电子工程物理基础20070621102952738
电子工程物理基础v1.0(2)
3
a3 1 1 2 1 1
面心立方的固体物理学原胞
a a1 2 ( j k ) a a 2 2 (i k ) a a3 2 (i j )
a 2 a3 a1 (a2 a3 ) ( ) 1 0 1 2 4 1 1 0 0 1 1
第I族、第II族元素及过渡元素都是典型的金属晶体。
特点:共有化电子可以在整个晶体中运动，因此导电性、导热性 良好、具有高延展性。
4. 分子晶体 元素周期表中第VIII族元素在低温下 结合成的晶体。——非极性分子晶体
依靠瞬时偶极矩的互作用——范德瓦耳斯（Van der Waals）力
特点:透明的绝缘体，熔点特低（几十 K）
共价键结合有两个基本特征：饱和 性和方向性。
特点:价电子定域在共价键上致使导电性很弱。熔点高、硬度高。
3. 金属键与金属晶体
金属键常由元素周期表中ⅠA、ⅡA族及过渡元素原子形成。这些原子的负电性小， 最外层一般有一两个容易失去的价电子，失去价电子的原子称为离子实。由于波函 数的交叠，价电子不再属于个别原子而为所有离子实共有，成为在金属中自由运动 着的电子，也称作共有化运动。 如果将共有化状态的价电子比作电子云，可以用一个简化的物理模型来描述金属晶 体：将离子实看作浸没在电子云中，金属晶体的结合力主要是来源于离子实和电子 云之间的静电作用力。
基元Cl- (0,0,0), Cs+ (1/2,1/2,1/2)
金 刚 石 结 构 与 闪 锌 矿 结 构
金刚石结构：
Si、Ge„.
闪锌矿结构： CuF、SiC、 CuCl、AlP、GaP、 ZnSe、GaAs、AlAs、 CdS、InSb和AgI等
2.简单格子和复式格子
物理电子知识点总结
物理电子知识点总结电子学是研究电子器件和电子线路的学科，是物理学和工程学的交叉领域。
它主要研究电子的产生、传输、控制和利用等基本原理和应用技术，包括电子器件、电子线路、半导体器件、集成电路、电子元件的设计、制造和应用等内容。
电子学是现代信息技术和通信技术的基础，对电子设备的原理、制造和应用有重要意义。
本文将介绍一些电子学的基本知识点。
一、基本电子学理论1. 电子的基本特性电子是原子核外的负电荷粒子，带有基本的负电荷(-1.6×10^-19C)和一定的质量(9.11×10^-31kg)。
它是构成原子、分子和固体物质的基本粒子之一，具有波粒二象性。
在电子学中，我们通常关注电子的运动特性、行为规律以及其在半导体器件和电子器件中的应用。
2. 电子的发射和流动电子可以通过热发射、光发射、场发射等方式从固体表面或结构中发射出来，形成电子流。
电子流是电流的载体，它是在导体中带有电荷的自由电子在电场作用下的运动。
电子的输运特性是研究电子器件和材料的基本理论之一。
3. 电子的散射和能带结构散射是电子与原子核或其他电子相互作用后改变方向、速度和能量的过程。
能带结构是指固体中电子能量的分布规律，它直接决定了固体的导电性质和光电特性。
4. 电子的量子力学理论电子的运动是受到量子力学理论的限制和规律的，包括薛定谔方程、波函数、波粒二象性等概念。
电子在原子和分子中的行为以及在微观空间中的运动特性都需要通过量子力学来描述和解释。
二、半导体材料和器件1. 半导体的基本特性半导体是介于导体和绝缘体之间的一种材料，它的导电性介于金属和非金属之间，具有导电性能力而非金属一般的导电性能。
2. 硅(Si)、锗(Ge)等常见半导体材料硅和锗是电子学中常见的半导体材料，它们在电子器件和集成电路中有广泛的应用。
硅材料的制备、性能和加工工艺是电子学研究的重要内容之一。
3. PN结和半导体器件PN结是半导体器件的基础结构，它由P型半导体和N型半导体材料组成，具有整流、放大、开关等功能。
电子工程技术专业电子基础课程的优秀教案范本
电子工程技术专业电子基础课程的优秀教案范本作为电子工程技术专业的学生，在学习过程中，我们需要良好的教案来指导我们学习和理解基础课程。
优秀的教案不仅能够提供清晰的知识结构，还能够激发学生的学习兴趣和主动性。
在本文中，我将为大家分享一份电子工程技术专业电子基础课程的优秀教案范本。
教案标题：电子基础课程教案教案编写人：XXX（您的姓名）第一部分：课程概述1. 课程名称：电子基础课程2. 课程目标：通过本课程的学习，学生将能够掌握电子工程技术的基础知识和技能，为后续专业课程的学习打下坚实基础。
3. 适用对象：电子工程技术专业的本科生第二部分：教学内容本课程将涵盖以下主要内容：1. 电子元器件和电路基础知识- 电子元件的分类和特性- 电路中的电压、电流和电阻- 电路的基本分析方法2. 数字电子技术- 数制和编码- 逻辑门电路和布尔代数- 组合电路和时序电路设计3. 模拟电子技术- 模拟信号与模拟电路- 放大器和滤波器设计- 模拟与数字信号的转换4. 电子器件与电子系统- 主要电子器件的工作原理和应用- 基本电子系统的组成和功能第三部分：教学目标通过本课程的学习，学生将能够达到以下目标：1. 掌握电子工程技术的基础理论知识和基本概念。
2. 理解电子元器件的分类、特性和应用。
3. 能够分析和设计基本的电子电路和系统。
4. 培养工程实践能力，如电路实验和项目设计。
第四部分：教学方法和学习资源1. 教学方法：- 理论讲授：通过课堂讲解和案例分析，向学生传授电子基础知识。
- 实践操作：通过实验课和项目设计，让学生运用所学知识解决实际问题。
- 讨论互动：引导学生参与课堂讨论和小组活动，促进思维碰撞和合作学习。
2. 学习资源：- 教材：XXX（推荐使用知名电子基础教材）- 课件：根据教学内容，准备具有结构清晰、重点明确的电子基础课程课件。
- 实验设备和材料：配备实验室所需的基础电子实验设备和元器件。
- 网络资源：指引学生利用互联网资源如学术论文、视频教程等进行拓展学习。
电子行业工程力学电子教案
电子行业工程力学电子教案1. 引言工程力学是电子工程师必备的基础课程之一，它在电子行业中起着非常重要的作用。
本电子教案旨在帮助学生更好地理解和应用工程力学的基本原理，并提供一些实例来展示其在电子行业中的实际应用。
2. 教学目标•掌握力学的基本概念和原理•理解力的概念，学会使用力的分析方法•理解力的合成与分解原理，并能应用于电子行业中的力分析问题•学会计算物体的平衡条件和运动条件•掌握刚体静力平衡和动力学的基本原理•理解力矩的概念，并能应用于电子行业中的力矩分析问题3. 教学内容3.1 力学基础•力学的定义和基本概念•几何矢量和向量运算•力的合成与分解•力的单位和力的测量3.2 物体的平衡条件和运动条件•物体平衡的条件•重力和支持力的分析•静止和运动物体的条件3.3 刚体的静力平衡•刚体的定义和特点•力矩的概念•杠杆原理的应用•平衡梁的分析3.4 刚体的动力学•刚体的运动•动量和角动量的概念•动量和角动量守恒定律•应用于电子行业中的动力学问题分析4. 教学方法本课程将采用以下教学方法：4.1 讲授法教师将通过讲解和示例分析来介绍和解释每个概念和原理。
学生可以通过聆听和观察来理解和掌握知识。
4.2 实践操作学生将参与到课堂实践中，通过实际操作计算和分析力学问题。
这有助于学生将理论知识与实际应用相结合，提高问题解决的能力。
4.3 小组讨论学生将分为小组进行问题讨论和解决。
这有助于促进学生之间的交流和合作，培养学生的团队合作能力。
4.4 案例分析教师将提供一些电子行业中的案例，通过分析和讨论这些案例，学生将能够理解和应用工程力学原理。
5. 教学资源•教科书：《工程力学教程》•计算工具：计算器、电脑等•实验设备：力传感器、杆秤等•教学软件：Matlab、Python等6. 评估方式•平时作业：通过每次课后作业评估学生对知识掌握的情况。
•项目报告：要求学生完成一个力学问题的项目报告，包括问题分析、计算和分析。
电子工程物理基础v1.0(3)
2 2
2 2 2 2 nx n y nz 2m L
2
2
2n y 2nx 2nz kx , ky , kz L L L
考虑了边界条件的 限制,波矢k是由一组量
子数(nx,ny,nz)给定的.
在k-空间,每个许可
的k可由一个点代表.这
些点是均匀分布的.
二. 电子的统计分布
1. 能态密度
2k 2 E 2m 2 2 2 kx k y k z2 2m
2 2 2 2 2 nx n y nz 2m L
唐洁影
东南大学电子科学与工程学院
第3章 晶体中的电子状态
3.1 金属中的电子 3.2 晶体中的电子-普遍解 3.3 晶体中的电子-具体解
3.4 外界作用下的电子
3.1 金属中的电子
一. 金属电子气
基本思想：假设金属中的电子是不受任何外力、
彼此之间也无相互作用的自由电子。于是，可用 三维无限深势阱模型来描述。
3.1 金属中的电子 3.2 晶体中的电子-普遍解 3.3 晶体中的电子-具体解
3.4 外界作用下的电子
3.2 晶体中的电子-普遍解
一. 全模型
考虑了实际晶体中电子与电子、电子与原子核、原子核与原子核之间的相互作用后， 晶体电子的运动可用多粒子薛定谔方程描述，在此称为全模型。
ˆ H(r, R)r，R Er , R
2
1
2
E Tn 1 Vn 4T
2
2 2 n
E Tn 1 Vn 4Tn2 2
电子工程师应掌握的基础知识
电子工程师应掌握的基础知识.doc合格的电子工程师需要掌握的知识和技能愚以为，掌握了一下的硬件和软件知识，基本上就可以成为一个合格的电子工程师第一部分硬件知识一、数字信号1、ttl 和带缓冲的ttl 信号2、rs232 和定义3、rs485/422（平衡信号）4、干接点信号二、模拟信号视频1、非平衡信号2、平衡信号三、芯片1、封装2、74073、74044、74005、74ls5736、uln20037、74ls2448、74ls2409、74ls24510、74ls138/238 11、cpldepm7128 12、1161 13、max691 14、max485/75176 15、mc1489 16、mc1488 17、icl232/max232 18、89c51 四、分立器件1、封装2、电阻功耗和容值3、电容1 独石电容2 瓷片电容3 电解电容4、电感5、电源转换模块6、接线端子7、led 发光管8、8 字[/b]（共阳和共阴）9、三极管2n555110、蜂鸣器五、单片机最小系统1、单片机2、看门狗和上电复位电路3、晶振和瓷片电容六、串行接口芯片1、eeprom2、串行i/o 接口芯片3、串行ad、da4、串行led 驱动、max7129 七、电源设计1、开关电源器件的选择2、线性电源1 变压器2 桥3 电解电容3、电源的保护1 桥的保护2 单二极管保护八、维修1、电源2、看门狗3、信号九、设计思路1、电源电压和电流2、接口串口、开关量输入、开关量输出3、开关量信号输出调理1 ttl 继电器2 ttl 继电器（反向逻辑）3 ttl 固态继电器4 ttl led（8 字[/b] ）5 继电器继电器6 继电器固态继电器4、开关量信号输入调理1 干接点光耦2 ttl 光耦5、cpu 处理能力的考虑6、成为产品的考虑1 电路板外形大小尺寸、异形、连接器、空间体积 2 电路板模块化设计 3 成本分析 4 器件的冗余度 1. 电阻的功耗 2. 电容的耐压值等 5 机箱 6 电源的选择7 模块化设计8 成本核算1. 如何计算电路板的成本2. 如何降低成本选用功能满足价格便宜的器件十、思考题1、如何检测和指示rs422 信号2、如何检测和指示rs232 信号3、设计一个4 位8 字[/b]的显示板1 电源dc12 2 接口rs2323 4 位3”8 字[/b] （连在一起）4 亮度检测5 二级调光4、设计一个33 位1”8 字[/b]的显示板1 电源dc5v 2 接口rs232 3 3 排11 位8 字[/b] ，分4 个、3 个、4 个3 组，带行与行之间带间隔 4 单片机最小系统 5 译码逻辑 6 显示驱动和驱动器件5、设计一个pcl725 和moxa c168p 的接口板1 电源dc5v 2 接口pcl725/moxa 8 个rs232 1. pcl725，直立db37，孔 2. moxa c168p，db62 弯3 开关量输出信号调理6 个固态继电器和8 个继电器，可以被任何一路信号控制和驱动，接口固态继电器 5.08 直立，继电器 3.81 直立 4 开关量输入调理干接点闭合为 1 或0 可选，接口3.81 直立5 rs232 调理1. led 指示2. 前4 路rs232 全信号，后4 路只需要tx、rx、0 3. 无需光电隔离4. 接口形式db9（针）直立第二部分软件知识一、汇编语言二、c51 该部分可以从市场上买到的n 种开发板上学到，至于第一部分，需要人来带吧。
电子工程基础知识.doc
电子工程师必备基础知识电子工程师必备基础知识（一）运算放大器通过简单的外围元件，在模拟电路和数字电路中得到非常广泛的应用。
运算放大器冇好些个型号，在详细的性能参数上有儿个差别，但原理和应用方法一样。
运算放大器通常有两个输入端，即正向输入端和反向输入端，有只只有一个输出端。
部分运算放大器除了两个输入和一个输出外，还有儿个改善性能的补偿引脚。
光敏电阻的阻值随着光线强弱的变化而明显的变化。
所以，能够用来制作智能窗帘、路灯H动开关、照相机快门时间自动调节器等。
干簧管是能够通过磁场来控制电路通断的电子元件。
干簧管内部由软磁金属和组成，在有磁场的情况，金属和能够聚集磁力线并使受到力的作用，从而达到接通或断开的作用。
电子工程师必备基础知识（二）电容的作用用三个字来说：“充放电。
”不要小看这三个字，就因为这三个字，电容能够通过交流电，隔断宜流电; 通髙频交流电，阻碍低频交流电。
电容的作用如果用八个字來说那就：“隔直通交，通髙阻低。
”这八个字是根据“充放电”三个字得出來的，不理解没关系，先死记硬背住。
能够根据直流电源输出电流的人小和后级（电路或产品）对电源的要求來先择滤波电容，通常情况K,每1安培电流对应1000UF-4700UF是比较合适的。
电子工程师必备基础知识（三）电感的作用用以个字来说：“电磁转换。
’‘不要小看这四个字，就因为这四个字，电感能够隔断交流电，通过肓流电;通低频交流电，阻碍高频交流电。
电感的作用再用八个字來说那就：“隔交通百，通低阻高。
”这八个字是根据“电磁转换”三个字得出来的。
电感是电容的死对头。
另外，电感还有这样一个特点：电流和磁场必需同时存在。
电流耍消失，磁场会消失;磁场要消失，电流会消失;磁场南北极变化，电流正负极也会变化。
电感内部的电流和磁场一有在“打内战”，电流想变化，磁场偏不让变化;磁场想变化，电流偏不让变化。
但，由于外界原因，电流和磁场都可能一定要发生变化。
给电感线圈加上电压，电流想从零变大，可是磁场会反对，因此电流只好慢慢的变大;给电感去掉电压，电流想从大变成零，对是磁场又耍反对，可是电流回路都没啦，电流己经被强迫为零，磁场就会发怒，立即在电感两端产生很高的电压，企图产生电流并维持电流不变。
《电子工程物理基础》课后习题解答教程
《电子工程物理基础》习题参考答案第一章1-一维运动的粒子处在下面状态(0,0)()0(0)xAxe x x x λλψ-⎧≥>=⎨<⎩①将此项函数归一化；②求粒子坐标的概率分布函数；③在何处找到粒子的概率最大解：（1）由归一化条件，知 22201x A x e dx λ∞-=⎰ 得到 归一化常数2A = 所以 归一化波函数为（2）粒子坐标的概率分布函数（3）令 ()0dw x dx= 得到 10,x x λ==，根据题意x=0处，()w x =0，所以1x λ=处粒子的概率最大。
1-若在一维无限深势阱中运动的粒子的量子数为n 。
①距势阱的左壁1/4宽度内发现粒子概率是多少? ②n 取何值时，在此范围内找到粒子的概率最大?③当n→∞时，这个概率的极限是多少?这个结果说明了什么问题?解：（1）假设一维无限深势阱的势函数为U （x ），0x a ≤≤，那么距势阱的左壁1/4宽度内发现粒子概率为（2）n=3时，在此范围内找到粒子的概率最大max 11()+46P x π=。
（3）当n→∞时，1()4P x =。
这时概率分布均匀，接近于宏观情况。
1-一个势能为221()2V x m x ω=的线性谐振子处在下面状态，求①归一化常数A ；②在何处发现振子的概率最大；③势能平均值2212U m x ω= 解：类似题1-1的方法（1）归一化常数由*1dx ψψ+∞-∞=⎰ 得到A （2） 振子的概率密度222()()xw x x αψ-==由 ()0dw x dx= 得到x=0时振子出现概率最大。
（3）势能平均值 1-设质量为m 的粒子在下列势阱中运动，求粒子的能级。
解: 注意到粒子在半势阱中运动，且为半谐振子。
半谐振子与对称谐振子在x>0区域满足同样的波动方程，但根据题意，x<0区域，势函数为无穷，因此相应的波函数为零，从而破坏了偶宇称的状态。
这样，半谐振子定态解则为谐振子的奇宇称解（仅归一化常数不同） 1-电子在原子大小的范围(～10-10m )内运动，试用不确定关系估计电子的最小能量。
电子基础知识总结
电子基础知识总结电子基础是指电子学中的基本概念、原理和技术。
它是现代电子技术的基础，并且是学习和理解更高级的电子技术的前提。
本文将对电子基础知识进行总结。
首先，电子基础知识包括电流、电压和电阻等基本概念。
电流是电子在导体中流动的电荷量，单位是安培（A）。
电压是电势差，用来表示电荷在电场中的势能差，单位是伏特（V）。
电阻是电流流动过程中的阻碍因素，单位是欧姆（Ω）。
其次，电子基础知识还包括电路和电路分析。
电路是由电子元件（如电阻、电容、电感等）组合而成的路径，用来完成特定的功能。
电路分析是对电路中各个元件的电流和电压进行分析和计算，以便了解电路的工作情况。
另外，电子基础知识还包括半导体和电子器件。
半导体是介于导体和绝缘体之间的一类材料，具有特殊的电导特性。
半导体器件是基于半导体材料制造的电子器件，如二极管、晶体管、集成电路等。
它们在现代电子技术中起着非常重要的作用。
此外，电子基础知识还包括电源和信号处理。
电源是为电子器件提供能量的装置，如电池、变压器、稳压器等。
信号处理是对电子信号进行处理和调节，以满足特定的需求，如放大、滤波、调制等。
最后，电子基础知识还包括数字电子和模拟电子。
数字电子是指利用数字技术来处理和传输信号的电子技术，如数字电路、计算机等。
模拟电子是指利用模拟技术来处理和传输信号的电子技术，如模拟电路、模拟信号处理等。
数字电子和模拟电子是电子技术的两个重要分支，也是电子基础知识的重要内容。
电子基础知识是现代电子技术的基石，它涵盖了许多重要的概念、原理和技术。
对于初学者来说，掌握这些基础知识是非常重要的，因为它们为学习和理解更高级的电子技术打下了坚实的基础。
希望本文的总结可以帮助读者对电子基础知识有更全面和深入的了解。
物理与电子工程学PPT共29页
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
物理与电子工程学
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
Thank you
ห้องสมุดไป่ตู้
电子基础培训知识
电子基础培训知识随着电子技术的快速发展，电子基础知识已经成为现代社会必备的一种技能。
无论是工程师、技术人员，还是普通人，都应该具备一定的电子基础知识。
在本篇培训知识中，我将介绍一些电子基础知识，帮助大家快速了解电子技术的基本原理和应用。
第一部分：电子元件和电路基础知识电子元件是构成电子电路的基本部件，常见的电子元件包括电阻、电容、电感、二极管、晶体管和集成电路等。
电子元件通过串联、并联或者混合连接组成各种不同功能的电路。
电子电路是一种在电子元件中流动电流的路径，电路的基本原理是欧姆定律和基尔霍夫定律。
了解这些基本概念对于理解电子技术具有重要意义。
第二部分：数字电子技术知识数字电子技术是利用数字信号进行信息处理和传输的技术，它包括数字逻辑电路、数字信号处理、数字通信等内容。
数字逻辑电路是数字电子技术的基础，它包括组合逻辑电路和时序逻辑电路。
了解数字电子技术对于理解现代电子设备和通信系统具有重要意义。
第三部分：模拟电子技术知识模拟电子技术是利用模拟信号进行信息处理和传输的技术，它包括模拟信号处理、模拟通信等内容。
模拟电子技术是电子技术的重要组成部分，它在生活中的应用非常广泛，比如电视、电话和音响等设备都是基于模拟电子技术工作的。
掌握模拟电子技术知识对于理解传统电子设备和通信系统具有重要意义。
第四部分：无线电技术知识无线电技术是利用无线电波进行信息传输的技术，它包括无线电发射和接收系统、天线理论和设计、调制解调、无线电频谱管理等内容。
无线电技术是现代通信技术和网络技术的基础，了解无线电技术对于理解现代通信系统和网络系统具有重要意义。
第五部分：电子系统设计知识电子系统设计是将各种电子元件和电路组合起来实现特定功能的技术，它包括模拟电子系统设计和数字电子系统设计。
了解电子系统设计知识对于理解现代电子设备和系统具有重要意义。
总结：电子基础知识对于理解现代社会的各种电子设备和系统具有重要意义，通过本篇培训知识，大家可以快速了解电子基础知识，进一步提高自己的电子技术水平。
电子工程物理基础课件
基尔霍夫定律
描述了电路中电压和电流之间的关系。电路中电压和电流的约束关系。基尔霍夫定律包 括基尔霍夫电压定律（KVL）和基尔霍夫电流定律（KCL）。KVL指出，对于电路中的 任意一闭合回路，各段电压的代数和为零；KCL指出，对于电路中的任意一节点，流入
和流出该节点的电流代数和为零。
电路分析
02
电子工程物理基础概念
电场与电场力
电场
电荷在空间中激发的场，对其中电荷 施加作用力。
电场力
电荷在电场中受到的作用力，与电荷 的电量和电场强度有关。
电流与电阻
电流
电荷的定向移动形成电流，单位时间内通过导体横截面的电 荷量称为电流强度。
电阻
导体对电流的阻碍作用，与导体的材料、长度、截面积和温 度有关。
电机设计与控制
基于物理原理设计和控制电机，如直流电机、交流电 机等。
新能源技术中的电子工程物理
太阳能利用
研究太阳能电池的工作原理和优化方法，提高光 电转换效率。
风能转换
基于物理原理研究风能转换技术，如风力发电机 的设计和优化。
核能控制与利用
研究核能利用中的物理原理，如核反应堆的控制 和核能的转换。
交流电与交流电路
交流电的概念
描述交流电的基本特征和产生方式。交流电的基本特征 和产生方式。交流电是指方向随时间周期性变化的电流 ，其基本特征包括频率、幅值和相位等。交流电的产生 方式有多种，如机械振动产生交流电、交流发电机等。 了解交流电的基本特征和产生方式是研究交流电路的基 础。
交流电路的分析方法
电容与电感
电容
容纳电荷的能力，由电容器极板面积、间距和介质决定。
电感
线圈的自感系数，与线圈的匝数、直径、长度和磁导率有关。
电子工程物理基础
qV ( x ) k0T
二.p-n结的常规特性
1. Pn结的I-V特性
现假设:
1. 势垒区的自由载流子全部耗尽,并忽略势垒区中载流子的 产生和复合。 2. 小注入:注入的少数载流子浓度远小于半导体中的多数载 流子浓度。在注入时，扩散区的漂移电场可忽略。
nn0 NC e
EC EFn k0T
类似于温差电动势，半导体吸收光子也会产生电动势—光生伏特效应。
一类是发生在半导体的界面——pn结光生伏 特效应 （常用于太阳能电池） 光在界面层被吸收，产生电子－空穴对。通 过空间电荷的电场作用被相互分离。电子和 空穴向相反方向运动。产生一个向外的可测 试的电压。
一类是发生在均匀半导体材料内 部——丹倍效应 非平衡载流子扩散速度的差异而引 导起的光照方向产生电场和电位差。
及
x xp , V 0
x 0, V(x) 是连续函数
x2 qN A 2 V ( x) ( xn x ) xp r 0 2 2 r 0 qN D
空间电荷区宽度XD
qN A x p S qND xn S
掺杂浓度高的一侧，空间电荷区域窄。
X D xn x p
压敏二极管
电导率变化
迁移率变化
能带结构变化
压敏晶体管
压阻效应是指半导体受到应力作用时，由于载流子迁移率的变化，使其电阻 率发生变化的现象。它是C.S史密斯在1954年对硅和锗的电阻率与应力变化特 性测试中发现的。
abT (a, b 1, 2,3, 4)
T—应力（单位截面所受力）
压阻系数，四阶张量。反映压电效应的强弱。 应用：压阻式压力传感器、压阻式加速度计传感器
电子行业1电工电子技术基础
电子行业1：电工电子技术基础1. 引言电子行业是当今世界最为快速发展的行业之一，电工电子技术作为电子行业的基础，扮演着至关重要的角色。
本文将介绍电工电子技术的基础知识，包括电路基础、电子元件和电路分析等内容。
2. 电路基础2.1 电流电流是电子行业中最基本的物理量之一，用符号 I 表示，单位为安培(A)。
电流表示电荷在单位时间内通过导体的数量，可以通过下式计算：I = Q / t其中，Q 为电荷的数量，t 为通过时间。
电流的方向根据电荷的正负而定，正电荷流动方向与电流方向相同，负电荷流动方向与电流方向相反。
电压是电子设备中常常使用的量，用符号 V 表示，单位为伏特(V)。
电压表示单位电荷在电场力作用下所具有的能量，可以通过下式计算：V = W / Q其中，W 为电势能，Q 为电荷的数量。
电压也可以理解为电流在电路中的推动力。
电阻是电子设备中常见的元件，用符号R 表示，单位为欧姆(Ω)。
电阻表示导体中对电流的阻碍程度，可以通过欧姆定律计算：V = I * R其中，V 表示电压，I 表示电流。
电阻越大，对电流的阻碍越大。
2.4 电流、电压和电阻之间的关系根据欧姆定律和基尔霍夫定律，可以得到电流、电压和电阻之间的关系：•欧姆定律：V = I * R•基尔霍夫定律：在一个封闭电路中，电流的代数和为零，即∑I = 0这些关系在电路分析中非常重要，可以帮助工程师设计和调试电路。
3. 电子元件3.1 电源电源是电子设备的能量来源，常见的电源有直流电源和交流电源。
直流电源常用于电子设备中，交流电源常用于家庭和工业电力系统。
3.2 电容器电容器是一种存储电荷的元件，由两个导体板和介质组成。
电容器的单位为法拉(F)，根据电容器的公式可以计算电容量：C = Q / V其中，C 表示电容量，Q 表示储存的电荷量，V 表示电压。
3.3 电感器电感器是一种储存电能的元件，由绕线和铁芯组成。
电感器的单位为亨利(H)，根据电感器的公式可以计算电感值：L = Φ / I其中，L 表示电感值，Φ 表示磁通量，I 表示电流。
优选电子工程物理基础
p1 )
净复合率：
U=俘获电子-发射电子 cnnpt - ennt
=
注意到：
n1 p1 ni2
U
np ni2
1 cpNt
(n
n1 )
1 cn Nt
(
p
p1 )
通过复合中心复合的普遍公式
推导完毕
净复合率：
U
np ni2
1 cpNt
(n
n1 )
1 cn Nt
(
p
p1 )
其中
通过复合 中心复合 的普遍公 式
光照刚停止，复合>产生 n、p 复合 复合=热产生（恢复热平衡）
τ
外界条件撤除（如光照停止），经过一段时间后，系统才会 恢复到原来的热平衡状态。有的非子生存时间长、有的短。非 平衡载流子的平均生存时间—非平衡载流子的寿命τ。
1
单位时间内非子被复合掉的可能性 复合几率
p 单位时间、单位体积净复合消失的电子-空穴对（非子）
将能量给予其它载流子,增加它们的动能量。
四. 直接复合
光照刚停止，复合>产生
direct/band-to-band
recombination n、p 复合 复合=热产生（恢复热平衡）
τ
净复合率=复合率-产生率 U=R-G
非平衡载流子的直接净复合 R
G
U
d
R
G0
rnp
rn0 p0
r(np
n
2 i
)
r-复合系数
外界条件撤除后，产生率=热产生率
τ计算式推导
U
d
r(np
n
2 i
)
n n0 n p p0 p
n p
电子工程物理基础v1.1(5-2)
Ws Ws Ws Ws
1. 能带图
(1) M-S(n型), Wm>Ws
qVD Wm Ws
qφns qVD Ws χ s Wm χ s
n型阻挡层
(2) M-S(n型) , Wm<Ws
qVD Ws Wm qφn s qVD (Ws χ ) s χ Wm s
表面的硅原子存在不饱和 键（悬挂键）。
晶体缺陷或吸附原子
引起表面态
硅表面存在悬挂键
施主型
表面能态被电子 占据时呈电中性， 施放电子后呈正 电性。
受主型
表面能态空着 时呈电中性， 接受电子后呈 负电性。
表面的硅原子存在不饱和键（悬挂键），与体内交换电子或空穴
体内电子到 表面，表面 带负电
若n型半 导体的EF 低于ESF, 如何分析?
4.欧姆接触（Ohmic Contact）
从电学上讲，理想的欧姆接触的接触电阻应当很小，同时还 应具有线性的和对称的电流—电压关系。
由于表面态的影响，不能通过选择金属的功函数来实现欧 姆接触（理论上说，Wm<Wns 或 Wm>Wps可形成反阻挡层）。
在生产实际中，主要是利用隧道效应的原理在半导体上制造 欧姆接触。采用重掺杂半导体与金属接触。
例，氧原子的电子亲和能 （实验值146kJ/mol）高于硅 原子（实验值120kJ/mol ）， 所以发生硅原子向氧分子的 电子的电荷转移。
表面可能为 多子耗尽层 或耗尽层+ p型反型层
体内空穴到 表面，表面 带正电
表面可能存 在多子耗尽 层或耗尽层 + n型反型 层
若p型半 导体的EF 高于ESF, 如何分析?
表面吸附原子，形成表面态。
物理学原理在电子工程中的应用
物理学原理在电子工程中的重要性
物理学原理是电 子工程发展的基
础
物理学原理在电 子工程中起到指
导作用
物理学原理可以 帮助电子工程师
解决实际问题
物理学原理可以 提高电子工程的
效率和性能
2
力学原理在电子工程中的应用
力学原理的基本概念
功：力在物体上产生位移的 过程中所做的功
运动：物体相对于参考系的 位置变化
的精确测量
热管理：通过 控制电子设备 的工作温度， 提高其稳定性
和可靠性
热处理：利用 热学原理对电 子材料进行热 处理，改善其 性能和可靠性
6量子力学原理在电Fra bibliotek工程中的应用量子力学原理的基本概念
量子力学：研究微观世界 运动规律的科学
波粒二象性：物质既具有 粒子性又具有波动性
测不准原理：无法同时精 确测量粒子的位置和动量
超定性：粒子可以同时处 于多个状态
量子纠缠：两个粒子之间 可以即时相互影响，无论 距离多远
量子计算：基于量子力学 原理的计算机，具有超高 速计算能力
量子力学原理在电子工程中的应用实例
量子计算：利用量子力学原理进 行计算，提高计算效率
量子传感：利用量子力学原理进 行测量，提高测量精度
添加标题
添加标题
力学原理在电子 设备振动控制中 的应用
力学原理在电子 设备可靠性设计 中的应用
3
电磁学原理在电子工程中的应用
电磁学原理的基本概念
电磁波：电磁场在空间中传 播的波
磁场：电流或变化的电场在 空间中产生的力场
电场：电荷在空间中产生的 力场
电磁感应：变化的磁场产生 电场，变化的电场产生磁场
电磁力：电荷在电磁场中受 到的力
电子基础知识
电子基础知识引言：电子技术是现代科技的基石，无论是通信、计算机、电子产品还是可穿戴设备，都离不开电子基础知识的应用。
本文将介绍电子基础知识的一些关键概念，包括电流、电压、电阻、电路等，并探讨其在现代科技领域的应用。
一、电流电流是电子在导体中的流动，用单位时间内通过导体截面的电荷量来衡量。
符号为I，单位是安培（A）。
电子的流动类似于水流在管道中的流动，而电流的大小则取决于电子的载流子数量和其流动的速度。
电路中的电流可以分为直流电流（直流电）和交流电流（交流电）。
直流电流沿着一个方向流动，而交流电流在正负方向之间周期性变化。
电流在电路中的流动路径称为电路拓扑。
二、电压电压是电势差的度量，用单位电功（功/电荷）来衡量。
符号为U，单位是伏特（V）。
电压可以理解为电子在电路中的势能差，类似于水在下坡时释放的势能。
电压差决定了电子的移动方向和速度，不同元件的电压差也决定了电流的流动方式。
三、电阻电阻是电路对电流的阻碍，用单位电压与单位电流之比来度量。
符号为R，单位是欧姆（Ω）。
作为电路中的元件，电阻能够限制电流的流动，通过与电流共同决定电路中的电压和功率。
常见的电阻器有固定电阻和可调电阻，用于实现对电路中电阻大小的调节。
四、电路电路是由耦合电阻、电容和电感等元件组成的，用于实现电能转换和信号处理。
根据电流的流动方式，电路可以分为串联电路和并联电路。
串联电路中，电流只有一条路径流动，而并联电路中，电流会分流到多个路径中。
电路的设计与分析中需要考虑电源、电阻和电路元件之间的关系，包括电路拓扑、电阻分布和电压分布等。
在计算机和通信领域中，数字电路和模拟电路的设计常常是基于各种电子元件和逻辑门进行的。
五、应用领域电子基础知识在现代科技领域有广泛的应用。
以通信领域为例，无线通信器件和通信协议需要依赖电子基础知识，如调制解调、编码解码和信号传输等。
在计算机领域，处理器的工作原理和逻辑设计都离不开电子基础知识。
此外，电子基础知识还应用于医疗器械、汽车电子和可穿戴设备等领域。
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目
的
与
要
求
2
经典物理学的成功
19世纪末，物理学理论在当时看来已经发展到相当完善 世纪末， 世纪末 的阶段。主要表现在以下两个方面： 的阶段。主要表现在以下两个方面： (1) 应用牛顿力学讨论了从天体到地上各种尺度的力学客 体的运动。牛顿力学应用于分子运动也取得有益的结果。 体的运动。牛顿力学应用于分子运动也取得有益的结果。 1897年汤姆逊发现了电子，这个发现表明电子的行为类似 年汤姆逊发现了电子， 年汤姆逊发现了电子 于一个牛顿粒子。 于一个牛顿粒子。 (2) 光的波动性在 光的波动性在1803年由托马斯 杨的衍射实验有力揭 年由托马斯.杨的衍射实验有力揭 年由托马斯 示出来，麦克斯韦在1864年发现的光和电磁现象之间的联 示出来，麦克斯韦在 年发现的光和电磁现象之间的联 系把光的波动性置于更加坚实的基础之上。 系把光的波动性置于更加坚实的基础之上。
光子 12.4eV 电子 150eV 中子 0.081eV 氦原子 0.02eV
由上表知，讨论质量较重的粒子的德布罗意波已没意义
19
5.德布罗意波和量子态 德布罗意波和量子态
在此之前，玻尔用定态条件、频率条件和相应原理得到角 在此之前，玻尔用定态条件、 动量的量子化条件，并据此导出氢原子的第一玻尔半径、 动量的量子化条件，并据此导出氢原子的第一玻尔半径、 能量和动量的量子化结果。以下介绍德布罗意将原子中的 能量和动量的量子化结果。以下介绍德布罗意将原子中的 定态和驻波联系起来，自然地得到角动量的量子化条件。 定态和驻波联系起来，自然地得到角动量的量子化条件。 h h λ= = 电子波动性的波长为 p mv 将此关系用于氢原子中电子上。 将此关系用于氢原子中电子上。 欲使电子稳定存在， 欲使电子稳定存在，与电子相 应的波就必须是一个驻波， 应的波就必须是一个驻波，即 电子绕核一圈后其位相不变。 电子绕核一圈后其位相不变。 要求圆周长是 波长的整数倍
海森堡 WERNER HEISENBERG (1901-1976)
玻恩 M.Born (1882-1970)
狄拉克 PAUL DIRAC (1902-1984) 薛定谔 ERWIN SCHRODINGER (1887-1961)
5
量子论
原子内的微观世界： 原子内的微观世界：
1.量子化（连续无级） 2.随机性（必然性、因果 关系） 3.模糊量（测量的宏观准 确性）
4
在“物质粒子的波粒二象性”思想的基础上，于1925物质粒子的波粒二象性”思想的基础上， 1928年间由海森堡、玻恩、薛定谔、狄拉克等人建立了量 年间由海森堡、 年间由海森堡 玻恩、薛定谔、 子力学，它与相对论成了近代物理学的两大理论支柱。 子力学，它与相对论成了近代物理学的两大理论支柱。 量子力学的本质特征在1927年海森堡提出的不确定关系 量子力学的本质特征在 年海森堡提出的不确定关系 中得到明确的反映，它是微观客体波粒二象性的必然结果。 中得到明确的反映，它是微观客体波粒二象性的必然结果。
实验发现: 实验发现: =54V,散射角 =50 散射角θ 加速电压U=54V,散射角θ=50 探测器B中的电流有极值. 时,探测器B中的电流有极值.
15
理论解释 晶体晶面为点阵结构, 晶体晶面为点阵结构,德 布罗意波散射和X 布罗意波散射和X射线的 衍射完全类似, 衍射完全类似,它也满足 布拉格公式 两反射的电子束, 两反射的电子束,其相干加 强条件
如：为什么核与电子间的相互作用存在，但处 于定态的加速电子不辐射电磁波？电子跃迁时 辐射（或吸收）电磁波的根本原因何在？……
（薛定谔的非难“糟透的跃迁”：在两能级间跃迁的电 薛定谔的非难“糟透的跃迁” 子处于什么状态？） 子处于什么状态？）
9
玻尔理论的“ 玻尔理论的“缺 陷”: 1. 不能证明较复杂的原子甚至比
3
经典物理学的困难
进入20世纪后，经典物理学受到冲击。 进入 世纪后，经典物理学受到冲击。经典理论在解释 世纪后 一些新的试验结果上遇到了严重的困难。 一些新的试验结果上遇到了严重的困难。 主要是以下以个问题： 主要是以下以个问题： 1）黑体辐射问题 ；2）光电效应 ；3）氢原子光谱 新的实验现象的发现暴论的局限性，迫使人们 去寻找新的物理概念，建立新的理论， 去寻找新的物理概念，建立新的理论，于是量子力学就在这 场物理学的危机中诞生。 场物理学的危机中诞生。 1905年爱因斯坦在解释光电效应时提出光量子概念。 1905年爱因斯坦在解释光电效应时提出光量子概念。1913 年爱因斯坦在解释光电效应时提出光量子概念 年玻尔引入量子态概念建立玻尔模型并成功地解释了氢光谱。 年玻尔引入量子态概念建立玻尔模型并成功地解释了氢光谱。 1925年泡利提出的不相容原理和同年乌仑贝克 年泡利提出的不相容原理和同年乌仑贝克、 1925年泡利提出的不相容原理和同年乌仑贝克、古兹米特提 出的电子自旋假说，可很好地解释元素周期性、 出的电子自旋假说，可很好地解释元素周期性、塞曼效应等 一系列实验事实。至此形成的量子论称为旧量子论 旧量子论， 一系列实验事实。至此形成的量子论称为旧量子论，有严重 的缺陷。 的缺陷。
11
2.光的波粒二象性 光的波粒二象性
1672年牛顿 英)提出光的微粒说。1678年惠更斯 荷兰 年牛顿(英 提出光的微粒说 提出光的微粒说。 年惠更斯(荷兰 年牛顿 年惠更斯 荷兰) 提出光的波动说。此后，两种学说长期论战。 提出光的波动说。此后，两种学说长期论战。 波动性：干涉、衍射、 光的波粒二象性 波动性：干涉、衍射、偏振 粒子性：热辐射,光电效应 光电效应,散射等 粒子性：热辐射 光电效应 散射等 19世纪初，菲涅尔、夫琅和费、杨氏等人通过光的干涉、 世纪初，菲涅尔、夫琅和费、杨氏等人通过光的干涉、 世纪初 衍射实验证实光的波动性 证实光的波动性。 衍射实验证实光的波动性。 19世纪末麦克斯韦和赫兹证明光是电磁波。 世纪末麦克斯韦和赫兹证明光是电磁波 世纪末麦克斯韦和赫兹证明光是电磁波。 20世纪初，爱因斯坦于 世纪初， 世纪初 爱因斯坦于1905年用光的量子说解释了光电 年用光的量子说解释了光电 效应， 效应，提出光子的能量为 E = hν h p = 并于1917年指出光子有动量 并于 年指出光子有动量 λ 可见，光在传播时显示波性，在传递能量时显示粒子性。 可见，光在传播时显示波性，在传递能量时显示粒子性。 (两者不会同时出现 两者不会同时出现) 两者不会同时出现
爱因斯坦与玻尔
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§3-2实物粒子的波粒二象性 实物粒子的波粒二象性
1.经典物理中的波和粒子 经典物理中的波和粒子
经典物理学中波和粒子各自独立，在逻辑上不允 经典物理学中波和粒子各自独立， 许同时用这两个概念描写同一现象。 许同时用这两个概念描写同一现象。 粒子可视为质点，具有定域性，位置可无限精确 粒子可视为质点，具有定域性， 地被测定。有确定的质量、动量、速度和电荷等； 地被测定。有确定的质量、动量、速度和电荷等； 波可以在空间无限扩展，波有确定的波长和频率。 波可以在空间无限扩展，波有确定的波长和频率。 波的波长和频率也能被精确地测定(因为波不能被 波的波长和频率也能被精确地测定 因为波不能被 约束)。 约束 。
h的意义：量子化的量度，是 的意义：量子化的量度， 不连续程度的最小量度单位
h在物质的波性和粒子性间起着桥 在物质的波性和粒子性间起着桥 梁作用； 梁作用；在量子化和波粒二象性 这两个重要概念中都起关键作用
14
*4.戴维孙 革末实验（1925） 戴维孙-革末实验 戴维孙 革末实验（ ）
(晶体对电子束的衍射，用于验证德布罗意波） 晶体对电子束的衍射，用于验证德布罗意波） 晶体对电子束的衍射 实验原理: 实验原理: 电子枪K 电子枪K D 之间有加速电压U 电子束透过D打在N 单晶M 电子束透过D打在Ni单晶M上 它在晶面被散射进入探测器B 它在晶面被散射进入探测器B 检测电子束(电流) G检测电子束(电流)的强度
6
索尔维会议
7
一张世界上智慧最集中的照片！ 一张世界上智慧最集中的照片！
第五次索尔维会议与会者合影（ 第五次索尔维会议与会者合影（1927） ）
8
§3-1玻尔理论的局限性 玻尔理论的局限性
玻尔量子理论首次打开了认识原子 结构的大门，取得了很大的成功。 结构的大门，取得了很大的成功。 但是它的局限性和存在的问题也逐 渐为人们所认识。 渐为人们所认识。 玻尔理论将微观粒子视为经典力学 中的质点， 中的质点，把经典力学的规律用于 微观粒子， 微观粒子，使其理论中有难以解决 的内在矛盾，故有重大缺陷。 的内在矛盾，故有重大缺陷。
德布罗意 关 系 式
不论粒子静质量是否为0， 不论粒子静质量是否为 ， 德布罗意关系式均成立。 德布罗意关系式均成立。
de Broglie，法(1892-1987) ， 13
引入波矢 波动的传播方向是粒子的动量方向。 波动的传播方向是粒子的动量方向。 德布罗意关系式通过 把粒子性和波动性联系起来。 德布罗意关系式通过h把粒子性和波动性联系起来 把粒子性和波动性联系起来。 实际上，任何表达式中，只要有h出现，就意味其具有量 实际上，任何表达式中，只要有 出现， 出现 子力学特征。 子力学特征。
氢稍复杂的氦原子的光谱； 氢稍复杂的氦原子的光谱； 2. 不能给出光谱的谱线强度（相 不能给出光谱的谱线强度（ 对强度）； 对强度）； 3. 不能解释氢光谱的精细结构； 不能解释氢光谱的精细结构； 4. 只能处理周期运动不能处理非 束缚态问题，如散射问题； 束缚态问题，如散射问题； 5. 不能自洽。在理论上，能量量 不能自洽。在理论上， 子化概念与经典力学不相容。 子化概念与经典力学不相容。 带有人为的性质， 带有人为的性质，其物理本质 还不清楚。 还不清楚。
12
3.德布罗意假设 德布罗意假设
提出， 年获诺贝尔奖） （1924提出，1929年获诺贝尔奖） 提出 年获诺贝尔奖
所有物质粒子均具有波粒 二象性， 二象性，“任何物质伴随 以波， 以波，而且不可能将物体 的运动同波的传播分开” 的运动同波的传播分开”。