电子材料与器件原理(清华第三版)Chapter 1ElementaryCrystals,3Ed
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Chapter 1.Introduction1.What are electronic materials?电子材料是用在电子电气工厂的材料,它们是电子器件和集成电路制造的基础。
2.What are the functional electronic materials?功能电子材料是指除强度性能外,还有特殊功能,或能实现光电磁热力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料。
3.What are the basic requirements of modern society to electronic materials?1.高纯度与完美的晶体结构。
2.先进的制造技术。
3.大尺寸。
4.寿命长且可控。
5.具有优异结构与功能特性。
6.减少污染节约能源。
4.What is the future direction for the development of advanced electronicmaterials?先进复合材料有机电子材料电子薄膜材料5.What is Moore’s law?集成电路上可容纳的晶体管数目将在每三年变成原来的4倍。
Chapter 2. Elementary materials science concepts1.Please explain the shell model of atomic structure and sketch that for sodium.壳模型是基于波尔模型的。
原子核:带正电的质子与中性的中子。
原子序数:核电荷数。
电子:质量极小,带负电,在原子中绕电子核旋转。
核外电子排布:泡利不相容定理、能量最低原理、洪特定理。
2.What’s the force between the two atoms when their separation is above the bond length, equal to the bond length and below the bond length? What are the net force and potential energy in bonding between two atoms?距离大于键长时合力为吸引力,等于键长时合力为0,小于键长时合力为斥力。
电子材料与器件原理
电子材料与器件原理是现代电子科学与技术的基础。
电子材料是指能够在电子器件中用作载流子传递的材料。
常见的电子材料包括金属、半导体和绝缘体等。
其中,金属具有良好的导电性能,可以用来制造电子器件中的导线和接触等部件。
半导体是一种介于金属和绝缘体之间的材料,具有较高的电阻率,但在一定条件下能够导电。
半导体材料广泛应用于各种电子器件中,如晶体管、集成电路等。
绝缘体是电子材料中电阻率最高的一类材料,用于隔离和保护电子器件中的不同功能单元。
在电子器件中,材料的选择和应用极为重要。
不同的电子器件需要不同性质的材料来实现其功能。
例如,金属材料的良好导电性能使其成为电子器件中传输信号和电流的理想选择。
而半导体材料则因其在一定条件下可调节导电性能而广泛应用于电子器件的控制和放大等功能。
绝缘体材料则起到隔离和保护的作用。
电子器件的工作原理可以大致分为两类:基于电流的原理和基于电场的原理。
基于电流的原理包括电阻、电容和电感等器件,它们根据电流通过器件的方式实现对电信号的处理和控制。
基于电场的原理则是利用电场对电荷的作用,实现能量转换、信号调制和存储等功能。
常见的基于电场的器件有二极管、晶体管和集成电路等。
电子材料与器件原理是电子工程师和科学家研究和开发先进电子器件的基础。
通过深入了解材料和器件之间的相互作用和特性,可以优化器件的性能,并推动电子科技的不断发展和应用。
电工与电子技术基础习题答案清华大学第3版第1章电路的基本定律与分析方法【思1.1.1】(a) 图U ab=IR=5×10=50V,电压和电流的实际方向均由a指向b。
(b) 图U ab=-IR=-5×10=-50V,电压和电流的实际方向均由b指向a。
(c) 图U ab=IR=-5×10=-50V,电压和电流的实际方向均由b指向a。
(d) 图U ab=-IR=-(-5)×10=50V,电压和电流的实际方向均由a指向b。
【思1.1.2】根据KCL定律可得(1) I2=-I1=-1A。
(2) I2=0,所以此时U CD=0,但V A和V B不一定相等,所以U AB不一定等于零。
【思1.1.3】这是一个参考方向问题,三个电流中必有一个或两个的数值为负,即必有一条或两条支路电流的实际方向是流出封闭面内电路的。
【思1.1.4】(a) 图U AB=U1+U2=-2V,各点的电位高低为V C>V B>V A。
(b) 图U AB=U1-U2=-10V,各点的电位高低为V B>V C>V A。
(c) 图U AB=8-12-4×(-1)=0,各点的电位高低为V D>V B(V A=V B)>V C。
【思1.1.5】电路的电源及电位参考点如图1-1所示。
当电位器R W的滑动触点C处于中间位置时,电位V C=0;若将其滑动触点C右移,则V C降低。
【思1.1.6】(a) 当S闭合时,V B=V C=0,I=0。
当S断开时,I=1233+=2mA,V B=V C=2×3=6V。
(b) 当S闭合时,I=-63=-2A,V B=-321+×2=-2V。
当S断开时,I=0,V B=6-321+×2=4V。
【思1.1.7】根据电路中元件电压和电流的实际方向可确定该元件是电源还是负载。
当电路元件上电压与电流的实际方向一致时,表示该元件吸收功率,为负载;当其电压与电流的实际方向相反时,表示该元件发出功率,为电源。
Principles of Electronic Materials and Devices 第三版教学设计一、课程简介本课程旨在介绍电子材料和器件的基本原理、特性和应用。
重点介绍材料物理、半导体器件、光电子学、量子器件和纳米电子学等内容。
通过本课程的学习,学生将获得电子材料和器件领域的基础知识和技能,为进一步学习和研究提供基础。
二、课程目标1.掌握电子材料和器件的基本原理和概念;2.了解电子材料和器件的结构、制备、特性和应用;3.熟练使用物理和数学工具分析电子材料和器件的性能和特性;4.培养创新和实践能力,能够设计和制作简单的电子器件。
三、教学内容1. 电子材料的基本概念•材料的物理性质和特性;•材料的分类和性能参数;•材料的加工和制备技术。
2. 半导体器件的原理和应用•材料的禁带宽度和掺杂机理;•pn结和二极管的特性和应用;•晶体管和场效应晶体管的工作原理和应用。
3. 光电子学的原理和应用•光的性质和特性;•光电效应和半导体光电器件;•激光器和光通信技术。
4. 量子器件和纳米电子学•量子力学基础知识;•量子器件的原理和应用;•纳米材料和器件的基本概念。
四、教学方法本课程采用多种教学方法,包括:1.课堂讲授,通过理论知识的讲解和示例的演示,使学生对电子材料和器件的基本概念和原理有更深入的理解;2.实验教学,通过实验的设计和完成,帮助学生深入了解电子材料和器件的制备和应用;3.讨论和研究,通过案例和论文的讲解和讨论,培养学生分析和解决问题的能力。
五、考核方式本课程的考核方式包括:1.平时成绩,包括课堂参与、作业和实验报告等;2.期中考试,测试学生对课程内容的掌握程度;3.期末考试,测试学生对整个课程的掌握程度。
六、参考文献1.Kasap, S. O. (2006).。