电子工程物理基础.
电子工程师必备基础知识
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;运算放大器有好些个型号,在详细的性能参数上有几个差别,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,有且只有一个输出端;部分运算放大器除了两个输入和一个输出外,还有几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、路灯自动开关、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簧片组成,在有磁场的情况,金属簧片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,隔断直流电;通高频交流电,阻碍低频交流电;电容的作用如果用八个字来说那就:“隔直通交,通高阻低;”这八个字是根据“充放电”三个字得出来的,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大小和后级电路或产品对电源的要求来先择滤波电容,通常情况下,每1安培电流对应1000UF-4700UF是比较合适的;电感的作用用四个字来说:“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,通过直流电;通低频交流电,阻碍高频交流电;电感的作用再用八个字来说那就:“隔交通直,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;电流要消失,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直在“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,可是磁场又要反对,可是电流回路都没啦,电流已经被强迫为零,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;这个电压很高很高,甚至会损坏电子元件,这就是线圈的自感现象;给一个电感线圈外加一个变化磁场,只要线圈有闭合的回路,线圈就会产生电流;如果没回路的话,就会在线圈两端产生一个电压;产生电压的目的就是要企图产生电流;当两个或多个丝圈共用一个磁芯聚集磁力线的作用或共用一个磁场时,线圈之间的电流和磁场就会互相影响,这就是电流的互感现象;大家看得见,电感其实就是一根导线,电感对直流的电阻很小,甚至能够忽略不计;电感对交流电呈现出很大的电阻作用;电感的串联、并联非常复杂,因为电感实际上就是一根导线在按一定的位置路线分布,所以,电感的串联、并联也跟电感的位置相关主要是磁力场的互相作用相关,如果不考虑磁场作用及分布电容、导线电阻Q值等影响的话就相当于电阻的串联、并联效果;交流电的频率越高,电感的阻碍作用越大;交流电的频率越低,电感的阻碍作用越小;电感和充满电的电容并联在一起时,电容放电会给电感,电感产生磁场,磁场会维持电流,电流又会给电容反向充电,反向充电后又会放电,周而复始……如果没损耗,或能及时的补充这种损耗,就会产生稳定的振荡;电子工程师必备基础知识四耦合是传递信号的意思,光电耦合器自然就是用光来完成传递电信号的元件,通常是指有一个发光部分和接收部分对应并制作在一体的电子元件;通常四个有效引脚即四个引脚接入电路中起作用为一组;光电耦合器的优点是能够轻松实现电源隔离,在用市电的开关电源初次级隔离中最为常用;另外,在计算机外设通信中,也有较多的应用,一个元件中能够集成有多组光电耦合器每组最少四个引脚;压电陶瓷片能够做性能优良的震动检测器,它是一种电声器件,当加上音频电压后,能够听到声音;当受到振动产生机械形变后,能够感应出微弱的电压;焊接时,适当的调整被焊接处、烙铁头、焊锡丝带助焊剂,让三点合一,充分接触,当焊接处已经有了适当的焊锡和助焊剂时,就应撤走焊锡丝;焊接进程通常掌握在2-3秒比较合适;助焊剂:松香水常在工厂当做助焊剂用;大家能够业余自制,用工业酒精医用酒精较贵,没必要熔解松香即可;留意:一次不要配得太多,浓度能够灵活掌握;二极管的作用和功能用四个字来说:“单向导电;”二极管常用来整流、检波、稳压、钳位、保护电路等;在随身听的供电回路中串上一只整流二极管,当直流电源接反时,不会产生电流,不会损坏随身听;给二极管硅资料加上低于的正向电压,二极管基本上不产生电流反向就更加不能产生电流啦,这个电压就叫死区电压、门槛电压、门限电压、导通电压等;三极管的作用和功能因为四个字来完成:“电阻可变;”由于三极管等效成的电阻值能够无限制的变化,所以三极管能够用来设计开关电路、放大电路、震荡电路;三极管的集电极电流等于基极电流乘以放大倍数,当基极电流大到一定水平时,集电极的电流由于各种原因不可能再增大了,这时集电极电压已经等于或接近发射极电压了,相当于电阻值变成0欧姆;确信三极管的放大状态绝招:发射结正偏,集电结反偏;三极管是电流控制型器件,场效应管是电压控制型器件;场效应管性能优量,但在分立元件中,低电源电压适应性比三极管要差;场效应管是电压控制型器件,很容易被静电损坏,所以,场效应管中大多都有保护二极管;可控硅实际上是一个高速的、没有机械触点的电子开关,这个开关需要用一个小电流去掌握;这个开关具有自锁功能,即导通后撤走掌握电流仍能维持导通,而一旦截止后,又能维持截止状态;电阻通常都采用色环标示法;色标法就是用棕、红、橙、黄、绿、兰、紫、灰、白、黑十种颜色代表90十个阿拉伯数字,金、银两种颜色代表倍率、或误差5%、10%;套件中附有颜色样本的实物和多款色环电阻常见的四道色环要读取三位有效数字,一二位表示有效数,第三位表示倍率;例:黄紫红金,三位有效数为472,表示47乘以102或加两个0等于4700,即欧姆;再如:棕黑黑金,三位有效数为100,表示10乘以100或加0个0等于10,即10欧姆;在实验进程中,如果三极管的基极和其它引脚间不具备有单向导电特性的或说单向导电特性不明显,就说明三极管是坏的;另外,即使单向导电特性正常,但不能受基极控制或不稳定,也说明三极管是坏的,或性能很差;可控硅在控制极加上合适的触发电流,可控硅就能够从断开状态变成为导通状态,这时,我们取消控制极的触发电流,但可控硅仍然能维持导通状态;如果流过可控硅的电流开始变小,当小于维持导通的能力时,可控硅才关断,直到下次触发时才会导通;电子工程师必备基础知识七早在两千多年前,人们就发现了电现象和磁现象;我国早在战国时期公元前475一211年就发明了司南; 而人类对电和磁的真正认识和广泛应用、迄今还只有一百多年历史;在第一次产业革命浪潮的推动下,许多科学家对电和磁现象进行了深入细致的研究,从而取得了重大进展;人们发现带电的物体同性相斥、异性相吸,与磁学现象有类似之处;1785年,法国物理学家库仑在总结前人对电磁现象认识的基础上,提出了后人所称的“库仑定律”,使电学与磁学现象得到了统一;1800年,意大利物理学家伏特研制出化学电池,用人工办法获得了连续电池,为后人对电和磁关系的研究创造了首要条件;1822年,英国的法拉第在前人所做大量工作的基础上,提出了电磁感应定律,证明了“磁”能够产生“电”,这就为发电机和电动机的原理奠定了基础1837年美国画家莫尔斯在前人的基础上设计出比较实用的、用电码传送信息的电报机,之后,又在华盛顿与巴尔的摩城之间建立了世界上第一条电报线路;1876 年,美国的贝尔发明了电话,实现了人类最早的模拟通信;英国的麦克斯韦在总结前人工作基础上,提出了一套完整的“电磁理论”,表现为四个微分方程;这那就后人所称的“麦克斯韦方程组”;麦克斯韦得出结论:运动着的电荷能产生电磁辐射,形成逐渐向外传播的、看不见的电磁波;他虽然并未提出“无线电”这个名词,但他的电磁理论却已经告诉人们,“电”是能够“无线”传播的;电子工程师必备基础知识八初学电子知识,请先把“电”当做“水”,“电路”就等于“水路”;接着了解几个常用名词术语,对照实物认识几种常用的电子元件及其功能;最后动手做几个实验;任何电子产品都是电子元件组成的,学习电子技术就要先学电子元件;电子元件的组合就成了电子电路,这也是基础知识;有了电子元件、电子电路的知识,电子工具也会用啦,你就应多动手进行产品实战啦;学电子最能尽快受益的莫过于自装音响和功放;欣赏音乐本身是一种美的享受,可是能用自己的成果来享受则更是达到一种新的境界;懂电子的朋友学电脑比不懂电子朋友学电脑要快要容易;懂电子的朋友用电脑是由电脑内部学到外部,不懂电子的朋友则是从电脑外部学到电脑内部;哪些是“场”运动场常指大家能够做运动的一个范围,电场是指电产生作用力的一个范围,磁场是指磁产生作用力的一个范围,其它类同;导体,电比较容易通过的物体;绝缘体,电比较难通过的物体;导体和绝缘体并没明显的介限,导体和绝缘体是导电能力相差好些好些倍的两个物体相对而言的;有好些物体,它们在常见的不同的物理情况温度、电场、磁场、光照、掺杂等下呈现出不同的导电状态;我们称这类物体为半导体;有了导体、绝缘体和半导体,就能够生产出各种各样的电子元件,我们就能够方便简单的检测和利用电能啦;开关实际上是一个短路器和开路器,是一个电阻在零欧姆和无穷大两个阻值上变换的元件,这跟自来水开关的效果和原理是一样的;任何时候,只要有电流流过,就必定有一个闭合的通路;这个通路就是电流回路;不考虑电源内部的情况下,电流一定是从正极流向负极;电源相当于一个特殊的电子元件,有闭合的通路才干产生电流;没导体及其它电子元件连接成闭合的通路就不会产生电流;没回路就一定没电流,有电流就一定有回路;交流电流并不需要物理上的通路,真空、空气也能形成电流回路;两个不同的水位线存在一个水差,就是水压;水压之间有一根水管的话,水就会流动,水流动就会受到阻力;水管越细,阻力越大,水流越小;水压越高,水流越大; 电压是指两个物体之间的电势差,就是电压;如果电压之间有一个导电通路的话,这个通路里面就会产生电流;电阻越大,电流越小;电压越高,电流越大;水压、水流、水阻;水流动的方向是从高处流向低处不算抽水机在内;对应电的比喻:电压、电流、电阻;电流动的方向是从正极流向负极不算电源在内;两个水位之间的水位差等于水压;两个电极之间的电势差等于电压;高水位相当于正电极,低水位相当于负电极;电子工程师必备基础知识九电阻、电容、二极管等电子元件有两个引脚,这些元件在使用过程中,一定要按照某种规律将他们的引脚连接起来;三极管相当于一个阻值能够受控制的电阻器,那就将三极管的集电极和发射极这两个脚等效成一个电阻,基极起控制作用;所有的电子元件有两种基本的连接办法;并联:并联电路两端的电压是相等的;串联:串联电路中的电流是相等的;并联和串联是最基本的电路连接,不论多复杂的电路都能够分解成基本的并联和串联,所有的电子元件也都是因为并联和串联的接法才形成电流回路;电阻的阻值是越并越小,相当于水管变多,通路变宽,水流的阻力变小;电阻的阻值是越串越大,相当于水管变长,通路变长,水流的阻力变大;测量电压时一定是要把电压表并联在需要测试的两端上,电压表存在内阻会消耗小小的电流让指针偏转;通常来说,电压表内阻较大能够忽略不计;测量电流时一定是要把电流表串联在需要测试的回路需要先断开回路上,电流表会对电流起小小的阻碍作用;通常来说,电流表内阻较小能够忽略不计;电子工程师必备基础知识十电源是一个能够维持两个测试点之间电压的装置,它可以是市电,可以是电池,可以是线圈,可以是电容等;电池提供电能的电压极性是长期固定不变的,我们称为直流电;常用的干电池的额定电压每节是;市电供应的电能是交流电,正极和负极在时刻交替的变换着;那是因为发电机线圈是在周而复始的和磁场做相对运动,如果安装电流换向器,就能够发出直流电;交流电是没正负极之分的,市电中的零线和火线在正负极性、电压高低等各地方的表现是一样的,是完全对称的;市电的电压是220V50Hz,意思是说有效电压为220V,每秒中正负极要变换50次;留意:多少Hz就会变换多少次;建议初学者多采用12V以下的直流电进行电子制作,这样成本比较低,电压比较低,万一有插接错电子元件,烧坏元件的可能性也要小;电压越低越安全少损坏电子元件;电子工程师必备基础知识十一在几个大型的电子系统中往往有一根很粗的导线接入大地;但电子技术中常说的接地并不是真的要求用导线去接到大地;电子技术中常说的接地或地线往往和大地一点关系都没;电子线路中的地线是指直流电、交流电或各种电信号共用的一部分电流回路;说某一座山的海拔多少,那就是以海平面为公共参考点;说某一点的电压有多高,就必需找一个相当于海平面的参考点,也就是电子电路图中的地线;在大多数情况下,电源负极是各种信号共用得最多的一部分电流回路,通常以电源的负极作为地线;这时,如果某元件的脚接电源负极,那么就说那只元件脚接地;地是我们假定的、公用的一个电压参考点;在比较复杂的电路中,往往可能会有多组电源,同时也可能会选择多个参考点,那么就可能会有多个地,这些地也不一定会连通;电子工程师必备基础知识十二耦合、旁路、退耦三个词都是传输信号、给信号提供通路的意思;其中耦合是指前后级之间传递,旁路、退耦则是指需要在对地之间提供信号通路每级内部用;提供信号通路也就是构成电流回路;没电流回路就不会有电流,任何电路分析都是建立电流回路上分析的;等效电路图就是效果一样的电路图;我们分析电路图时,需要把原来复杂的电路图简化,这样有助于展开思路,把问题简化;等效电路图是省略在某一条件下,几个没影响的电子元件;例一定条件下:分析直流时,电容看成开路;分析交流时,电容看成是路;电感和电容刚好相反;电容和电感对不同频率的交流电直流电当成0Hz的交流电有不同的阻碍作用,在一定条件下,能够当成电阻看待,并能够计算出阻抗值;生活中的反馈是指将某件事的结果取回来,再决定某件事;例,客户反馈电视机耗电大,厂家就加以改良;电子技术中的反馈是将输出端的信号取出来又送到输入端;正反馈是指输出信号如果变大的话,反馈到输入端后,让输出信号变更大;输出信号如果变小的话,反馈到输入端后,让输出端信号变更小;负反馈则刚好相反,输出信号如果变大的话,反馈到输入端后,让输出信号变小;输出信号如果变小的话,反馈到输入端后,让输出端信号变大;正反馈通常用来产生振荡信号,负反馈通常用于稳定直流工作点;在特殊情况下放大倍数足够,正反馈能够不振荡,负反馈反而会振荡;正温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而增大,负温度系数是指阻值随温度的升高而减小;有点象正负反馈,通过输入温度信号来决定电阻值;电子工程师必备基础知识十三在电子电路中,能够用指定范围界限的正负电压代表日常生活中的有无、亮灭、开关等相对的二值,这些正负电压就是高电平和低电平;数字电路的输入和输出都是高电平和低电平,数字电路是能够根据几个二值关系进行逻辑判断从而得到新的二值结果;二进制是用0和1两个数字来表示所有的数量;数字电路就是专门用来处这些数字信号的电路或电路系统;学习数字电路建议先理解二进制数;二进制数用0和1代表数字电路中的二值低电平和高电平,用0和1代替所有的信号;模拟信号是一个在正负电压之间变化的信号,它应尽量的避免变化到正负电压这个最高值和最低值,否则,信号就可能会失真D/A数/模、A/D模/数转换器是数字电路和模拟电路紧密结合的常见办法电子工程师必备基础知识十四高频电路对很小的电容、电感非常敏感;任何导线、及导线之间都能够等效成电感和电容,即分布电感和分布电容;工作在高频状态下的电子元件,引脚长短、安装距离都对电路性能有非常大的影响;大家在做几个高频电路例FM无线话筒、FM收音机地方的实验时,记住,连线要尽可能短粗,元件要尽可能的贴近线路板;电子工程师必备基础知识十五将各个电子元件或电子元件的组合及它们的连接关系用符号代替就是电路原理图;大家只要记住各种电子元件的符号和绘图规则就会看电路原理图;有着良好习惯和丰富经验的工程师精心绘制出的图纸,通常都布局美观合理、标注清晰明确,让人很容易读懂;当读不懂某个电路图时,不一定就是你的错;印刷线路板是电路原理图向实物的转变,是产品从设计阶段走向市场普及的必经之路;看印刷板图比看原理图更简单,只要你认识导体、绝缘体和常见的电子元件,你就完全能够照着印刷板实物绘制出电路原理图;在元件较多的情况下,拥有电路原理图对印刷电路板进行检测和维修是一件很幸运的事情;自已动手电子小制作也好,帮别人维修也好,这时就是你集累经验、学习技术的最好时机;经验是靠积累的;很复杂的线路或很精密的产品中,往往需要用双面线路板、多层线路板;多层线路板除了线路板的内外层能够分布连接导线以外,在板的中间层也能够有布线;多层板除了能够高密度的安装元件以外,还能够进行屏蔽,增高性能;在电路板上找某个小电阻或小电容时,不要直接去找它们,请先找到与它们相连的三极管或集成电路,再找到它们,这样比较快;观察线路板上元器件与铜箔线路连接情况、观察铜箔线路走向时,可以用灯照着看,将灯放置在有铜箔线路的一面;电子工程师必备基础知识十六电容是一种可以装电的容器,就好象装水的杯子一样;所以,电容可以进行充电和放电作用,充放电作用的大小决定了电容的容量;电容的种类比较多,最常见的有电解电容容量大,有正负极、陶瓷电容容量小,没正负极,温度特性差、涤纶电容聚脂膜电容,容量小、温度特性好等;陶瓷电容的主要参数是容量和耐压值,特殊用途的耐高压的陶瓷电容会标出耐压值;陶瓷电容的使用不需要分正负极,两端能够任意调换使用;瓷片电容通常工作在高频;电感是一个电磁转换元件,电能够产生磁,磁能够产生电;电感中磁场的变化会产生电流的变化;电流的变化也会产生磁场的变化电感中电流和磁场的相互作用总是企图互相阻碍;电源变压器就是利用电磁转换的互感进程完成变压作用的;电感在电路中的主要作用有阻交流电,通直流电;阻高频交流电,通低频交流电;电感常用于变压器、谐振回路等用途;电子工程师必备基础知识十七反向电压过高和正向电流过大都可能使二极管永久性损坏,二极管及其它晶体管的损坏主要是因为功耗过大反向高压击穿瞬时功耗很大导致PN结物理损坏;我们可以把三极管看成是电阻值能够掌握的电阻,阻值范围能够在接近零到无穷大之间变化;所以,三极管能够用来设计放大电路和开关电路;三极管有三个管极,集电极、发射极和基极;基极用来控制另外两极对电流的放大作用;分析电流和电压的变化,就是分析三极管的工作状态;场效应管的作用和三极管的作用基本上完全一样;场效应管通常也是三个引脚,名字叫源极、漏极和栅极;栅极是用来控制另外两极对电流的放大作用的;三极管是靠基极电流的大小变化来控制另外两极,场效应管是靠栅极电压的高低变化来控制另外两极,场效应管栅极基本上不需要消耗电流就能够控制另外两极;。
电子电工基础知识
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电子电工基础知识
•1.1 电路基本物理量
•为了某种需要而由电源、导线、开关和负载 按一定方式组合起来的电流的通路称为电路。
电路的主要功能:
• 一:进行能量的转换、传输和分配。 • 二:实现信号的传递、存储和处理。
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•一. 电路的组成:
•电源:将非电能转换成电能的装置 •(干电池,蓄电池,发电机)或信号源。
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•1.2 电流电压及参考方向
•电荷的定向移动形成电流。 •电流的大小用电流强度表示,简称电流。 •电流强度:单位时间内通过导体截面的电荷量。
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•大写 I 表示直流电流
•小写 i 表示电流的一般符
号
电子电工基础知识
•正电荷运动方向规定为电流的实际方向。 •电流的方向用一个箭头表示。 •。任意假设的电流方向称为电流的参考方向
电子电工基础知识
2.2 电压源与电流源及其等效变换
• 电路元件主要分为两类:无源元件—电阻、电容、电感。 • 有源元件—独立源、受控源 。独立源主要有:电压源和
电流源。
•2.2.1电压 源
•定义:能够独立产生电压的电路元件。电压 源分为:理想电压源和实际电压源。
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电子电工基础知识
•1.理想电压源 (恒压源): RO= 0 时的电压源.
•1、理想电源串联、并联的化简
•电压源串联: •(电压源不能并联)
•电流源并联: •(电流源不能串联)
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•等效互换公式
•I •a
••+RO •E •-
•Uab •b
电子电路工程师必备基础知识
电子电路工程师必备基础知识电子工程师的基本知识(1) 运算放大器通过简单的外围器件广泛应用于模拟和数字电路运算放大器有多种类型,在具体的性能参数上也有一些不同,但原理和应用方法是相同的。
运算放大器通常有两个输入,一个正向输入和一个反向输入,只有一个输出除了两个输入端和一个输出端之外,一些运算放大器还有几个补偿引脚来提高性能。
光敏电阻的电阻随光强的变化而明显变化。
因此,可用于制作智能窗帘、路灯自动开关、相机快门时间自动调节器等。
簧片开关是一种电子元件,可以通过磁场控制电路的开关。
簧片开关的内部由软磁金属簧片组成。
在有磁场的情况下,金属簧片可以聚集磁力线并受力,从而达到开关的效果。
电子工程师必备的基础知识(二)电容的作用三个字: “充放电”不“要小看这三个字,因为这三个字,电容可以通过交流电,隔断直流电;连接高频交流电,阻断低频交流电。
如果电容的功能用八个字表示,那么它是“由直通交叉、低通和高电阻分隔开的”这”八个字是基于“充放电”三个字,不懂没关系,先死记硬背可以根据DC 电源的输出电流和后续级(电路或产品)对电源的要求,先选择滤波电容。
通常,每安培电流1000UF-4700UF 更合适。
电子工程师必备的基础知识(3)电感的功能四个字: “电磁转换”不“要小看这四个字,因为这四个字,电感可以隔断交流电,通过直流电;打开低频交流电,阻断高频交流电。
电感的作用可以用八个字来描述: “保持交通畅通,保持低电阻高。
”这八个字是基于三个字“电磁转换” 电感是电容的敌人。
此外,电感还有这样一个特点:电流和磁场必须同时存在。
电流会消失,磁场也会消失。
如果磁场消失,电流也会消失。
当磁场在北极和南极改变时,电流的正极和负极也会改变。
感应器内部的电流和磁场一直在“打内战”。
电流想要改变,但磁场不会改变。
磁场想要改变,但电流不会改变。
然而,由于外部原因,电流和磁场可能必须改变。
当电压加到电感上时,电流会从零开始增加,但磁场会与之相反,所以电流必须缓慢增加。
电子信息工程专业该学什么
电子信息工程专业该学什么电子信息工程专业该学习什么电子信息工程专业是现代信息技术发展迅猛的产物,它涵盖了电子工程、通信工程、计算机科学与技术等多个方向的知识。
电子信息工程涉及电子技术、信息技术和通信技术等多个领域,是当今社会中非常重要的学科之一。
那么,作为电子信息工程专业的学生,我们应该学习什么呢?首先,电子信息工程专业的学生应该掌握扎实的基础知识。
这包括数学、物理、电路理论等基础科学知识的学习。
只有打好基础,才能立足于专业领域的学习和发展。
数学是电子信息工程的重要基础,如微积分、离散数学、概率论与数理统计等,学生需要通过学习建立起对数学知识的扎实理解和应用能力。
物理学则是电子信息工程的基础理论,学生需要学习电磁场理论、光学原理等基础知识。
此外,电路理论是电子信息工程的核心,学生需要掌握电路分析、电磁场与电磁波、模拟电路与数字电路等重要内容。
其次,电子信息工程专业的学生需要学习专业核心课程。
在专业核心课程方面,学生需要学习电子工程、通信工程、数字信号处理、计算机网络等相关专业知识。
电子工程包括电子器件与电路、电子测量技术、电力电子技术等方面的学习,这是电子信息工程的基础。
通信工程则涉及到无线通信、数字通信、通信原理等内容,学生需要学习通信系统的设计与分析。
数字信号处理是电子信息工程的重要组成部分,学生需要学习信号与系统、数字信号处理技术等课程,以掌握信号处理的基础理论和方法。
此外,计算机网络是现代社会不可或缺的一部分,学生需要学习计算机网络的原理、设计与实现,了解网络通信协议、网络安全等相关知识。
同时,电子信息工程专业的学生还应该注重实践能力的培养。
电子信息工程是一个实践性很强的学科,学生需要通过实验、实训、科研等实践活动,提高自己的动手能力和解决实际问题的能力。
实践能力的培养可以通过参与项目研究、科研成果的开发与创新等形式进行。
同时,学生还可以参加一些与电子信息工程相关的竞赛活动,锻炼自己的应用能力和创新思维。
电路基础原理电路与其他学科的交叉研究
电路基础原理电路与其他学科的交叉研究电路是电子工程的基础,它不仅与电子学密不可分,同时与其他学科有着广泛的交叉研究。
在现代科技的快速发展中,电路作为一门学科,不仅在电子工程领域中起着重要的作用,而且还与物理学、数学、计算机科学和通信技术等学科密切相关。
首先,电路与物理学的交叉研究。
电路理论是物理学的一个分支,电路中的电子行为在物理学中是被研究的。
从电子在导体中的运动到电路中的能量转化,都有物理学定律加以解释。
比如说欧姆定律、基尔霍夫定律等,这些定律都是基于物理学中电子行为的基本原理而得出的。
电路理论研究的深入,对物理学的发展有着重要的推动作用。
其次,电路与数学的交叉研究。
电路中的电流、电压等量的计算,都离不开数学的运算。
在电路分析中,使用复数、矩阵、微积分等数学工具进行电路的等效变换和分析。
例如,使用拉普拉斯变换和频域分析方法,可以将时域中复杂的电路方程转换为频域中的简单方程,这就需要数学知识进行处理。
因此,电路与数学的交叉研究不仅提高了电路分析的效率,还推动了数学在其他领域的应用。
此外,电路与计算机科学的交叉研究。
如今,电子设备的智能化和数字化趋势日益明显,因此电路与计算机科学之间的交叉研究变得尤为重要。
电路与计算机科学的结合使得人们可以设计出更复杂、更智能的电子设备和系统,而不仅仅局限于简单的电路搭建和调试。
例如,数字电路和集成电路的设计与实现,利用计算机的仿真与评估技术进行电路性能分析等,都是电路与计算机科学交叉研究的应用领域。
最后,电路与通信技术的交叉研究。
电路在通信领域中扮演着关键的角色,电路分析和设计的研究成果对于通信技术的发展起到了重要的推动作用。
传输线理论、信号处理、调制解调等技术都与电路密切相关。
例如,通信电路中的滤波器、放大器、调制器和解调器等都需要借助电路原理确保信号的传输质量和稳定性。
因此,电路与通信技术的交叉研究是推动通信领域发展的重要驱动力之一。
综上所述,电路基础原理与其他学科的交叉研究是不可忽视的。
自动控制原理 前置课程
自动控制原理前置课程【自动控制原理前置课程】导语:在学习自动控制原理之前,我们需要掌握一些前置课程的知识,这将为我们深入理解和应用自动控制原理打下坚实的基础。
本文将介绍一些重要的前置课程,以及它们与自动控制原理的关系。
一、电路理论电路理论是学习自动控制原理的重要前置课程之一。
电路理论研究电流和电压在电路中的传导和分布规律,其中包括基本的电路元件和其组合电路的分析方法。
在自动控制原理中,我们将会使用到电路理论中的一些基本概念和方法,如电流、电压、电阻、电容和电感等。
理解电路理论将有助于我们理解控制系统中的电气部分,并能更好地分析和设计电路。
二、数学分析数学分析是自动控制原理的另一个重要前置课程。
数学分析是研究函数、极限、导数、积分等数学概念和方法的学科,这些概念和方法在自动控制原理中具有重要的作用。
在系统建模的过程中,我们需要使用微积分中的导数和积分来描述系统的动态特性;在系统稳定性分析中,我们需要使用极限和收敛性等概念;在控制器设计中,我们需要使用函数逼近和优化等数学方法。
深入理解数学分析将有助于我们更好地理解和应用自动控制原理。
三、信号与系统信号与系统是自动控制原理学习的重要基础。
信号与系统研究信号的表示、传输和处理,系统的性质和特性,以及它们之间的关系。
在自动控制原理中,我们研究的是控制系统,其包括输入信号、输出信号和控制器等组成部分,而这些都属于信号与系统的范畴。
控制系统中的信号可以是电压、电流、温度、速度等各种信号,而系统可以是连续系统或离散系统。
学习信号与系统将有助于我们理解和分析控制系统中的信号传输和处理过程。
四、工程数学工程数学是自动控制原理学习中不可或缺的前置课程。
工程数学是将数学方法和技巧应用于工程问题的学科,其中包括线性代数、概率论和变换等内容。
在自动控制原理中,我们会用到线性代数中的矩阵和向量运算来描述系统的状态方程,用到概率论来分析系统的随机性,用到变换来进行系统的频域分析。
通识教育基础课程
课程类别:专业主 学分:3 总学时: 开课学期: 开课单位:电子学院
干
40+16
三(3)
教师队伍:孙小菡 丁德胜 沈长圣
考核方式:考试
内容简介:
本课程为电子科学与技术本科高年级学生开设。其宗旨在于,通过课程学习,使学生获得较广 泛及全面的电磁理论及应用知识,便于今后较顺利地阅读有关学术文献、从事相关的研究课题。 本课程将电磁场与波看作为可以应用在或出现于多种不同的技术领域的统一的媒介,对它们的形 态、特征、分析方法应用作一定的论述,为后续课程的学习奠定较广泛的基础。
三选一
二选一 必修
05级计划
大类学科基础课程
课程名称 电磁场理论
学分 开课学期 课程类型
3
三上
必修
05级计划
专业主干课程:应选学分16学分
课程名称 固体物理基础 半导体物理 现代光学基础 信息电子技术中
的场与波 光电子物理基础
电子器件 VLSI设计基础
学分 3 2 3
开课学期 三上 三下 三上
课程类型 选修 选修 选修
课程说明:
先修课要求:大学物理,现代光学基础
教材:《光电子物理基础》徐国昌、凌一鸣 东南大学出版社2000年
教学参考书:《激光原理》周炳琨 国防工业出版社、《Quantum Electronics》A. Yariv , John, Wiley &Sons,Inc,1989、《Optical Fiber Communication》J.M. Senior, prentice-Hall International,Inc,1985、《Integrated Optics》T.Tamir,Springer-Verlag,1982、 《Laser Electronics》Joseph T.Verdeyen,Prentice-Hall,1989
工程学概论半导体器件物理基础
三个区域: 饱和区 放大区 截止区 共发射极的直流特性曲线
1
4.1 晶体管的电流增益(放大系数〕
2
共基极直流放大系数和交流放大系数0 、
3
两者的关系
4
共发射极直流放大系数交流放大系数0、
4.晶体管的特性参数
反向漏电流 Icbo:发射极开路时,收集结的反向漏电流 Iebo:收集极开路时,发射结的反向漏电流 Iceo:基极极开路时,收集极-发射极的反向漏电流
单击此处添加副标题
202X
第四章 半导体器件物理基础
01
半导体、N型半导体、P型半导体、本征半导体、非本征半导体
02
载流子、电子、空穴、平衡载流子、非平衡载流子、过剩载流子
03
能带、导带、价带、禁带
04
掺杂、施主、受主
05
输运、漂移、扩散、产生、复合
上一章课的主要内容
据统计:半导体器件主要有67种,另外还有110个相关的变种 所有这些器件都由少数基本模块构成: pn结 金属-半导体接触 MOS结构 异质结 超晶格
N区
P区
空穴:
电子:
P区
N区
扩散
扩散
漂移
漂移
反向电流
反向偏置时的能带图
N区
P区
电子:
扩散
漂移
空穴:
P区
N区
扩散
漂移
反向电流
反向偏置时,漂移大于扩散
5.PN结的特性
单向导电性:
反向偏置
正向偏置
正向导通电压Vbi~0.7V(Si)
反向击穿电压Vrb 正向导通,多数载流子扩散电流 反向截止,少数载流子漂移电流
Cideal
Rp
论大学物理与电子信息工程的相关1
论大学物理与电子信息工程的相关性关键词:大学物理电子信息工程关系基础小编导读:对于理科生而言的大学生活,是枯燥乏味的,面对实验、数据和深层次的研究,他们有着比文科生更高的学术要求。
本文是一篇大学物理学的课程论文范文,就大学物理学与电子信息工程专业的相关性与联系进行了刍议,这两门理科课程究竟有何关系呢,一起去看一下吧。
——本文由无忧论文网大学物理学论文专栏整理提供。
一、物理学物理学—研究物质、能量和他们相互作用的科学—是一项国际事业,它对人类未来的进步起着关键的作用。
物理学是自然科学的基础,也是当代工程技术的重大支柱,是人类认识自然,优化自然,造福于人的最有活力的带头科学,回顾物理学发展的全过程,可以加深我们对物理学重要性的认识。
二、大学物理课程的内容大学物理课程的内容包括有经典物理和近代物理。
经典物理部分主要包括:经典力学、热学、电磁学、光学等;近代物理部分主要包括:狭义相对论力学基础、量子力学基础、固体能带理论简介等。
经典物理在科学技术领域仍然是应用最广泛的基础理论,而且也是学习近代科学技术新理论、新知识的重要基础理论,在大学物理的学习中对经典物理内容仍应予以重视;大学物理中的近代物理知识是学生今后学习近代科学技术新理论,新知识所必须的近代物理基础理论知识。
三、开设大学物理课程的目的一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础;另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法。
通过学习能对物质最普遍、最基本的运动形式和规律有比较全面而系统的认识,掌握物理学中的基本概念和基本理论以及研究问题的方法,同时在科学实验能力、计算能力以及创新思维和探索精神等方面受到严格的训练,培养分析问题和解决问题的能力,提高科学素质,努力实现知识、能力、素质的协调发展。
大学物理课是我校理工科各专业学生的一门重要必修基础课。
打好物理基础,不仅对学生在校学习起着十分重要的作用,而且对学生毕业后的工作和在工作中进一步学习新理论、新知识、新技术,不断更新知识都将产生深远的影响。
电子工程师的经验笔记
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。
运算放大器有好些个型号,在详细的性能参数上有几个差别,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,有且只有一个输出端。
部分运算放大器除了两个输入和一个输出外,还有几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、路灯自动开关、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簧片组成,在有磁场的情况,金属簧片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,隔断直流电;通高频交流电,阻碍低频交流电。
电容的作用如果用八个字来说那就:“隔直通交,通高阻低。
”这八个字是根据“充放电”三个字得出来的,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大小和后级(电路或产品)对电源的要求来先择滤波电容,通常情况下,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)电感的作用用四个字来说:“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,通过直流电;通低频交流电,阻碍高频交流电。
电感的作用再用八个字来说那就:“隔交通直,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。
电流要消失,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直在“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,可是磁场又要反对,可是电流回路都没啦,电流已经被强迫为零,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。
电子信息工程专业人才培养方案
电子信息工程专业人才培养方案电子信息工程专业人才培养方案一、背景与目标随着信息技术的快速发展,电子信息工程专业的需求呈现出日益增长的趋势。
为了培养适应社会发展需求、具有创新能力和实践能力的电子信息工程人才,需要建立一套科学、系统的人才培养方案。
本文旨在制定电子信息工程专业人才培养方案,通过系统的理论学习和实践项目实训,培养具备较强的专业能力和创新能力的优秀电子信息工程人才。
二、培养目标1.基础知识:掌握电子信息工程基础理论知识,包括电子电路、信号与系统、通信原理、数字信号处理等方面的基本知识。
2.专业技能:掌握电子信息工程领域的专业技能,包括电路设计与调试、模拟信号处理、通信系统设计与调试等方面的技能。
3.创新能力:培养学生的创新思维和创新能力,提高解决问题的能力和创新能力,培养学生在电子信息工程领域的研究与创新能力。
4.实践能力:通过实验课程、科研实践和项目实训,培养学生具备较强的实践操作能力和实践问题解决能力。
5.团队合作能力:培养学生的团队合作能力和沟通能力,能在项目组中有效地与其他成员合作完成团队任务。
三、培养方案1.基础课程:(1)数学基础:高等数学、线性代数、概率论与数理统计等。
(2)物理基础:大学物理等。
(3)电子信息工程基础:电子电路、信号与系统、数字信号处理等。
(4)计算机基础:计算机原理、C语言等。
2.专业课程:(1)电路与信号处理:模拟电路、数字电路、信号与系统、通信原理等。
(2)通信工程:通信原理、移动通信、数据通信、光纤通信等。
(3)电子元器件:电子材料、电子器件、集成电路原理与设计等。
(4)计算机网络与信息安全:计算机网络、信息安全等。
3.实践课程:(1)实验课程:电子电路实验、信号与系统实验、数字信号处理实验等。
(2)科研实践:参与电子信息工程科研项目,进行科学研究,提高学生的研究能力和创新能力。
(3)项目实训:组织学生参与电子信息工程项目实训,通过实践操作提高学生的实践能力和解决问题的能力。
电路理论
f (t )e− st dt
1 +∞ f (t ) = F ( jω )e jωt d ω 2π ∫−∞ 1 σ + j∞ f (t ) = F ( s )e st ds 2π j ∫σ − j∞
电路理论的发展(1)
电路理论始于19世纪早中期的欧姆定律与基尔霍 夫定律,由于早期电报与电话通信、电机工程的 发展而形成一些基本概念与方法。 20世纪初电子三极管的发明使长距离通信、无线 电广播与电视得到发展,滤波、放大、振荡等基 本电路得到逐渐深入的研究。 至20世纪30~40年代基本形成包括分析与综合两 大分支的经典电路理论,成为独立的学科,大多 数沿用至今的概念、原理与方法此时已出现。
Zoc称为二端口的开路阻抗矩阵
二端口矩阵
以端口电压做激励:
⎡i1 ⎤ ⎡ y11 y12 ⎤ ⎡v1 ⎤ ⎢i ⎥ = ⎢ y y ⎥ ⎢ v ⎥ ⎣ 2 ⎦ ⎣ 21 22 ⎦ ⎣ 2 ⎦
I = Ys cV
Ysc称为短路导纳矩阵。 Zoc、Ysc是二端口的特性描述矩阵。其中每个
元素都有明确的物理意义。
基本方法(2)
元器件模型是分析的基础。电路的基本元件是 R、L、C、Memristor。 一般元器件的建模要用相关学科的理论与方 法,如半导体器件的模型是在半导体物理提供 的概念与方法基础上,通过对其中载流子运动 过程的分析后得出的。 无论一个元器件的内部多复杂,其电特性模型 总是表示为外部端子上电压电流之间的某种数 学关系。
1/2
dvR dv = C (vR ) R dt dt
Cj0 ⎡ qε N A ND ⎤ C(vR ) = A ⎢ ⎥ = v ⎣ 2(φ0 + vR ) NA + ND ⎦ 1+ R
关于集成电路设计与集成系统专业培养方案
集成电路设计与集成系统是电子工程中非常重要的专业领域,它涉及到现代电子设备、通讯设备、计算机、汽车、医疗器械等各个领域中的芯片设计和系统集成。
为了满足社会对这方面人才的需求,各大高等院校也纷纷设置了集成电路设计与集成系统专业,培养了大量的相关人才。
下面是一份可能的专业培养方案:一、专业课程设置1.数字电路与系统设计2.模拟电路与系统设计3.集成电路设计基础4.集成电路设计方法与工具5.特种集成电路设计6.集成电路测试与可靠性7.集成电路制造工艺8.信号处理与系统设计9.通信电子学10.微处理器与嵌入式系统设计11.高级计算机体系结构12.自动化控制系统设计13.电子商务及移动终端应用二、课程教学安排专业核心课程的教学安排应该结合实践,注重理论与实践相结合,具体安排如下:1.大一:数学、物理基础、计算机程序设计等基础课程;2.大二:数字电路与系统设计、模拟电路与系统设计等专业基础课程;3.大三:集成电路设计基础、集成电路设计方法与工具、集成电路测试与可靠性等专业课程;4.大四:特种集成电路设计、通信电子学、微处理器与嵌入式系统设计、高级计算机体系结构等专业课程。
三、实践教学安排集成电路设计与集成系统专业培养方案的实践教学应该注重课程与实际应用的结合,注重学生的动手能力和实践能力。
实践教学安排如下:1.大一:计算机程序设计实验、数字电路实验等基础实验;2.大二:模拟电路实验、数字信号处理实验等专业实验;3.大三:集成电路设计实验、通信电子学实验等专业实验;4.大四:特种集成电路设计实验、微处理器与嵌入式系统实验等专业实验。
四、综合实践教学综合实践教学是集成电路设计与集成系统专业培养方案中非常重要的一部分,它可以帮助学生将理论知识应用到实践中,提高学生的综合能力和实践能力。
综合实践教学安排如下:1.大二暑假:电子产品设计与制作比赛等综合实践活动;2.大三暑假:集成电路设计与制作比赛等综合实践活动;3.大四暑假:毕业设计或实习等综合实践活动。
东南大学《电子工程物理基础》习题参考答案
《电子工程物理基础》习题参考答案第一章1-1一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 2201x A x e dx λ∞-=⎰得到 归一化常数 2A λλ= 所以 归一化波函数为2(0,0)()0(0)xxe x x x λλλλψ-⎧≥>⎪=⎨<⎪⎩(2)粒子坐标的概率分布函数{32224(0,0)0(0)()()x x e x x w x x λλλψ-≥><==(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。
1-2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2/4/4202()()()11sin 422a a P x x dx n x dx a an n πψππ===-⎰⎰sin(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。
1-3一个势能为221()2V x m x ω=的线性谐振子处在下面状态,2212()()x m x Aeαωψα-==h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 1/4A απ=(2) 振子的概率密度 222()()xw x x e ααψπ-==由()0dw x dx= 得到x=0时振子出现概率最大。
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。
电子工程师学习指南
电子工程师学习指南第1章基础理论知识 (4)1.1 电路分析基础 (4)1.1.1 电路基本概念 (4)1.1.2 基本电路定律 (4)1.1.3 简单电路分析方法 (5)1.1.4 非线性电路分析 (5)1.2 电子元件及其特性 (5)1.2.1 电阻器 (5)1.2.2 电容器 (5)1.2.3 电感器 (5)1.2.4 二极管 (5)1.2.5 晶体管 (5)1.3 信号与系统 (5)1.3.1 信号的分类与描述 (5)1.3.2 信号的时域分析 (5)1.3.3 信号的频域分析 (6)1.3.4 系统的分类与描述 (6)1.3.5 系统的时域分析 (6)1.3.6 系统的频域分析 (6)第2章模拟电子技术 (6)2.1 放大器电路设计 (6)2.1.1 放大器基本概念 (6)2.1.2 电压放大器设计 (6)2.1.3 功率放大器设计 (6)2.1.4 运算放大器应用 (6)2.2 模拟信号处理 (6)2.2.1 模拟信号处理基础 (6)2.2.2 模拟信号放大 (7)2.2.3 模拟信号滤波 (7)2.2.4 模拟信号调制与解调 (7)2.3 滤波器设计 (7)2.3.1 滤波器基础 (7)2.3.2 RC滤波器设计 (7)2.3.3 RL滤波器设计 (7)2.3.4 LC滤波器设计 (7)2.3.5 有源滤波器设计 (7)第3章数字电子技术 (7)3.1 数字逻辑设计 (7)3.1.1 数字逻辑基础 (7)3.1.2 组合逻辑设计 (8)3.1.3 时序逻辑设计 (8)3.2.1 数字电路基础 (8)3.2.2 数字电路分析 (8)3.2.3 数字电路设计 (8)3.3 逻辑门电路与触发器 (8)3.3.1 逻辑门电路 (8)3.3.2 触发器 (9)3.3.3 触发器应用 (9)第4章微电子技术与集成电路 (9)4.1 半导体物理基础 (9)4.1.1 半导体材料的性质 (9)4.1.2 能带理论 (9)4.1.3 载流子理论 (9)4.1.4 半导体器件的基本工作原理 (9)4.2 集成电路设计流程 (9)4.2.1 需求分析 (9)4.2.2 电路设计 (9)4.2.3 电路仿真 (9)4.2.4 版图绘制 (9)4.2.5 版图验证 (9)4.2.6 生产制造 (9)4.3 VLSI设计与EDA工具 (10)4.3.1 VLSI设计基本概念 (10)4.3.2 EDA工具概述 (10)4.3.3 前端设计工具 (10)4.3.4 后端设计工具 (10)4.3.5 设计验证与测试 (10)第5章电子测量与仪器 (10)5.1 电子测量原理 (10)5.1.1 测量基本概念 (10)5.1.2 测量方法 (10)5.1.3 测量误差 (10)5.2 常用电子测量仪器 (10)5.2.1 万用表 (11)5.2.2 示波器 (11)5.2.3 信号发生器 (11)5.2.4 频率计数器 (11)5.2.5 数字相位计 (11)5.3 测量误差与数据处理 (11)5.3.1 测量误差的处理 (11)5.3.2 数据处理 (11)第6章电子电路仿真 (12)6.1 电路仿真原理与方法 (12)6.1.1 电路仿真原理 (12)6.2 常用电路仿真软件 (12)6.2.1 Multisim (12)6.2.2 PSpice (12)6.2.3 LTspice (12)6.2.4 Electronics Workbench (12)6.3 仿真案例分析 (13)6.3.1 案例描述 (13)6.3.2 电路原理 (13)6.3.3 仿真步骤 (13)第7章嵌入式系统设计 (13)7.1 嵌入式系统概述 (13)7.1.1 嵌入式系统的基本概念 (14)7.1.2 嵌入式系统的发展历程 (14)7.1.3 嵌入式系统的分类及特点 (14)7.2 微控制器与应用 (14)7.2.1 微控制器的基本原理 (14)7.2.2 微控制器的架构 (15)7.2.3 微控制器的选型 (15)7.2.4 微控制器的应用 (15)7.3 嵌入式系统编程与调试 (15)7.3.1 嵌入式系统编程概述 (15)7.3.2 编程语言 (15)7.3.3 调试方法 (16)7.3.4 调试工具 (16)第8章通信原理与应用 (16)8.1 通信系统基础 (16)8.1.1 通信系统的模型 (16)8.1.2 信号与噪声 (16)8.1.3 信号调制与解调 (16)8.1.4 通信信道 (16)8.2 数字通信技术 (17)8.2.1 源编码与信道编码 (17)8.2.2 数字信号传输 (17)8.2.3 错误检测与纠正 (17)8.2.4 带宽效率与功率控制 (17)8.3 无线通信与RF设计 (17)8.3.1 无线通信原理 (17)8.3.2 无线通信标准与技术 (17)8.3.3 RF电路设计 (17)8.3.4 天线设计与辐射特性 (17)第9章电源技术与新能源 (17)9.1 电源电路设计 (18)9.1.1 电源电路概述 (18)9.1.3 电源电路设计原则 (18)9.1.4 电源电路元件选型 (18)9.1.5 电源电路保护 (18)9.2 电力电子技术 (18)9.2.1 电力电子器件 (18)9.2.2 电力电子变换技术 (18)9.2.3 电力电子控制技术 (18)9.2.4 电力电子技术在新能源领域的应用 (18)9.3 新能源技术与应用 (18)9.3.1 新能源概述 (18)9.3.2 太阳能技术 (18)9.3.3 风能技术 (18)9.3.4 电动汽车技术 (19)9.3.5 其他新能源技术 (19)第10章电子工程实践与项目管理 (19)10.1 电子工程实践技巧 (19)10.1.1 设计与仿真 (19)10.1.2 原理图与PCB设计 (19)10.1.3 焊接与调试 (19)10.2 常用电子元器件选型 (19)10.2.1 电阻、电容、电感 (19)10.2.2 集成电路 (19)10.2.3 半导体器件 (20)10.3 项目管理与团队协作 (20)10.3.1 项目规划 (20)10.3.2 团队协作 (20)10.3.3 风险管理 (20)10.3.4 项目总结 (20)第1章基础理论知识1.1 电路分析基础1.1.1 电路基本概念电流、电压、电阻、电导等基本电路参数的定义与测量;电路元件的连接方式,包括串联、并联和混联。
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四.半导体与力
半导体 施加力 晶格间距变化
电导率变化
迁移率变化
控制载流子的迁移率
周期势场变化 能带结构变化
半导体应变计 压敏二极管 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。
同质结
p-n结 n+-n、p+-p结
异质结
同型n-n、p-p
异型n-p、p-n
一.p-n结
p-n结基本结构
1. 制备方法
(1) Alloyed Junctions (合金结)
最
(2) Diffused Junctions (扩散结) 常
用
(3) Ion Implantation (离子注入)
(4) Epitaxial Growth (外延生长)
分析、讨论 (1)n ~T
n0
NDNC 2
1 2
ED
e 2k0T
Eg
n i
NCNV
e1 2
2 k0T
n0 ND
希望器件工作在此温区
(2)EF ~T
(掺杂一定)
低 温
EF1 2ECED1 2k0Tl
nN (D) 2NC
中 温
EF ECk0TlnN N ( C D)
EF ~ED的相对位置反 映了半导体中载流子 的电离程度
(3)EF ~掺杂(T一定,则NC也一定)
T一定,ND越大,EF越靠近EC T一定,NA越大,EF越靠近EV。
中 温
EF ECk0TlnN N ( C D)
2.局部热对分布的影响
温度不均匀 载流子浓度不均匀 温差电动势
载流子扩散 内建电场
温差电动势的方向与半导体导电类型相关。 所以可以利用热探针法判断半导体导电类
v f qvBsin
B qv B
f
mn
v2 r
v rc
回旋频率
c
qB
m
n
实验方法
c 发生共振吸收
c
qB
m
n
均匀 磁场
以硅为例,回旋共振实验现象: (1)B沿[111]方向,观察到一个吸收峰。 (2)B沿[110]方向,观察到两个吸收峰。 (3)B沿[100]方向,观察到两个吸收峰。 (4)B沿任意轴方向,观察到三个吸收峰。
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。
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。
(1) Alloyed Junctions (合金结)
合金温度
降温再结晶
(2) Diffused Junctions (扩散结)
扩散系统
(3) Ion Implantation (离子注入)
2 . pn结区(Space charge region)的形成
漂移运动
P型半导体
内建电场E -+
abT (a,b1,2,3,4)
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
第5章 半导体中电子的控制
5.1 半导体与外界作用 5.2 半导体与半导体 5.3 半导体与金属 5.4 半导体与绝缘体
5.2 半导体与半导体
半导体与半导体
由4.2得知
费米能级
低 温
EF1 2ECED1 2k0Tln2 N N (D C)
载流子浓度
n0
NDNC 2
1 2
ED
e 2k0T
中 温
EF
ECk0Tl
nN ( D) NC
n0 ND
n0 p0 ni
高
温
E FE i 1 2E CE V1 2k0Tln N N V C
NCNV
e 1 2
Eg 2k0T
电子工程物理基础(5)
第5章 半导体中电子的控制
5.1 半导体与外界作用 5.2 半导体与半导体 5.3 半导体与金属 5.4 半导体与绝缘体
5.1 半导体与外界作用
一.半导体与热 温度可以影响
载流子的浓度
低温弱电离 中温全电离
高温本征激发
载流子的分布 温度不均匀
载流子浓度不均匀
扩散运动
1.温度对浓度的影响
F ﹣ n
电子
RH
1 nq
0
同理:
RH
1 pq
0
(2)测定载流子浓度及迁移率
EH RHJB
VH b
RH
IB bd
(b-宽 d-厚)
求出n或p
RH
1 nq
或
RH
1 pq
RH
Байду номын сангаас
VH d IB
三参量已知,测 出VH—求出RH
测出电导率
可求出霍尔迁移率
(3)霍尔器件
VH IxBx
保持其中一个量不变,另一个或两个作变量,应用 于不同场合。
+
-
型。
qs
qVdEF dT
T
s kq032ECk0TEF
T
均匀温度梯度下的半导体的能带图
二.半导体与光 产生非平衡载流子
hEg
光生伏特效应
半导体中会出现阻碍多 子扩散的内建电场,导 致能带弯曲。但当光注 入载流子量很小时,该 内建电场可以忽略。
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。
三.半导体与磁
磁场
洛仑兹力
改变载流子运动的方向
1.霍耳效应
通了电流的半导体在垂直电流方向的磁场作用下,在与电流和磁场垂直
的方向上形成电荷积累和出现电势差的现象。
z y
F 洛 qv B
× 磁场方向
x
-- - -
I
F
EH JB
VH EH n ﹣ + + + + 电子
EH RHJB
磁场作用下的通电n型半导体的霍尔效应
2. 回旋共振
一些物质如半导体中的载(电)流子在一定的恒定(直流)磁场和高频磁场同时 作用下会发生抗磁共振(常称回旋共振)
Cyclotron resonance experiments
测 m*
m* 能带结构
原理
v┴ f r
电子的初速度为v ,在恒定磁f 场(Bq)v 中B :
v//
θ vv
比例系数RH —霍尔系数
霍尔效应可以测定载流子浓度及载流子迁移率等重要参数,以及判断 材料的导电类型。还可制作霍尔器件。
n型 RH<0 (1)判断导电类型
n型
P 型 RH>0
电场力
洛仑兹力
-qEH qvB
EH( -v) B-nJqBRHJB
霍尔电压的正负相反
× 磁场方向
EH RHJB
I
p型
VH
EH
n型半导体
扩散运动
刚接触,扩散
建立内建电场
漂移
扩散=漂移
(达到动态平衡)
当p型半导体和n型半导体接触在一起时,扩散和漂移这一对相反的运 动最终达到平衡,相当于两个区之间没有电荷运动,空间电荷区的厚度 固定不变。在两者的交界面处存在着一个过渡区,通常称为p-n结.