进行初步制作,用STM技术进行再加工;将LB技术与聚合技术结合可以在一定程度上解决LB技术的缺陷。
2 分子器件
简单他说,分子器件是在分子水平上具有特定功能的超微型器件。
对分子器件研究的最终目的是要组成分子电路,进而构成分子计算机。而分子计算机中的分子,一般需要分别具备三种功能:(1)分子开关,(2)存储器,(3)整流器。其中前两种需要利用分子的电双稳态特性,而后一种要求分子有一定的正反向整流比。
按照上面的叙述,分子器件可分为分子导线、分子整流器、分子开关和分子存储器等。
2.1 分子导线[4]
首先简单介绍一下分子轨道:以聚乙炔(CH)X 链为例。每个碳原子有4个价电子,3个价电子构成SP2杂化轨道,即σ键,由于是两个原子(碳和氢)共有,因此是定域的,不导电。而余下的1个价电子为π电子,它是2P Z电子取向垂直于分子平面,相邻碳原子中的π电子云相互交叠,组成的分子轨道为所有碳原子所共有,于是π电子可以在相邻碳原子间跃迁,因而π电子可以导电(如图1)。
分子导线一般分为两类:一类是在高分子链方向形成共轭双键结构,导电方向是链方向,如:聚乙
图1 (CH )价电子轨道
炔、聚噻吩、聚吡咯等;另一类是在某种平面分子晶
体中,分子面互相堆砌成柱状结构,沿分子柱方向,π电子重叠积分很大,此种物质又称电荷转移复合体,其导电方向是分子柱的堆砌方向,如:TTF -TC 2NQ 、酞菁类等。
2.2 分子整流器
普通固态整流器是采用p -n 结来实现整流的,因此一个有机分子要显示整流性能,大体上也应该具有p -n 结的性质。Aviram 和Ratner 提出的有机
分子D 2σ2A 是一种单分子取向膜,其中D
是分子给体,σ是饱和的共价桥;A 是分子受体,当它耦合在两个金属电极M1和M2之间时,可能形成一种单分子整流器。它们的能级结构如图2所示。
图中Φ1,
Φ2分别为两个金属电极M1和M2的功函数;E F1,E F2分别为两个金属电极的费米能级;I D 为给体分子的电离能;A A 为受体分子的亲合能;HOMO (D )和HOMO (A )分别为给体和受体的最高
占有分子轨道(HOMO );L UMO (D )和L UMO (A )
分别为给体和受体的最低未被占有分子轨道(L U 2MO )。
图2 分子整流器
当电极两端加入偏压后,经过简单推导,电压大
部分落在金属与分子以及给体与受体之间的势垒上(这些势垒是由σ和接触形成的),而给体与受体的分子能级上承受的电压很小。在适当的正向偏压下
(即M1端加正压,M2端加负压),E F1和HOMO (D )
的能级相一致,E F2和L UMO (A )的能级相一致。电
子从阴极M2到受体L UMO (A ),从给体HOMO (D )到阳极M1隧道,分子整流器处于D +2σ2A -状态。若发生非弹性隧穿或无辐射跃迁,电子从L U 2MO (A )到HOMO (D ),使分子回到初态D 2σ2A 。反
之,在适当的反向偏压下,首先受体L UMO (A )与给体HOMO (D )相一致,电子从给体到受体。随后在两个分子金属接触面发生电子隧穿,从而实现电子传输。由于正反偏压下的电子传输方式不同,因而可以出现整流特性。
2.3 分子开关和分子存储器
对于某种特定材料的薄膜,两边加电压,当场强达到一定值时,器件可能由绝缘态(0)转为导电态(1)。通过某种刺激(如反向电场、电流脉冲、光或热
等)又可使器件由1态恢复到0态。这种器件称之为开关器件。当外加电场消失时,0或1状态能够稳定存在,即具有记忆特性,成为存储器件。
分子开关是指一种具有双稳态的分子,通过施加一定的影响,如光照、氧化还原、酸碱性的改变等,分子可以在两种状态之间进行可逆转换,这两种状态由于电阻的高低不同而对应于电路的通断。
2000年,Dan Feldheim 在NA TU RE 上列举了
由Schiffrin 小组研究的一种可逆分子开关(如图3)[5]。当Bipy 分子处于2价氧化状态时,没有电
流,开关处于关状态;当STM 针尖施加一适当的电压时Bipy 分子还原为一价状态,此时有较大电流通过三明治结构,开关处于开状态。
此种分子开关类似施密特触发器,电流为遂穿电流。可以通过选择具有可逆氧化还原反应的分子改变开关的阈值。但此种开关响应慢,增益小,目前还无法集成到电路中成为有效元件。但作为一种典型的氧化还原类型的分子开关,可以用于对增益要求不高的领域,如传感器。
分子存储器应该通过双稳态或多稳态分子来实现。下述机制可作为分子存储器的原理:(1)分子
内或分子间的氢转移;(2)二聚化反应;(3)顺-反
式异构;(4)电荷转移。
加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA )的化学教授J.Heath 在2001年的美国化学会的会议上报告了分子存储器的研究结果[6]。他们把所谓螺旋烷分子连接在相互成十字状的汇流条之间(如图4),
图3 可逆分子开关
螺旋烷分子有类似分子晶体管的作用。通过控制加
到汇流条每一个臂上的输入电压,它能作为一个16-bit 的存储电路
。
图4 分子存储器电路
2.4 有机场效应晶体管
场效应管(FET )是利用电场来控制固体材料导
电性能的有源器件。目前无机场效应管已经接近小型化的自然极限,而且还存在成本高、不适宜应用于大表面积器件等问题。因此人们自然而然地想到利用有机材料来作为FET 的有源材料。随即产生了有机场效应晶体管(OFET )。
与无机FET 相比,OFET 具有一系列突出的优点:OFET 器件可以做得很小;易做成大面积的器件;通过对有机物分子进行化学修饰可以方便地调节场效应管的性能;制备工艺简单,可以有效地降低成本;有良好的柔韧性。经过十几年的发展,OFET 的研究已取得了重大的进展,尽管其性能与无机场效应管相比还有不小的差距。近几年OFET 的研
究工作主要从以下两个方向取得了突破:1.对器件结构的改进,主要是基于并五苯的OFET ;2.开发新的高性能的分子半导体作为活性OFET 材料。高性能(如场效应迁移率μF 为.4cm 2/(V ?s )[7])OFET 的出现,使OFET 的研究取得了突破性进展,成为一个十分活跃的研究热点,OFET 的研究将会为实现全有机电路打下坚实的基础。
2.5 分子电路和分子计算机
分子电路是以分子作为功能电子器件构成的电子线路。分子器件包括分子导线、分子开关、分子存储器等等。
分子计算机以分子电路为基础的计算机。除了在设计概念上不同于通常的计算机外,在信息载流子、体系的技术和组装等方面也还存在着巨大差异。基于分子电子学的计算机,将拥有高集成度、低功耗、速度快等优点。
3 分子电子学研究进展
自从1974年Aviram 和Ratner 提出了分子整流器的模型,很多研究人员投入了对分子器件的研究。
2001年,美国《科学》杂志将分子电子学所取得的一系列成就评为当年十大科技进展之首[8]。哈佛大学、IBM 、UCLA ,以及Delft 大学成功实现了从“分子器件”到“分子电路”的突破。他们使用碳纳米管、具有组装功能的卟啉衍生物、无机半导体纳米线解决了分子、纳米结构与电极的连接和电极的制备,利用自组装、电子束光刻设备和低温真空镀膜等,获得逻辑门以及倒相器和半加器。
Reed 和Tour 小组多年来长期合作,在分子电子学领域一直处于领先位置。他们致力于分子导线、分子开关、分子存储器、分子逻辑电路的研究,并取得了很多瞩目的成果[9,10,11,12]。1997年在Sci 2ence 上共同报道了对分子结电导的测量。1999年,他们又报道了具有负微分电阻效应的分子。他们将含有硝胺氧化还原中心的自组装单层薄膜应用Nanopore 技术(图5)制造成器件,并得到了高达1000:1的峰谷比。2001年,他们又应用Nanopore 技术和SAM 膜制作了存储单元。
美国Alabama 大学的Metzger 小组长期致力于分子整流器的研究。分子整流器的结构多为金属-分子-金属的三明治形式。采用的金属包括Au 、Al 、Ag 等。分子多采用分子薄膜,比如LB 膜、SAM
图5 Nanopore技术
的单层或多层膜。Metzger小组以Al或Au作为电极,分子选取以C16H33Q-3CNQ为代表的LB膜,组成上述的三明治结构,成功地观察到了器件的整流特性[13,14]。
分别由Williams和Heath率领的HP研究中心与UCLA小组在1997年组成合作队伍,在分子器件领域确定重大成绩。近期,作为美国国防高级研究项目署(DARPA)的重要项目,他们纷纷报道各自的成果-64位分子存储器[15,16]。2002年,HP公司正是凭借该项技术获得专利,试验中的重大突破首次证实了分子逻辑电路和存储器可以在同一纳米级电路上工作。
利用由分子组成的量子原胞自动机(QCA)来研究分子电路结构越来越受到研究工作者的重视。QCA的基本的单元结构包括四个量子点和位于边缘附近的四个隧穿势垒。当两个过量的电子加入后,库仑力使它们保持在单元的对角,形成了单元的两种可能的状态。近年来,利用其设计简单逻辑门、逻辑电路有了很大突破[17]。
近年来分子电子学的研究多集中在理论研究。正如2004年美国物理协会(APS)大会所指出的:目前分子电子学的研究的重点不应放在分子器件的应用,而是应该回到对分子电子学的基本原理的理解,力图通过对目前在工艺、器件上取得进展的剖析,寻找出最本质的分子传输机制[18]。
4 总结
分子器件是纳电子器件的重要分支,具有广阔的应用前景,但它的研究仍处于探索性阶段,目前,分子电子学中需要解决的问题包括:
1)建立完整的模型,以解释电子在分子中的传输和电极接触效应;
2)如何快速组装和达到分子精度;
3)如何解决分子器件的连接;
4)如何避开老化和降解问题。
此外其可靠性、重复性、集成度、运算速度、成本等方面还有大量的研究工作要做,离分子电子学的实现还有漫长的路要走。
我国目前在分子电子学方面主要的研究单位包括复旦大学、东南大学、中科院化学所、清华大学、山东大学等,在分子器件、分子轨道理论取得了一定成果[19,20],但与国际先进的研究水平相比还存在一定的差距。我国应该投入一定的人力和财力探索分子器件及相关领域的工作,以及早缩小与国际先进研究水平的差距。
参考文献
[1]朱静.纳米材料和器件[M].北京:清华大学出版社,2003
[2]Aviram A,Ratner M A.Molecular Rectifiers[J].Chem Phys Lett,
1974,292(2):277～283
[3]陈福深,刘云圻,徐愉.分子电子学及其LB膜技术[J].电子科技
大学学报,1997,26(1):101～108
[4]薛增泉.分子电子学[M].北京:北京大学出版社,2003
[5]G ittins D I,Bethell D,Schiffrin D J.A nanometre-scale electronic
switch consisting of ametal cluster and redox-addressable groups [J].Nature,2000,408(6808):67～69
[6]Service R F.Assembling Nanocircuits From the Bottom Up[J].Sci2
ence,2001,293(5531):782～785
[7]Mas-Torrent M,Durkut M,Hadley P,et al.High Mobility of
Dithiophene-Tetrathiafulvalene Single-Crystal Organic Field Ef2 fect Transistors[J].J Am Chem Soc,2004,126(4):984～985 [8]Service R F.Molecules G et Wired[J].Science,2001,294(5551):
2442～2443
[9]Reed M A,Zhou C,Muller C J,et al.Conductance of a molecular
junction[J].Science,1997,278(5336):252～254
[10]Chen J,Reed M A,Rawlett M A,et al.Observation of a Large On
-Off Ratio and Negative Differential Resistance in an Electronic Molecular Switch[J].Science,1999,286(5444):1550～1552 [11]Reed M A,Chen J,Rawlett M A,et al.Molecular random access
memory cell[J].Appl Phys Lett,2001,78(23):3735～3737 [12]Husband C P,Husband S M,Daniels J S,et al.Logic and Memory
with Nanocell Circuits[J].IEEE Transactions on Electron Devices, 2003,50(9):1865～1975
[13]Metzger R M.Unimolecular Electrical Rectifiers[J].Chem Re2
views,2003,103(9):3803～3834
[14]Metzger R M,Tao Xu,Peterson I R.Electrical Rectification by a
Monolayer of Hexadecylquinolinium Tricyanoquinodime-thanide Measured between Macroscopic G old Electrodes[J].J Phys Chem
B,2001,105(30):7280～7290
[15]Luo Y,Stoddart J F,Heath J R,et al.Two-Dimensional Molecu2
lar Electronics Circuits[J].Chem Phys Chem,2002,3(6):519～525
[16]Chen Y,Stoddart J F,Williams R S,.et al.Nanoscale molecular-
switch crossbar circuits[J].Nanotechnology,2003,14(4):462～468
[17]Craig S.Lent,Beth Isaksen,Marya Lieberman.Molecular Quantum
-Dot Cellular Automata[J].J AM CHEM SOC,2003,125(4):
1056～1063
[18]Reed M A.Molecular electronics:Back under control[J].Nature
Materials,2004,3(5):286～287
[19]Lei Fu,Lingchao Cao,Yunqi Liu,at al.Molecular and nanoscale
materials and devices in electronics[J].Advances in Colloid and In2 terface Science,2004,111(3):133～157
[20]H Chen,J Q Lu,J Wu,at al.Control of substituent ligand over cur2
rent through molecular devices-An ab initio molecular orbital theo2 ry[J].PhysRevB,2003,67:113408
作者简介
董浩(DON G Hao,1981-),男,清华大学微电子学研究所博士研究生,研究方向为分子电子学和分子电子器件。
邓宁(DEN G Ning,1971-),男,清华大学微电子学研究所讲师,从事Si基低维器件和量子器件研究。
陈培毅(CHEN Peiyi,1944-),男,清华大学微电子学研究所教授,博士生导师,长期从事Si G e器件研究,现在研究方向为纳电子学和纳米器件。
(责任编辑:房俊民)
国外新闻
美科学家在量子计算机领域获新突破
美国俄亥俄州立大学研究人员说,他们成功地使相干激光在玻璃芯片上构成了一个个“原子陷阱”,理论上每个“原子陷阱”能捕捉一个气态铷原子。研究人员说,这一进展向将来设计建造量子计算机前进了一大步。
俄亥俄州立大学副教授格雷格?拉菲亚蒂斯等人在《物理评论A》杂志上发表论文说,当前制造量子计算机的一个思路是首先将原子捕捉住,这样就能通过激光操作来读写量子状态。其他研究人员在实现这一思路时,都试图用自由空间的一个封闭“笼子”来捕捉原子,但目前在实践上要操作“笼子”中的原子有一定困难。
拉菲亚蒂斯等人通过另一种方式来捕捉原子。他们用两束相干激光在一块玻璃芯片的表面涂层内纵横相交,由于光的相干作用,芯片上形成肉眼看不到的激光的波峰和波谷,犹如一个个“鸡蛋格”,“鸡蛋格”的最中央是一个大小相当于原子、被电场包围的空洞。研究人员说,每个空洞可以捕捉住一个铷原子,然后用单束的激光就可以操纵原子,实现量子计算。
这一设计与目前激光唱片存储数据的方式非常相似。拉菲亚蒂斯说,用平面芯片上的激光“陷阱”捕捉原子比用空间中的“笼子”更具有可操作性。他们已经制造出了这样的芯片,并使用磁场成功地使10亿个铷原子形成豌豆大小的原子云。目前,他们正试图操作原子云运动到芯片上方,理论上,当铷原子云到达芯片上方时就会自动落入“激光陷阱”。
传统计算机是通过二进制位“0”和“1”来表示信息,一个字节要么是“0”,要么是“1”,而如果用量子状态表示信息,一个量子位就可以表达两者兼有的状态。按照这一构思,量子计算机的信息处理和存储能力比目前的计算机将有质的飞跃。据研究人员估计,要实现目前最新型计算机的功能,只需要1000个量子位,因此量子计算机成为当前的研究热点。
拉菲亚蒂斯等人说,如果他们的设计成功,将极大地推动量子计算机的设计制造,但真正应用到实际中将至少是2年之后的事情了。(新华社供本刊稿)
成教 医学电子学基础 第一次作业 1-1．在题图1-1的电路中，V E 61=，V E 5.42=，V E 5.23=，Ω=k R 11，Ω=k R 22， Ω=k R 53。电源的内阻忽略不计，求通过电阻，1R ，2R ，3R 的电流。 解：利用基尔霍夫定律来解 (1)找节点。共有a 、b 、c 、d 四个节点可以列三个独立电流方程 对于a:321I I I +=............（1） 对于b:542I I I +=............（2） 对于c:0653=++I I I (3) (2)找网孔，有三个网孔，列三个独立的回路电压方程， 对于A 网孔取顺时针的绕行方向： 02141=++-E R I E (4) 对于B 网孔取顺时针的绕行方向： 03252=+--E R I E (5) 对于C 网孔取顺时针的绕行方向： 0253614=+--R I R I R I (6) 解（1）－（6）构成的方程组得到 mA I 514.=、mA I 15=、mA I 706.= 1-2 用戴维南定律和诺顿定理分别求题图1-2中3R 的电流。电流参数如图所示。 解：（1）戴维南定理指出：任何一个含源线性二端网络都可以等效成一个理想电压源和内阻串联的电源。等效电源的电动势E 等于该含源二端网络的开路电压，而内阻0R 则等于此二端网络内部所有电源都为零时（理想电压源短路，理想电流源开路）的两个输出端点之间的等效电阻。所以我们可以得到等效电路的电动势就是3R 开路时2R 两端的电压，有欧姆定律可以 得到等效电压源的电动势V R R R E E 422 1=+= '，等效电压源的内阻Ω==k R R R 2120//， 所以流过3R 的电流为 mA R R E I 1224 30=+=+= ' （2 ）诺顿定理：任何一个含源线性二端网络都可以等效成为一个理想电流源和内阻并联的 3 R c 1 I 3 I 6 I
分子电子学 董 浩 邓 宁 陈培毅 (清华大学微电子学研究所,北京100084) 摘 要:作为纳米电子学的一个重要分支,分子电子学在近年来得到了巨大的发展,并成为国际上研究的热点。本文介绍了各种分子器件的制作技术及基本工作原理,回顾了近年来分子电子学的最新进展,展望了分子电子学的未来发展。 关键词:分子电子学 分子电子器件 分子导线 分子开关 分子存贮器 分子整流器 有机场效应晶体管 Molecular Electronics DONG H ao DENG Ning CHEN Peiyi (Institute of Microelectronics,Tsinghu a U niversity,B eijing100084) Abstract:As one of the most i m portant parts of nanoelect ronics,molecular elect ronics have att racted more and more attentions and developed signif icantly.This paper i nt roduces the f abrication technolo2 gy and the basic pri nci ple of molecular devices.The latest developments of the molecular elect ronics are reviewed as well.Fi nally,the f urther t rends are also discussed. K ey w ords:molecular elect ronics,molecular elect ronic devices,molecular w i re,molecular sw itch, molecular memory,molecular rectif ier,O FE T 引言 经历了多年的发展后,目前超大规模集成电路的发展即将面临着极大的挑战,这些挑战包括原理性的物理限制、技术性的工艺限制等等。为了解决这些问题,向纳电子学的过渡已成为微电子学发展的必然趋势。而作为纳电子学的一个重要组成部分,分子电子学也越来越受到重视。 研究可控制或调制分子光电特性的材料、器件和基本构架被称作“分子电子学”[1]。诺贝尔奖获得者Feynman关于“从单个分子甚至原子开始进行组装”的猜想被认为是分子电子学概念的来源。20世纪70年代,科学家们逐步提出了分子器件的具体设想。1974年Aviram和Ratner提出了关于分子整流器的设想[2]。针对分子器件结构、性质等的一系列实验也随即展开。进入80年代,相关实验技术,如Langmuir-Blodgett(LB)膜、自组装(SA)技术、有机分子束外延生长(OMB E)和扫描探针显微镜(SPM)等技术的发展,更是大大促进了分子器件的研究。 本文介绍了用于分子器件研究的基本制作方法,阐述了几种分子器件的基本工作原理,并对分子电子学的发展进行了总结和展望。 1 分子合成及器件制作技术 目前广泛应用于分子器件研究的主要方法包
影像电子学基础复习题 一、名词解释： 1、支路：不含分支的一段电路（至少包含一个元件) 2、节点:三条或三条以上支路的连接点 3、闭合电路欧姆定律：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻 之和成反比。公式为I=E/(R+r)，I表示电路中电流，E表示电动势，R表示外总电阻，r表示电池内阻。 4、部分电路欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比, 公式：I=U/R 5、等效变换：在电路分析计算时，有时可以将电路某一部分用一个简单的电路代替，使电路得以简化。 6、基尔霍夫电流定律：电路中任一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。 7、基尔霍夫电压定律：在任何一个闭合回路中，从一点出发绕回路一周回到该点时，各段电压的代数和恒等于零，即∑U=0。 8、正弦交流电:电压与电流大小和方向随时间按照正弦函数规律变化。 9、直流电：大小和方向随时间周期性变化的电压和电流 二、填空题： 1、沿任何闭合回路绕行一周时，回路中各电阻的电压降的代数和等于回路．中各电源的电动势的代数和。 2、感抗的单位是欧（XL) 。 3、电感在正弦交流电路中，具有通低频、阻高频，通交流、阻直流的特性。 4、基尔霍夫电流定律阐明了电路中任一节点各支 路电流之间的关系。根据电流连续性原理可 知， 在任一时刻，流入节点的电流之和恒等于
流出 该节点的电流之和。 5、电容器充电时，电容器两端的电压按指数规律上升， 而充电电流按指数规律下；电容器放电时，电容器 两端的电压按指数规律下降，而放电电流按指数规律 下降。 6、对于一个有n个节点和m条支路的复杂电路，总共 有n-1个独立的节点电流方程和m-(n-1) 个独立的回路电压方程。 7、硅晶体中，每个硅原子都和周围的其它硅原子形成共用电子对，这个共用电子对叫 做共价键。 8、二极管伏安特性曲线如右上图，其中OA 段是死区，AB 段表示正向导通， OD 段表示反向截止，DE 段表示反向击穿。 9、对于放大电路，输出电压变化量与输入电压变化量之比叫电压放大倍数， 对信号源来说，放大电路就是其负载，可以用一个电阻表示叫输入电阻，通常希望输入电阻大 一些；对负载RL来说，放大电路就是其信号源，可以用一个含内阻的电压源表示叫输出电 阻，通常希望输入电阻小一些。 10、由于射极输出器的电压放大倍数小于1，而又接近于1，所以它又叫做电压跟随器。 11、用集成电路LM386可装成元 件少、不需调试、而效果不错的中 波收音机。天线线圈L可用多股纱 包线在磁棒上平绕85匝即可，可 变电容器为270pF的，可利用双连 可变电容器的一半，其他元件无特 殊要求。全机装好后不需调试，即 可使用，而且灵敏度高、频响宽、 音质好、音量宏亮，实为初学者最 佳制作品。其电源可在3—6V间 选用，扬声器Y可用4欧姆或8 欧姆的。管脚 2 和 4 接电源负极，管脚6接电源正极，管脚3为信号输入端，管脚 5 为信号输出端，元件R1 为音量调节旋钮，要找某个电台需调节元件C1 。 12、若一个变压器原绕组22000匝，接220V的单相电源，副绕组1000匝，若此变压器后边接桥式整流电路，负载10欧姆，则负载得到的电压为 4.5 V，电流为0.45 A，二极管中的平均电流为0.45 A，二极管承担的最大反向电压是
分子电子学中的碳基材料毕业正文
毕业论文 题目分子电子学中的碳基材料学院物理科学与技术学院专业物理学 班级0901 学生赵小明 学号20090922155 指导教师赵朋 二〇一三年五月十二日
摘要 伴随着日益复杂的电子技术产品的发展，过去自上而下都依赖的硅基技术正面临着技术方面和物理方面的双层挑战。在采用自下向上的方法建设电子电路时，碳基纳米材料是非常好的候选材料，因为它们有半导体的特性并且物理尺寸很小，可以用于建立电子连接。例如有独特的电子性质的富勒烯，已经允许在建设分子整流器和晶体三极管时，可以以多种状态存在。碳纳米管在建设分子电路和场效应晶体管方面具有很大的潜力。另一方面，石墨烯不仅是代替ITO组成透明电极的最有前景的材料，同时它也展现了它的量子霍尔效应和电导特性。本论文主要体现了碳纳米材料在分子电子学中最近的发展状况。 关键词：碳纳米材料；分子电导；分子电子学；单分子电子器件 19
ABSTRACT As the growing complexity of electronic devices, the top-down method used with silicon based technology is facing both technological and physical challenges. Carbon-based nanomaterials are good candidates to be used in the development of electronic circuitry using the bottom-up approach, because they have semiconductor properties and dimensions within the required physical limit to construct electrical connections. For example, the unique electronic properties of fullerenes have made the construction of molecular rectifiers and molecular transistors that can work with more than two logical states. Carbon nanotubes have shown their values to be used in the construction of molecular wires and FET transistors that can operate in the THz frequency bias range. On the other hand, graphene is not only the most promising material for replacing ITO in the construction of transparent electrodes but it has also shown quantum Hall effect and quantum conductance properties that depend upon the edges or chemical doping. The purpose of this work is to present recent developments on the utilization carbon nanomaterials in molecular electronics. Keywords：Carbon nanomaterials；Molecular conductance；Molecular electronics；Unimolecular electronic devices 19
电切削工 1.1 职业名称 电切削工。 1.2 职业定义 利用操作线切割、电脉冲或电火花机械设备，进行各种几何形状的型腔、模具电腐蚀及线切割加工的人员。 1.8 鉴定要求 1.8.2 申报条件 ——初级（具备以下条件之一者） （1）经本职业初级正规培训达规定标准学时数，并取得结业证书。 （2）在本职业连续见习工作1年以上。 （3）本职业学徒期满。 ——中级（具备以下条件之一者） （1）取得本职业初级职业资格证书后，连续从事本职业工作2年以上，经本职业中级正规培训达规定标准学时数，并取得结业证书。 （2）取得本职业初级职业资格证书后，连续从事本职业工作4年以上。 （3）连续从事本职业工作5年以上。 （4）取得经劳动保障行政部门审核认定的、以中级技能为培养目标的中等以上职业学校本职业（专业）毕业证书。 ——高级（具备以下条件之一者） （1）取得本职业中级职业资格证书后，连续从事本职业工作3年以上，经本职业高级正规培训达规定标准学时数，并取得结业证书。 （2）取得本职业中级职业资格证书后，连续从事本职业工作5年以上。 （3）取得高级技工学校或经劳动保障行政部门审核认定的、以高级技能为培养目标的高等职业学校本职业（专业）毕业证书。 （4）取得本职业中级职业资格证书的大专以上本专业或相关专业毕业生，连续从事本职业工作1年以上。 ——技师（具备以下条件之一者） （1）取得本职业高级职业资格证书后，连续从事本职业工作3年以上，经本职业技师正规培训达规定标准学时数，并取得结业证书。 （2）取得本职业高级职业资格证书后，连续从事本职业工作5年以上。 （3）取得本职业高级职业资格证书的高级技工学校本职业（专业）毕业生和大专以上本专业或相关专业毕业生，连续从事本职业工作2年以上。 ——高级技师（具备以下条件之一者） （1）取得本职业技师职业资格证书后，连续从事本职业工作3年以上，经本职业高级技师正规 1 / 5
分子电子器件的研究进展 一、分子电子器件背景介绍 分子电子器件是由能完成光、电、离子、磁、热、机械和化学反应的分子和超分子组装排列而成的有序结构,是在分子或超分子层次上能完成信息和能量的检测、转换、传输、存储与处理等功能的化学及物理系统，简单他说,分子电子器件就是在分子水平上，尺寸在纳米量级，使用的材料有纳米线、纳米管、纳米颗粒、有机小分子、生物分子、DNA等，具有特定功能的超微型电子器件[1]。 传统的电子器件只利用了电子波粒二象性的粒子性, 且都是通过控制电子数量来实现信号处理的，随着集成度的提高, 功耗、速度、漏电都将成为严重的问题[2]。分子器件主要利用电子的量子效应工作，在分子器件中，只要控制一个电子的行为即可完成特定的功能, 即分子器件不单纯通过控制电子数目的多少, 主要通过控制电子波动的相位来实现特定功能，所以与传统的从宏观到微观的微加工技术相反,分子电子学的研究主要是从微观到宏观的角度,对功能分子材料在分子尺寸范围内实现对分子电子运动的控制,包括功能分子的设计、合成,晶体生长,有序薄膜制备、结构、性能研究,特殊的物理化学现象和过程的研究,分子器件的组装以及相关科学问题的研究[1]。 分子电子学的基础研究主要包括分子材料的电子学(Molecular Material for Electronics,MME)和分子尺度的电子学(Molecular Scale Electronics,MSE)两个方面的相关内容。基于分子材料的器件涉及到各种薄膜器件、单晶器件、自组装器件等，而分子尺度器件是目前国际科技界竞争最为激烈的几个领域之一,在分子尺寸上构筑电子器件,实现对单个分子或若干分子聚集体的光电子行为的控制,可以实现器件的高度微小化和集成,是下一代电子器件的奋斗目标，很显然,这方面的研究具有明显的科学意义和广阔的应用前景。 二、分子电子器件研究发展方向及进展 分子器件有两种发展趋势,其一是将无机材料替换为有机材料,增强分子材料的柔性。其二是更加注重单分子的特异性功能，力争实现超高性能器件。 构筑任何一个分子器件的基本思想是将少数几个分子,甚至单个分子镶嵌在两个电极之间,形成电极-分子-电极的纳米连接，其间连接的分子大多是有机分子，其电光特性是由分子结构本身而不是以后的工艺步骤决定的，且分子内不能含有金属，因为金属原子有表面徙动的特性,在纳米间距的条件下室温时即易形成横向短路，所以研究工作者应该对加工分子电子器件的综合因素进行全面考虑，这些因素包括: ①如何选择电极材料,也就是什么电极材料最适合测量分子的导电性; ②如何有效控制电极的几何构型; ③如何构建分子与电极之间的键合方式; ④如何控制位于纳米电极对间的所测量分子的数目[5]。 在综合全面考虑以上因素的基础上,可以得出这样的结论:解决这些问题最可靠的方法是在分子与具有分子尺寸的电极之间,在真正意义的分子尺寸上,制造一种具有有限分子键合位置的精细的牢固共价键连接。 现如今，超大规模集成电路的发展已逼近物理极限和工艺极限，而突破这种极限的出路之一是发展分子电子器件，最近几年，人们已经发现和利用了一些有机和无机导电聚合物、生物聚合物、电荷转移盐和有机金属等分子材料的物理化学性质及电子特性，研制出了用于信息处理的各种新型元件，例如分子导线、分
第22卷第3期2006年6月 河北北方学院学报(自然科学版)Journal of Hebei Nort h University (Nat ural Science Edition ) Vol 122No 13J une 2006 收稿日期:20060323 作者简介:杨跃平(19582),男,河北抚宁人,河北北方学院医学物理实验室教授. 仿真软件EWB 在电子学中的应用 杨跃平,高建武,邵雪辉,王晓燕,王伟平,宋孝先 (河北北方学院医学物理教研室,河北张家口075000) 摘要:详细介绍了EWB 软件,通过举例说明EWB 的使用及在电子学教学中的作用.EWB 仿真软件在教 学中的使用,不但节省实验经费和教学时间,同时还可营造一个良好的学习环境,使理论与实践教学相结合, 让学生亲自感受到实际动手操作的快乐,提高了学生的学习兴趣和学习效率. 关键词:电子学;仿真软件;虚拟实验;教学 中图分类号:TP 39119 文献标识码:A 文章编号:167321492(2006)0320018203 Applications of EWB simulation soft w are in electric teaching YAN G Yue 2ping ,GAO Jian 2wu ,SHAO Xue 2hui ,WAN G Xiao 2yan ,WAN G Wei 2ping ,SON G Xiao 2xian (Medical Physics Teaching and Research Section ,Hebei North Hniversity ,Zhangjiakou ,Hebei 075000,China ) Abstract :This article introduces t he use of EWB software in detail ,illust rates EWB t hrough t he use of elect ronic learning and teaching by examples.The EWB simulation software used in teaching not only saves st udent s ’s st udy time ,but also creates a good learning environment.The integration of t heory and p ractice of teaching makes st udent s feel happy while involed in operation and increases t heir interest s and efficiency in learning. K ey w ords :elect rics ;simulation software ;virt ual experiment ;teaching 电子电路是一门比较抽象的,令学生难以理解的课程.由于该课程实践性很强,而大多数学校和学生受到时间和各方面条件的限制,实验往往不能很好地跟理论同步,影响了学生对该课内容的理解和掌握,使电子电路成了学生们怕学、难学的一门课程.随着计算机的普及和多媒体教室的完善,传统的教学模式将得到改变.利用电子工作平台Elect ronics Workbench (EWB ),教师在用电子教案教授理论知识的同时,便可在课堂中用仿真系统验证理论教学;学生也可以利用该系统在任何一个有多媒体计算机的地方,进行实验、验证例题、作业等。通过网络化的电子教学,使理论教学和实践教学相结合,让学生亲自感受到实际动手操作的快乐,有效的提高了学生的学习兴趣和学习效率. EWB 是Electronics Workbench 的简称,是加拿大Interactive Image Technologies 公司于80年代末、90年代初研发推出的专门用于电路设计的计算机仿真软件,在国外高校和电子技术界广为应用,被称为电子线路仿真的“虚拟电子工作台”或虚拟电子实验室.EWB 具有集成一体化的设计环境,画图、分析及结果输出在同一集成菜单系统中,并可对不同类型的电子电路进行动态仿真和静态分析.它不但提供了完整、精确的电子元件模型,各个元件的参数可随意选择,使用元器件的品种、规格和数量不限,而且有专业的原理图输入工具,使作图变的轻松快捷。软件提供了示波器、交直流电压表与电流表、函数发生器、万用表、频谱分析仪、数字字符发生器、逻辑分析仪等许多虚拟仪器,这些仪器除具有一般实际仪器的功能外,还有一般仪器难以实现的功能.如虚拟示波器扫描周期可大于14min ,并将整个一次扫描过程的图形全部保存下来(实际示波器受荧光余辉限制,是作不到的).EWB 是pc 机内的实验室,利用它? 81?
影像电子学基础复习题 一、名词解释: 1、支路:不含分支得一段电路(至少包含一个元件) 2、节点:三条或三条以上支路得连接点 3、闭合电路欧姆定律:闭合电路得电流跟电源得电动势成正比,跟内、外电路得电阻 之与成反比。公式为I=Ｅ/(R+ｒ),Ｉ表示电路中电流,E 表示电动势,R表示外总电阻,r表示电池内阻、 4、部分电路欧姆定律:导体中得电流跟导体两端得电压成正比,跟导体得电阻成反比,公式:I＝Ｕ/Ｒ? 5、等效变换:在电路分析计算时,有时可以将电路某一部分用一个简单得电路代替,使电路得以简化。 6、基尔霍夫电流定律:电路中任一个节点上,在任一时刻,流入节点得电流之与等于流出节点得电流之与、 ７、基尔霍夫电压定律:在任何一个闭合回路中,从一点出发绕回路一周回到该点时,各段电压得代数与恒等于零,即∑U=０、 8、正弦交流电:电压与电流大小与方向随时间按照正弦函数规律变化。 9、直流电:大小与方向随时间周期性变化得电压与电流 二、填空题: １、沿任何闭合回路绕行一周时,回路中各电阻得电压降得代数与等于回路.中各电源得电动势得代数与、 ２、感抗得单位就是欧(ＸL) 、 3、电感在正弦交流电路中,具有通低频、阻高频,通交流、阻直流得特性、 4、基尔霍夫电流定律阐明了电路中任一节点各支 路电流之间得关系、根据电流连续性原理 可知, 在任一时刻, 流入节点得电流之与恒等于 流出 该节点得电流之与、 5、电容器充电时,电容器两端得电压按指数规律 上升, 而充电电流按指数规律下;电容器放电 时,电容器 两端得电压按指数规律下降,而放电电流按指数规律 下降。 6、对于一个有n个节点与m条支路得复杂电路,总共 有n－1个独立得节点电流方程与m－(ｎ－1) 个独立得回路电压方程。
第一章 ?强电电路、弱电电路的区分 电路——由电源、开关、连接导线和负载等组成。强电电路——电压较高、电流和功率较大；实现电能的传输和转换。（如电力系统等）弱电电路——电压较低、电流和功率较小；实现信号的传递和处理。（如扩音系统等） ?电压、电流、功率（参考方向、正负的含义） 1.电流及其参考方向电流——电荷量对时间的变化率 直流电流——电流的大小和方向不随时间变化；交流电流——电流的大小和方向随时间变化 电流的实际方向——正电荷移动的方向; 电流的参考方向——假定方向，也称正方向 2.电压及其参考方向电压—单位正电荷从一点移至另一点作的功 直流电压—电压的大小和极性不随时间变化；交流电压—电压的大小和极性随时间变化 电压的参考方向—假定方向电位、电动势；电压的实际方向—高电位指向低电位，电位降低的方向 3.功率根据电压电流的参考方向，电路功率p=u i ＞0时，称消耗功率或吸收功率，＜0时，称输出功率或释放功率。?电阻、电感、电容的欧姆定律及相关计算 ?二极管相关性质：单向导电性、最大正向电流?多个二极管工作状态的判断
?稳压管的特性，及正确使用方法 稳压条件： U i＞U z 有一定的 I z—— 稳压二极管工作在反向击穿状态 ?三极管动态电流放大系数的定义 电流放大系数 穿透电流I CEO 集电极最大允许电流I CM集电极最大允许耗散功率P CM 集电极—发射极反向击穿电压U BR/CEO
双极晶体管简称晶体管、三极管. 第二章 ?基尔霍夫电压、电流定律(包括广义)，计算方法 结点：三个或三个以上电路元件的连接点称为结点。支路：连接两个结点之间的电路称为支路 回路：电路中任一闭合路径称为回路网孔：电路中最简单的单孔回路 基尔霍夫电流定律KCL：在任何电路中，离开(或流入)任何结点的所有支路电流的代数和在任何时刻都等于零。(适用于广义结点) 基尔霍夫电压定律KVL：在任何电路中，形成任何一个回路的所有支路沿同一循行方向电压的代数和在任何时刻都等于零。当支路电压的参考方向与回路的循行方向一致时带正号，反之为负号。 ?线性电路的特性叠加定律的特点，计算方法，适用范围 支路电流法的解题步骤：⑴标出各支路电流的参考方向，支路数b ⑵列结点的KCL电流方程式。结点数n，则可建立(n-1) 个独立方程式⑶列回路的KVL电压方程式。电压方程式的数目为[b-(n-1)]⑷解联立方程组，求各支路电流叠加定理的含义是：对于一个线性电路来说，由几个独立电源共同作用所产生的某一支路电流或电压，等于各个独立等电源单独作用时分别在该支路所产生的电流或电压的代数和。当某一个独立电源单独作用时，其余的独立电源应除去（电压源予以短路，电流源予以开路）。线性电路特点：1.齐次性2.叠加性 叠加定理使用注意事项：1.叠加定理只限于线性电路 2.只有电压和电流可以叠加，功率不行P=I2R=U2/R 即功率与I、U 是平方关系 3.除去不作用的电源，对电压源予以短路，电流源予以开路 4.受控源不是独立电源，所以不能单独作用5.叠加为代数相加，注意电压电流参考方向
应用电子物理 一、专业介绍 1、学科简介： 应用电子物理属于自设专业，是以物理学理论及工程方法为基础，广泛应用于电子工程、核电子技术、信息电子学以及物理仿真技术等学科领域并具有极强的综合性及系统性的交叉性学科，是当今科学技术领域最活跃的应用性科学。由电子物理信息技术为代表的近代科学技术发展已经充分显示，只要我们将自身不断发展的物理学新思想和所取得的新研究成果应用于电子工程技术中，就会在相应的技术领域获得大的进展和突破。另一方面，物理学自身的发展如实验物理、非线性物理、等离子体物理以及核物理等科学领域也强烈地需要电子信息技术这一重要的辅助手段。 2、考试科目： ①101政治 ②201英语一 ③690量子力学 ④933普通物理（光学、电磁学、热学） （各个招生单位考试科目略有不同，以上以四川大学为例） 3、研究方向： (01)传感物理及技术 (02)测控系统 （各个招生单位研究方向略有不同，以上以四川大学为例） 二、培养目标 培养既具有坚实数理功底又具有强烈工程意识的毕业研究生，并使毕业生能够与社会高端技术层接轨，是本专业的基本培养目标。 （各个招生单位考试科目略有不同，以上以四川大学为例）三、与此专业相近的自设专业
（应用物理，计算物理，纳米材料物理，纳米物理学，高压科学与技术） 四、相同一级学科下的其他专业： （软物质物理，光子学与光子技术，物理学史，天体粒子物理，热物理与能源利用技术，生命信息物理学，量子信息物理学，生物医学物理） 五、招收此自设专业的院校 招收此自设专业的院校：四川大学 六、此专业开设年份 四川大学（2003） 七、就业前景： 本专业有较强的社会适应性，毕业生既具有从事基础科学研究的基础知识，也具有在应用物理技术、电子信息技术等领域从事高科技开发的实际业务能力，适合在工业、交通、邮电、金融；商业等行业从事科技开发、生产和管理工作。本专业学生所特有的专业素养，使他们具有持久的专业发展后劲和较强的开拓能力，因而深受社会各界的欢迎。 八、就业方向： 根据目前毕业研究生的就业去向的情况分析与预测，毕业生与国防军事、科研院所、高等学校、IT 业以及核工业等相关单位双方将具有较大的相互吸引力。 九、课程设置： 科学社会主义理论与实践 自然辩证法 第一外国语 光电子学中的电磁场理论 现代信号处理理论与方法
试卷名称： 工业电子学第二章(功率元件) 命题老师： 刘溢桐 科目： 工业电子学 考生姓名： 学生编号： 得分： ◎选择题:0%(每题0分) ( A ) 1﹒如图所示为DIAC 及TRIAC 相位控制电路，下列叙述何者错误 A ． ( B ) 2﹒SBS 是由两个反向并联的 A ．SCS B ．SUS C ．GTO D ．DIAC 组成。 ( B ) 3﹒如图是那一元件之符号 A ．SCR B ．PUT C ．UJT D ．TRIAC 。 ( A ) 4﹒如图所示电路，假设SCR 导通所需之触发电流为30mA ，GK 间正向电压为，则欲使SCR 导通X 点电压至少应为 A ． B ． C ．1V D ．。 ( A ) 5﹒下列何种元件不是PNPN 装置 A ．UJT B ．SCR C ．TRIAC D ．DIAC 。 ( B ) 6﹒设计如图之UJT 电路，若欲从a 点获得直线性更良好的锯齿波，有下列几种方法，其中那一种不成立 A ．提高电压 B ．使用较高η值之UJT C ．采用较低η值之UJT D ．降低C 值。 ( C ) 7﹒如图之电路，加入1R 、 3 R 与1C 之作用为 A ．增大电路之耐功率 B ．使相角控制增加至360° C ．防止迟滞（hysteresis ）现象 D ．防止杂音。 ( B ) 8﹒在SCR 控制电路中，若触发角度α越大，表示负载功率消耗 A ．不一定 B ．越小 C ．不变 D ．越大。 ( D ) 9﹒在TRIAC 之闸极电压（逆向）加大时， A ．TRIAC 将烧毁 B ．导电角度会变小 C ．将不导通 D ．导电角度会变大。 ( A ) 10﹒下列元件，何者不能做为功率控制元件使用 A ．DIAC B ．SCR C ．功率电晶体 D ．TRIAC 。 ( A ) 11﹒如下列V －I 特性曲线上黑线部份，系指PUT 的工作区，欲使PUT 正常工作於振荡，下图何者为真
电子学基础知识- 电子入门 电子学基础知识相关搜索: 电子学, 基础, 知识1. 电子学基本认识一、电路基本原理电流就是电荷在导线内流动的现象，电流的测量单位是安培(A) 。电荷分为正电荷和负电荷二种。物质中的电子带有负电荷;而质子带有正电荷。电荷在导线内会由高电位的地方流向低电位的地方。电位的高低便形成了电位差，我们称为电压。电压愈大，流动的电流便愈大，电压的测量单位是伏特(V) 电流流动时会遇到阻力，就是电阻。每种物质都有电阻值，优良的导体如铜、白金等，它们的电阻很小，电流很容易通过。电阻很大，大到电流无法通过的物质就是绝缘体，而介于导体和绝缘体之间就是我们在卖的半导体。电阻的测量单位是奥姆(Ω) 。 二、电流电流是指电线中电子流动的相反方向，也就市值子流动的方向，通常以I表示，其单位为安培A(Ampere)。直流电的电流方向固定由正极流向负极，并不会随时间而改变；而交流电的电流流向则会不断地交替变化，例如家庭用电的电流便是每秒正负极交替变换50 次的交流电，称为50 赫兹(Hz) 而在台湾地区交流电的频率为60Hz 三、电压电压是指能使电在电线中流动的力量，通常以E 表示，其单
位为伏特V(Volt) ，电流一般都是从高电压流向低电压，通常电源电位较高的一端以"+" 号表示，而电位较低的一端则以"_"表示。电池、水银电池等，电压包含1.5V 、3V 、9V 等，而家庭用电电压在台湾为交流110V ；在大陆为220V ；在日本为100V ；欧州为 240V 。 四、电阻电阻是指阻挡电流在电线流动的阻力，通常以R 表示，其单位为奥姆，任何物体都具有电阻，如同水流一般，物体的电阻大小随材质、长度、大小而异。电阻值大到不能导电的物质称为「绝缘体」，如塑料、木材等。电阻会消耗能量，消耗的能量通常以热的型式呈现，所以传输材料的电阻值愈低愈好，因此一般电线便采用导电性佳的铜线，为了减低能源的消耗，「低温超导体」已成为新兴的科技了。 四、电路符号电路是由各种不同的组件组成，其相互关系通常使用电路图描述，而电路图的每个基本组件均使用电路符号表示。 五、电路的基本概念一般电路包含电源、传导体、负载，而能工作的电路必须是「回路」，亦即电流能自电源绕行电路一周再回到原点，反之如果回路有缺口，导致电流无法流通，便称为「断路」或「开路」。如果电路回路之一没有负载，则称为「短路」，时因为回路只有导线上非常小的电阻值，因此电源会因阻力小而产生大电流，这些电流便被接在导线上以热能的方式消耗，导致电线燃烧，这便是常造成火灾的电线走火，家庭用电应该小心避免。 六、奥姆定律德国物理学家奥姆在发现了电流、电压、电阻三者之间
影像电子学基础(考题含答案)
影像电子学基础复习题 一、名词解释： 1、支路：不含分支的一段电路（至少包含一个元件) 2、节点:三条或三条以上支路的连接点 3、闭合电路欧姆定律：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻 之和成反比。公式为I=E/(R+r)，I表示电路中电流，E表示电动势，R表示外总电阻，r表示电池内阻。 4、部分电路欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比, 公式：I=U/R 5、等效变换：在电路分析计算时，有时可以将电路某一部分用一个简单的电路代替，使电路得以简化。 6、基尔霍夫电流定律：电路中任一个节点上， - 2 -
在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。 7、基尔霍夫电压定律：在任何一个闭合回路中，从一点出发绕回路一周回到该点时，各段电压的代数和恒等于零，即∑U=0。 8、正弦交流电:电压与电流大小和方向随时间按照正弦函数规律变化。 9、直流电：大小和方向随时间周期性变化的电压和电流 二、填空题： 1、沿任何闭合回路绕行一周时，回路中各电阻的电压降的代数和等于回路．中各电源的电动势的代数和。 2、感抗的单位是欧（XL) 。 3、电感在正弦交流电路中，具有通低频、阻高频，通交流、阻 - 3 -
直流的特性。 4、基尔霍夫电流定律阐明了 电路中任一节点各支 路电流之间的关 系。根据电流连续性原理可 知， 在任一时刻，流入节点的电流之和恒等于流出 该节点的电流之和。 5、电容器充电时，电容器两端的电压按指数规律上升， 而充电电流按指数规律下；电容器放电时，电容器 两端的电压按指数规律下降，而放电电流按指数规律 下降。 6、对于一个有n个节点和m条支路的复杂电路，总共 有n-1个独立的节点电流方程和 m-(n-1) 个独立的回路电压方程。 - 4 -
XX应用电子学生实习报告范文 实习报告要怎么写才比较好呢?下面教您怎么写实习报告，小编今天特地为您整理了一篇关于XX应用电子学生实习报告范文，希望本文对您写实习报告有帮助和促进作用。 实习起止日期： xx年3月2日-xx年4月31日 实习单位及部门(岗位)： xx电器客户服务中心主要实习内容 电器维修对基础知识和专业理论知识的掌握及运用情况： 通过两年半的学习和两个月的紧张培训，让我学会了电路图的分析和工作原理，当看到一份电路图是能自己分析出各个不分电路和工作原理及在电路中的作用，学会了家电的维修思路和故障的排除方法，学会了基本电子元器件的焊接和各种机器拆装方法和技巧。能自己独立的维修机器。课程设计的背景：根据以前的经验，生产实习是应用电子技术专业以及其他任何专业十分重要的实践性教学环节，是培养学生实际动手能力和分析问题解决问题能力、理论与实践相结合的基本训练，认真抓好生产实习的教学工作，提高生产实习教学质量，是提高学生业务素质和思想素质的重要环节。现在的大学毕业生非常缺乏实践的动手能力，为了现在的毕
业生能更好的接轨，能更快的适应的公司的要求，能更好的适应工作环境，胜任自己的岗位，我校决定行一次有效的毕业生实习。课程设计的目标：掌握家用电器的各个部分电路的分析和工作原理，学会家用电器故障的排除方法和维修的思路。课程设计的内容：在毕业之前于xx年在海信电子有限公司实习过一个月，通过实习对电视机的生产过程和原理有了一定的了解，以及未来趋向等方面有了更加具体的认识。通过短短的两个月的培训,像一个小小的切口,通过它,我看到了什么是优秀,什么是爱岗敬业,什么是xx客服的好员工。两个月里,从原理到实践,那么多优秀的维修工程师熟练地讲着自己工作中的经验。谈到公司,谈到工作,他(她)们眼睛里闪烁着自信的光芒;谈起未来,谈起我们,他(她)们言语里尽是关照。 作为一个即将毕业的的大学生，我很清楚的知道，眼高手低是我们的通病。所以，在自己动手能力还很弱的情况下，我更乐意从最基本的东西学起、做起，比如元器件的认识与焊接等。每位师傅对我都能尽心尽力地指导和帮助，都尽可能最大程度地容忍我的很多欠妥之处，一点一滴的温暖让我很感激她们。实习期间，除了浅层次地学习了专业技能外，我还感受和体会到了很多技能之外的东西。首先是xx客服人员的敬业和那种生机蓬勃的工作氛围。走进这样的一个集体中，你的心会不由自主地年轻起来，你的脚步会不由自主
应用电子技术教育专业介绍_大学专业 专业前景需要早了解，应用电子技术教育专业学什么，好不好找工作等是学子和家长朋友们十分关心的问题。以下是个人简历网整理的应用电子技术教育专业介绍、主要课程、培养目标、就业前景，供大家参考。 1、应用电子技术教育专业简介 本专业面向现代电子信息类产品的设计制造和自动化测控，在保持电子产品的制作维护的传统特色基础上，加强电子技术的计算机辅助设计和测试技术的教学与训练，加强以微型单片计算机控制、集成电路及其元器件的应用和嵌入式系统为主体的电子信息技术的教学与训练，并在计算机应用特别是网络技术方面具有熟练的技能，本科毕业学生需具有电子设计与制作的技能等级证书。 2、应用电子技术教育专业主要课程
数字电路，模拟电路，微机原理，数据结构，单片机，EDA 电路分析、电子技术、微机原理及应用、信号与系统、高频电子线路、自动控制原理、电测技术、电声技术、现代通信技术、职业教育学 3、应用电子技术教育专业培养目标 培养目标 本专业培养德、智、体全面发展，具备电子信息科学与技术的基本理论和基本知识，受到严格的科学实验训练和科学研究初步训练，能在电子信息科学与技术、计算机科学与技术及相关领域和行政部门从事科技开发、产品设计、生产技术或管理工作的电子信息科学与技术高级专门人才。 培养要求
1、掌握较扎实的自然科学基础知识，具有较好的人文、艺术、社会科学及管理科学知识，具有较强的计算机应用能力和语言文字表达能力; 2、系统掌握电子技术领域的基本理论、基本知识和基本技能，具有本专业领域内某个专业方向所需的专业知识和技能，了解其科学技术前沿及发展趋势，具有较强的自学能力、实践能力和一定的创新精神及创业能; 3、熟悉教育法规和教育学规律，能够运用教育学、心理学理论和现代教育技术，具有从事电子技术教学及研究的基本能力; 4、获得较好的工程实践训练，具有一定的产品开发与生产经营管理能力;在本专业范围的技能中，至少有一种职业技能达到中级技术水平或者获得一种相关资格证书; 5、能充分利用图书、期刊和网络等资源，掌握资料查询、文献检索与科技写作方法，具有开展科学研究的初步能力; 6、熟练及正确运用本国语言并能较熟练地掌握英语，能熟练阅读专业英语书刊，并有一定的听、说能力。 4、应用电子技术教育专业就业方向与就业前景 应用电子技术教育专业的毕业生，可在高等院校、职业技
第一章 1、RC、RL的充放电过程 RC：在充放电过程中，电容上的电压随时间按指数规律变化，变化速度取决于时间常数t, t=RC，当电阻固定时，电容C越大，充放电时间越长。 RL：当RL回路与电源接通时，由于自感电动势的作用，电路中的电流i随时间按指数规律增长，随着时间的增加，电流i逐渐上升，最后趋于稳态值E/R，而自感电动势则逐渐减小，最后趋于零。 2、电路的基本分析方法及计算 3、电感、电容在交流电路中的特性 电感L：通直流，阻交流，通低频，阻高频 电容C：通交流，隔直流，通高频，阻低频 4、产生谐振的条件 RLC串联电路：感抗等于容抗，此时处于串联谐振状态 LC并联回路：容抗等于感抗，此时处于并联谐振状态。 5、常见的无源滤波电路 仅有电阻、电感、电容等无源器件组成的滤波器称为无源滤波器，可滤除一次或多次滤波，单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。 RC串联电器：信号频率越高，U C/U越小，反之越大，U R/U随信号频率升高而增大0，这种特点使RC 电路具有滤波作用。 第二章 1、晶体二极管和晶体三极管的工作原理及特性 晶体二极管：晶体二极管为一个N型半导体和P型半导体形成的特殊的空间电荷区，称为PN结。PN 结具有正向偏置时导通，反向偏置时截止的单向导电性。 晶体三极管：有一块半导体上的两个PN结组成。根据材料不同，可分为锗管和硅管，根据排列方式不同，可分为NPN型和PNP型。发射区掺杂浓度最高，以便于提供足够的载流子；基区 做的很薄，掺杂浓度最低，以便于载流子通过；集电结面积最大，以便于收集载流子 输入特性：U CE=0时，三极管的输入特性曲线与二极管的正向特性曲线一样，U BE>发射结 死区电压时，I B开始导通，I B随U BE的增加而增加。 输出特性：1）放大区：发射结正向偏置，集电结反向偏置，三极管导通，具有放大作用； 2）截止区：发射结及集电结均反向偏置，三极管基本不导通，不具有放大作用； 3）饱和区：发射结及集电结均正向偏置，三极管导通，但不具有放大作用 2、放大电路的静态工作点及交流等效电路的分析、相关计算 静态工作点：当放大电路没有信号输入时，电路中各处电流和电压都是恒定的直流量，这种工作状态称为静态。决定静态工作点的主要参数为I B、I C和U CE(解析法计算、图解法分析) 第三章 1、负反馈电路的四种形式 电压串联、电压并联、电流串联、电流并联 2、差分放大器的电路组成及工作原理 1）由两个晶体管组成。电路结构对称，T1、T2管的特性和参数相同，具有相同的温度特性和静态工作点；2）当温度升高时，两管都产生零点漂移，两管的集电极电流都增大，电位都下降，由于差分管对称，两边变化量相等，所以输出电压u0=0，故由温度变化引起的零点漂移被有效抑制。 3、功率放大器的电路组成及工作原理 1）2）利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按输入信号变化的电流，经过不断的电流及电压放大。 第四章