现代电子材料与元器件8
电子元器件与材料试题答案
电子元器件与材料试题答案一、选择题1. 半导体材料的主要特点是（）。
A. 电阻率介于导体和绝缘体之间B. 电阻率随温度变化明显C. 具有压电性D. 具有磁性答案：A2. 下列哪种材料不属于导体（）。
A. 铜B. 铝C. 硅D. 玻璃答案：D3. 集成电路中常用的PNP型晶体管的发射极是（）型半导体制成。
A. N型B. P型C. 既可以是N型也可以是P型D. 无法确定答案：A4. 在电子电路中，电容器的主要作用是（）。
A. 储存电荷和能量B. 阻断直流电，通过交流电C. 放大信号D. 转换能量形式答案：B5. 以下哪个参数是衡量电感器性能的重要指标？（）。
A. 电感值B. 品质因数C. 电阻率D. 频率响应答案：B二、填空题1. 半导体的导电性能可以通过掺杂________或________元素来改变。
答案：五价三价2. 在电子元件中，二极管是一种单向导电的元件，其正向压降通常在________至________之间。
答案：0.6V 1V3. 电解电容器的电解质材料通常使用的是________或________。
答案：酸碱4. 光纤通信的工作原理是利用光的________在光纤内进行传输。
答案：全反射5. 电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不产生________的能力。
答案：不能容忍的电磁干扰三、简答题1. 请简述半导体的工作原理。
答：半导体的工作原理主要是通过控制其内部电荷载流子（电子和空穴）的移动来实现导电性能的改变。
通过掺杂不同类型的杂质，可以增加材料内的自由电子或空穴的浓度，从而改变其导电性。
半导体还可以通过施加电场或光信号来控制电荷载流子的行为，实现对电流的开关控制，这是现代电子器件的基础。
2. 说明电容器的充放电过程。
答：电容器的充电过程是指在电容器两端施加电压时，电荷会在电容器的两个极板上积累，形成一个电场。
随着电荷的积累，电容器两极间的电压逐渐上升，直至等于外加电压。
电子材料与元器件
电子材料与元器件电子材料与元器件是现代电子科技领域中不可或缺的重要组成部分。
电子材料是指用于制造电子器件和元器件的材料，包括半导体材料、导电材料、绝缘材料、磁性材料等。
而元器件则是指利用电子材料制造的各种电子元件，如二极管、晶体管、集成电路等。
本文将从电子材料和元器件的基本概念、分类、应用以及发展趋势等方面进行探讨。
首先，我们来看一下电子材料的基本概念。
电子材料是指在电子器件制造过程中所使用的材料，它们具有特定的电学、磁学、光学、热学等性能，能够满足电子器件对材料性能的要求。
常见的电子材料包括硅、锗、氮化镓、氮化铝、氮化硼等半导体材料，金属铜、铝、铁等导电材料，以及氧化铝、氧化硅等绝缘材料。
其次，电子材料可以根据其性能和用途进行分类。
按照性能分类，可以分为导电材料、绝缘材料、半导体材料、磁性材料等。
按照用途分类，可以分为用于制造电子器件的基本材料和用于制造电子器件的辅助材料。
基本材料包括半导体材料、金属材料、绝缘材料等，而辅助材料包括封装材料、散热材料、连接材料等。
接下来，我们来谈一下元器件。
元器件是利用电子材料制造的各种电子元件，它们是电子电路的基本组成部分，用于实现电路的功能。
常见的元器件包括二极管、晶体管、集成电路、电容器、电阻器等。
这些元器件在电子设备中起着不可替代的作用，广泛应用于通信、计算机、消费电子、医疗器械等领域。
最后，让我们来看一下电子材料与元器件的发展趋势。
随着科学技术的不断进步，电子材料和元器件也在不断发展和创新。
在电子材料方面，新型半导体材料的研发将会推动电子器件的性能提升；在元器件方面，微型化、集成化、高频化、高可靠性将是未来元器件发展的主要趋势。
同时，新型材料和元器件的应用将会推动电子科技领域的发展，为人类社会带来更多的便利和进步。
总的来说，电子材料与元器件作为现代电子科技领域中的重要组成部分，对于推动科技进步和社会发展起着至关重要的作用。
随着科学技术的不断发展，我们相信电子材料与元器件的未来一定会更加美好。
电子材料与元器件课程标准参考
长沙航天学校电子与信息技术专业《电子材料与元器件》课程标准执笔人：曹海波审核人：编制时间：2010年12月2日《电子材料与元器件》课程标准一、基本信息1.课程名称：电子材料与元器件课程编码：2.适应对象：电子与信息技术专业3.总学时：120课时学分：4.教学条件：多媒体教室+电子实验室5.建设团队：《电子材料与元器件》精品课程组6.审定机构：7.审定日期：二、课程理念1.课程定位通过对湖南及周边地区电子企业的深入调研，我校电子与信息技术专业的专业面向为长沙市及周边地区与电磁控制设备配套的电子产品设计与开发、生产与管理、检测与维护等职业岗位(群)，因此我们将本专业人才培养目标确定为：面向长沙及周边地区电磁装备制造等电子技术应用领域生产、建设、管理和服务第一线，掌握电磁装备行业职业岗位所需的基础知识和专业技能，具备较强的电子产品应用开发、生产管理、组装调试和维修服务的能力，具有良好的职业道德、诚信品质、团队精神和创新素质，德、智、体、美全面发展的高素质技能型专门人才。
（1）本课程在人才培养中的地位本课程是电子与信息技术专业一门必修的职业能力核心课程，也是电子信息类专业行业通用能力核心课程，是为从事电磁装备配套的电子产品的开发和生产岗位培养具有电子产品设计、制作、调试等综合能力的专业核心课程。
（2）本课程在人才培养方案中的安排先导课程是《电工基础》、《电子技术》；同步课程是：《电子产品与试验》；后续课程：《单片机原理》、《印制电路板设计与制作》、《电子工艺》以及顶岗实习、毕业设计等环节。
（3）课程作用本课程的开设让学生全面了解常用电子材料与元器件的性能和作用及其应用，具备“电子产品检测与维修员”的职业能力。
教学内容包含了工业生产中所使用的电子材料与元器件的全部内容，是培养学生综合性能力的重要平台，对电子与信息技术专业学生职业岗位能力和职业素质养成起到主要支撑作用。
2．课程设计理念按照“对接产业，校企合作办学；服务地方，工学结合育人”的办学思路，本课程整体设计的思路是：以长沙市威盛电子有限公司、红太阳集团等多家与电子行业相关的企业为依托，以校企共建为基础，以校内“双师型”教师和企业兼职教师为主导，以工作过程和典型工作任务为导向，以项目任务为载体，以学生的综合职业能力培养和可持续发展为目标，建构基于工作过程的模块化项目课程，充分体现课程教学过程开放性、职业性和实践性。
电子元器件知识
电子元器件知识电子元器件是一种非常重要的物理器件，它们在现代电子系统中扮演着至关重要的角色。
电子元器件是电子设备的基础，没有这些器件，我们现在接触的高科技产品是无法实现的。
电子元器件是将电路的各个部分组合在一起实现特定功能的零部件，理解元器件的类型和功能对于设计电路和维护电子设备的人来说是必不可少的知识。
一、分类和特点1、半导体器件半导体器件在现代电子设备中占据了很大的份额，比如晶体管和集成电路等。
半导体器件是在半导体材料中掺杂少量的杂质来改变它的电性质而制成的。
它们主要的特点是电阻随着电压的变化而变化，还可以控制电流。
半导体器件主要包括：（1）二极管：一种只能带电流一个方向的元器件。
（2）三极管：一种用于放大和开关电路的元器件。
（3）场效应管：一种电子器件，用于控制电流。
2、真空器件真空器件是将电子应用于真空环境中的设备。
这些器件使用空气中的电离来发射电子。
真空器件的主要特点是使用真空管技术来控制电子流动。
真空器件主要包括：（1）电子管：传统真空电子器件。
（2）魔镜管：一种数字化电子器件。
（3）光电管：一种检测光线的电子器件。
3、电容器件电容器是储存电荷的一种设备。
电容器的主要特点是它们可以储存电能和释放电能，这种电能与电容器内的电荷密度有关。
电容器的内部有两个电极，其间有绝缘材料，使电荷在电容器内平衡。
电容器主要包括：（1）电解电容器：一种使用电解质的电容器。
（2）电容继电器：一种使用悬浮传送电荷的开关元器件。
（3）固定电容器：一种封装电容器。
二、应用1、电磁炉电感器件是电磁炉的重要部分，它们控制电磁场并将电能转换为热能。
放置在电磁炉控制器中的晶体管转换器控制了电力，以便适应各种食物。
2、电脑晶体管是电脑的基本部件。
计算机使用了成千上万的晶体管来执行其命令。
在CPU 中，晶体管与电容器结合使用，在数据上排列& 算术运算。
3、电子手表电池驱动的电子电路为手表提供了能量。
在电路中，一个晶体管控制了手表上的步进电机，这使得它能够计时。
电子信息材料与器件
电子信息材料与器件随着科技的不断进步和电子信息领域的迅速发展，电子信息材料与器件成为了现代社会不可或缺的重要组成部分。
本文将从电子信息材料的分类、特性以及常见的器件进行论述，以帮助读者更好地了解这一领域。
一、电子信息材料的分类电子信息材料按其性质和用途可分为导电材料、绝缘材料和半导体材料三大类。
1. 导电材料导电材料具有良好的导电性能，广泛应用于电极、导线等电子元器件中。
常见的导电材料有金属材料，如铜、铝、银等，以及导电聚合物等复合材料。
导电材料通常表现出低电阻、高导电率等特性。
2. 绝缘材料绝缘材料具有良好的绝缘性能，常被用于阻止电流的流动，以保证电子器件的正常工作。
例如，绝缘材料常用于电子线路的绝缘层和外包装中。
传统的绝缘材料包括陶瓷、塑料等。
3. 半导体材料半导体材料是介于导体和绝缘体之间的一类材料。
它具有特殊的导电性质，能够根据外界条件被控制地改变导电性能。
半导体材料被广泛应用于集成电路、发光二极管（LED）、太阳能电池等众多电子器件中。
典型的半导体材料有硅（Si）和锗（Ge）。
二、电子信息材料的特性电子信息材料具有多种特性，下面将介绍其中的几个重要特性。
1. 电阻率电阻率是材料电阻与材料几何尺寸的比值，通常以Ω·m为单位。
电子器件中常使用低电阻率的导电材料，以减小电流的损耗和能量消耗。
2. 热导率热导率是材料传导热量的能力，通常以W/(m·K)为单位。
热导率高的材料可以有效地散热，保证电子器件的稳定性和性能。
3. 介电常数介电常数描述了材料对电场的响应能力。
它决定了绝缘材料的电绝缘性能和介质材料的电容性能。
介电常数越大，材料的绝缘性能越好。
4. 磁导率磁导率是材料磁场响应的能力，它描述了材料对磁场的导磁性能。
磁导率高的材料通常用于电感器件和磁记忆器件等应用中。
三、常见的电子器件电子信息材料与器件密切相关，下面将介绍几种常见的电子器件及其应用。
1. 晶体管晶体管是一种控制电流流动的器件，常用于电子电路的放大和开关控制。
proteus8常用元器件名称
Proteus是一款广泛用于电子电路设计和仿真的软件，它提供了丰富的元器件库，使得用户可以方便地进行电路设计和仿真。
在Proteus 中，有许多常用的元器件，它们是电子电路设计中不可或缺的组成部分。
下面我们将介绍一些Proteus8常用的元器件名称。
1. 电阻（Resistor）电阻是电子电路中常见的元器件之一，它的作用是限制电流的流动，阻碍电路中的电子流动。
在Proteus中，可以找到各种不同阻值的电阻，方便用户根据实际需求进行选择。
2. 电容（Capacitor）电容是一种在电路中储存电荷的元件，它可以存储并释放电荷，用于稳压、滤波、解耦等功能。
在Proteus中，有多种类型的电容可供选择，如贴片电容、铝电解电容等。
3. 电感（Inductor）电感是一种储存磁能量的元件，它在电路中具有滤波、抑制高频干扰等功能。
Proteus中提供了多种类型的电感供用户选择，如线圈电感、铁氧体电感等。
4. 二极管（Diode）二极管是一种具有单向导电性质的元件，它在电子电路中常用于整流、稳压等功能。
Proteus中包含了各种类型的二极管，如普通二极管、肖特基二极管、肖特基势垒二极管等。
5. 晶体管（Transistor）晶体管是一种用于放大、开关、调节电流的元件，它在现代电子电路中起着重要作用。
Proteus中提供了各种类型的晶体管，如双极型晶体管、场效应晶体管等。
6. 操作放大器（Operational Amplifier）操作放大器是一种用于放大信号的集成电路，它在电子电路设计中广泛应用。
在Proteus中，有多种型号的操作放大器可供选择，如通用型操作放大器、高速运算放大器等。
7. 逻辑门（Logic Gate）逻辑门是一种用于逻辑运算的元件，它在数字电路中起着至关重要的作用。
Proteus中包含了多种类型的逻辑门，如与门、或门、非门等，方便用户进行数字电路的设计与仿真。
8. 时钟电路（Clock Circuit）时钟电路是一种用于产生稳定的时钟信号的电路，它在数字系统中广泛应用。
电子行业常用电子元器件大全
电子行业常用电子元器件大全简介在电子行业中，使用各种各样的电子元器件是非常常见的。
这些电子元器件可以说是电子设备的基石，起到了连接、调节和控制的重要作用。
本文将介绍一些电子行业中常见的电子元器件，帮助读者对电子元器件有更深入的了解。
一、电阻器（Resistor）电阻器是电子电路中最基本的被动元件之一，它的主要作用是限制电流的流动。
电阻器的阻值可以根据实际需求来选择，常见的有固定电阻器和可变电阻器两种。
1. 固定电阻器固定电阻器是最常见的电子元器件之一，通常由炭陶瓷等材料制成。
它的阻值是固定的，不可调节，用于限制电路中的电流和分压。
2. 可变电阻器可变电阻器也被称为电阻器，其阻值可以根据需要进行调节。
常见的可变电阻器有旋钮式和拉线式两种，用于调节电路中的电阻值，以实现对电流的调节。
二、电容器（Capacitor）电容器是一种以两个不导电材料之间的电介质为媒介的元器件。
电容器主要用于储存和释放电荷，并在电路中充当电流的分配器。
1. 电解电容器电解电容器是常见的极性电容器，根据极性连接正负极。
电解电容器具有大容量和较高的电压稳定性，常用于电源滤波和能量存储电路。
2. 陶瓷电容器陶瓷电容器是一种非极性电容器，通常由瓷土制成。
它具有体积小、频率特性好等特点，常见于振荡电路和调谐电路中。
三、二极管（Diode）二极管是一种电子元器件，它具有单向导电性。
二极管通常由半导体材料制成，在电路中常用于整流和开关电路。
1. 整流二极管整流二极管也被称为二极管，主要用于将交流电信号转换为直流电信号。
它具有低压降和高反向击穿电压，适用于高频电路和电源供电电路。
2. 射频二极管射频二极管是一种特殊用途的二极管，主要用于射频和微波电路中。
它具有较高的频率特性和快速开关速度，适用于高频放大器和调制解调器等设备。
四、晶体管（Transistor）晶体管是一种半导体器件，可以放大和控制电流。
它是现代电子器件中最重要的组成部分之一，常用于放大、开关和振荡电路中。
电子行业电子材料与元器件
电子行业电子材料与元器件1. 介绍电子行业是现代社会中不可或缺的一部分，而电子材料与元器件是电子行业的基础。
本文将介绍电子材料与元器件的基本概念、分类及其在电子行业中的应用。
2. 电子材料2.1 电子材料的定义电子材料指的是在电子行业中用于制造电子产品的材料。
它们具有特殊的物理、化学特性，能够满足电子产品的功能要求。
2.2 电子材料的分类常见的电子材料可以分为以下几类：•半导体材料：如硅、锗等。
半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的导电特性，广泛应用于集成电路和光电器件等领域。
•金属材料：如铜、铝等。
金属材料具有良好的导电性能，常用于连接器、导线等电子元器件中。
•绝缘材料：如塑料、陶瓷等。
绝缘材料具有良好的绝缘性能，可用于电子元器件的绝缘衬底和外壳等部分。
•功能材料：如发光材料、磁性材料等。
功能材料能够赋予电子元器件特殊的功能，如显示器件中的发光材料和磁盘驱动器中的磁性材料。
2.3 电子材料的制备与性能电子材料的制备方式多种多样，包括化学合成、物理沉积、机械加工等方法。
制备出的电子材料应具备一定的物理性能，如导电性、绝缘性、发光性、磁性等，并且要满足电子元器件制造的工艺要求。
3. 电子元器件3.1 电子元器件的定义电子元器件是由电子材料制造而成，用于电子产品中的功能部件。
它们根据功能可分为被动元器件和主动元器件两大类。
3.2 被动元器件被动元器件是指在电路中不参与能量放大或者信号处理的元器件，主要用于对电路中电流、电压进行调整、分配以及保护等功能。
常见的被动元器件包括电阻器、电容器、电感器等。
3.3 主动元器件主动元器件是指能够对电流或电压进行控制，参与信号放大和处理的元器件。
常见的主动元器件包括二极管、晶体管、操作放大器等。
3.4 电子元器件的应用电子元器件广泛应用于各类电子产品中，包括通信设备、计算机、消费电子产品等。
它们承担着信号处理、功率放大、开关控制等重要功能，是电子产品实现各种功能的关键组成部分。
什么是半导体器件有哪些常见的半导体器件
什么是半导体器件有哪些常见的半导体器件半导体器件是指由半导体材料制成的用于电子、光电子、光学和微波等领域的电子元器件。
它具有半导体材料固有的特性，可以在不同的电压和电流条件下改变其电子特性，从而实现电子器件的各种功能。
常见的半导体器件有以下几种：1. 二极管（Diode）：二极管是最简单的半导体器件之一。
它由一个P型半导体和一个N型半导体组成。
二极管具有单向导电性，可以将电流限制在一个方向。
常见的二极管应用包括整流器、稳压器和光电二极管等。
2. 晶体管（Transistor）：晶体管是一种电子放大器和开关器件，由三层或两层不同类型的半导体材料构成。
晶体管可分为双极型（BJT）和场效应型（FET）两种。
它广泛应用于放大器、开关电路和逻辑电路等领域。
3. MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）：MOSFET是一种常用的场效应晶体管。
它具有低功耗、高开关速度和可控性强等特点，被广泛应用于数字电路、功率放大器和片上系统等领域。
4. 整流器（Rectifier）：整流器是一种将交流电转换为直流电的器件。
它主要由二极管组成，可以实现电能的转换和电源的稳定。
整流器广泛应用于电源供电、电动机驱动和电子设备等领域。
5. 发光二极管（LED）：发光二极管是一种能够将电能转换为光能的器件。
它具有高亮度、低功耗和长寿命等特点，被广泛应用于照明、显示和通信等领域。
6. 激光二极管（LD）：激光二极管是一种能够产生相干光的器件。
它具有高亮度、窄光谱和调制速度快等特点，广泛应用于激光打印、激光切割和光纤通信等领域。
7. 三极管（Triode）：三极管是晶体管的前身，它由三层不同类型的半导体材料构成。
三极管可以放大电流和电压，被广泛应用于放大器、调制器和振荡器等领域。
8. 可控硅（SCR）：可控硅是一种具有开关特性的器件。
它可以控制电流的导通和截止，广泛应用于交流电控制、功率调节和电能转换等领域。
9. 电压稳压器（Voltage Regulator）：电压稳压器是一种用于稳定输出电压的器件。
电子材料与元器件介绍
以电子学和光电子学为代表的信息产业已成为当今知识经 济时代国民经济和社会发展的战略性基础产业和支柱产业。 而电子功能材料与器件则是电子学和光电子学的重要物质 基础与先导。
电子信息材料是指以电子或光子为载体、用于制造各种电 子及光电子元器件、半导体集成电路、纳米电子器件、磁 性元器件、电子陶瓷器件等的材料。
6
基于光电子材料
1960年出现第一台红宝石激光器。 固态激光器（包括固体激光器和半导体激光器），
A1GaAs半导体激光器和lnGaAsP半导体激光器。 1991年提出和发现光子晶体。
光子晶体是一种介质或金属材料在空间呈周期性排列 并能自由控制光的人造晶体。光子晶体内部的光学折 射率呈周期性分布。
同时又是一种多学科交叉的学科，涉及到电子技术、光学、 物理化学、固体物理学和工艺技术等多学科知原理并不排斥通过操纵单个原 子来制造物质。这样做并不违反任何 定理，而且原则上是可以实现的。毫 无疑问，当我们得以对细微尺度的事 物加以操纵的话，将大大扩充我们可 能获得物性的范围 。 ---费曼,1959
随着电子学向光电子学、光子学迈进，微电子材料 在未来10～15年仍是最基本的信息材料，光电子材 料、光子材料将成为发展最快和最有前途的信息材 料。
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1 硅基半导体材料
硅单晶研发的主要方向：提高硅集成电路成品率、性能，降 低成本，增大直拉硅单晶的直径，解决缺陷等。
2013年进入32纳米技术代，栅长13nm；2016年进入22纳米技 术代，栅长9nm；2022年栅长将是4.5nm。
半导体芯片上晶体管数量及特征尺寸的变化趋势 3
以半导体材料为载体 摩尔定律
18个月，IC集成晶体管数目翻倍 18个月，IC产品性能提高一倍 18个月，相同性能产品降价一半
电子功能材料与元器件名词解释
电⼦功能材料与元器件名词解释名词解释形状记忆合⾦：形状记忆效应是指具有⼀定形状的固体材料，在某种条件下经过⼀定的塑性变形后，加热到⼀定温度时，材料⼜完全恢复到变形前原来形状的现象。
即它能记忆母相的形状。
具有形状记忆效应的合⾦材料即称为形状记忆合⾦。
热弹性马⽒体相变：在某些合⾦材料中会出现⼀种叫做热弹性马⽒体的晶相组织，这种组织的特点是：它的相变驱动⼒很⼩，很容易发⽣相变。
它能随着温度的升⾼⽽弹性地缩⼩或长⼤，故称其为“热弹性马⽒体”。
约瑟夫逊（Josephson）效应：约瑟夫逊从理论上对于超导体－势垒－超导体的情况进⾏了认真的计算。
得出了⼀系列难以想象的结果：在势垒两边电压为零的情况下，电⼦对能够以隧道效应穿过绝缘层，产⽣直流超导电流，此现象叫直流约瑟夫逊效应(d.c. Josephson effect)。
超导隧道结这种能在直流电压作⽤下，产⽣超导交流电流，从⽽能辐射电磁波的特性，称为交流约瑟夫逊效应。
注：把右侧正常⾦属改成超导体迈斯纳效应：处于超导状态时，超导体内部磁感强度为零。
这种现象称为迈斯纳效应超晶格：超晶格材料是由两种或两种以上性质不同的薄膜相互交替⽣长并⽽形成的多层结构的晶体，在这种超晶格材料中，由于⼈们可以任意改变薄膜的厚度，控制它的周期长度。
⼀般来说，超晶格材料的周期长度⽐各薄膜单晶的晶格常数⼤⼏倍或更长，因⽽取名“超晶格”。
组分超晶格：超晶格材料的⼀个重复单元由两种不同材料组成，其电⼦亲和势、禁带宽度均不相同。
掺杂超晶格：若在同⼀半导体材料中，⽤交替改变掺杂类型的⽅法形成的超晶格称为掺杂超晶格。
应变超晶格：当两种不同材料构成超晶格时，若两种材料晶格常数相差较⼤时，会在界⾯处产⽣缺陷，得不到好的超晶格材料。
但是，当多层薄膜厚度⼗分薄时，晶体⽣长时会产⽣很少的缺陷，即是在弹性形变限度内，晶格本⾝的应变使缺陷消除，可制备好的超晶格材料－－应变超晶格材料压电效应：当对某些晶体在某些特定⽅向上加⼒时，在施⼒⽅向的垂直平⾯上出现正、负束缚电荷，这种现象称为压电效应。
电子元器件介绍与功能解析
电子元器件介绍与功能解析引言：电子元器件是电子技术中不可或缺的一部分，它们承担着各种不同的功能和任务。
从最简单的电阻到复杂的微处理器，电子元器件的种类和功能多种多样。
在本文中，我们将介绍几种常见的电子元器件，并详细解析它们的功能。
一、电阻电阻是一种常见的电子元件，它的主要功能是限制电流的流动。
电阻的阻值是其特定性能的衡量指标，用欧姆（Ω）来表示。
通过不同大小的电阻，我们可以调节电流的强度和方向，使电流在电路中以所需的方式流动。
二、电容电容是存储电荷的元件，它的主要功能是储存和释放电能。
电容器由两个导体板（一般为金属板）之间隔开一层绝缘材料组成。
当电容器连接到电源时，它会储存电荷，并在断开电源后释放这些储存的电荷。
电容的容量用法拉第（F）来表示。
三、电感电感是一种储存和释放磁能的元件，它的主要功能是改变电流的大小和方向。
电感器通常由一个线圈组成，当电流通过线圈时，会产生磁场，进而储存能量。
当电源断开时，储存的能量会以反向的形式释放。
电感器的单位是亨利（H）。
四、二极管二极管是一种具有单向导通性的元件，它由两个层状半导体材料构成。
二极管的主要功能是将电流引导到一个方向，并将其封锁在另一个方向。
当电压施加在二极管上时，它会使其中一种材料变得导电，而另一种材料变得隔离。
二极管被广泛用于整流、开关和保护电路。
五、晶体管晶体管是一种用于放大和开关电子信号的三层半导体器件。
它的主要功能是将小信号放大成大信号。
晶体管具有三个层状半导体材料，分别为发射极、基极和集电极。
通过在基极上施加电压，可以控制发射极和集电极之间的电流。
晶体管被广泛应用于放大器、开关和逻辑门等电子设备中。
六、集成电路集成电路是由数十至数亿个电子元件组成的微小芯片。
它的主要功能是将复杂的电子电路集成到一个小的芯片上。
集成电路可以实现计算、存储、通信和控制等各种功能。
根据规模的不同，集成电路可以分为小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）等。
电子材料与元器件
电子材料与元器件电子材料与元器件是电子工程领域的重要组成部分，被广泛应用于各种电子设备中。
电子材料主要用于制造元器件，而元器件则是构成电子设备的基本组成部分。
电子材料包括半导体材料、导电材料、绝缘材料和磁性材料等。
其中，半导体材料是电子元器件制造中最为重要的一类材料。
半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的导电特性，可以通过施加外加电压来控制电流的流动。
常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等。
导电材料包括金、银、铜等金属材料，用于传导电流。
绝缘材料则用于隔离电路中的电流，常见的绝缘材料有玻璃纤维、陶瓷等。
磁性材料则具有的特殊的磁化性能，广泛应用于电子元器件中。
元器件则是电子设备中的功能性部件。
常见的元器件有电阻、电容、电感、二极管、晶体管、集成电路等。
电子元器件根据功能的不同被分为被动元器件和主动元器件。
被动元器件如电阻、电容、电感等不具备放大和开关功能，主要用于控制电路中的电阻、电容、电感等物理量。
而主动元器件如二极管、晶体管、集成电路等具备放大和开关功能，可以对电路中的信号进行放大、开关等控制动作。
电子材料与元器件的发展与进步促进了电子技术的快速发展。
随着科技的进步，电子材料正朝着更高性能、更小尺寸、更低功耗的方向发展。
例如，半导体材料的尺寸正不断缩小，电子器件的工作频率不断提高。
同时，新的材料如有机材料、纳米材料等也在电子材料领域广泛研究和应用。
电子材料与元器件的应用范围非常广泛，涵盖了电子通信、计算机、消费电子、医疗设备、航天航空等领域。
电子材料与元器件的性能和可靠性直接关系到整个设备的性能和可靠性。
因此，在电子工程领域，对电子材料与元器件的研究和应用是十分重要的。
总之，电子材料与元器件作为电子工程领域的重要组成部分，对电子设备的性能和可靠性有着直接的影响。
随着科技的不断发展，电子材料与元器件的研究与应用也在不断进步，为电子技术的发展提供了强大的支持。
电子行业电子元器件及材料
电子行业电子元器件及材料1. 介绍电子行业是一个重要的制造业领域，它涉及到许多不同种类的电子元器件和材料。
这些电子元器件和材料是构成电子产品的基础，它们在电子设备中起着非常重要的作用。
在电子行业中，电子元器件包括了各种电子元件、集成电路、传感器、显示屏和光电子器件等。
这些元器件具有不同的功能和特性，可以用于不同的电子设备中。
电子材料是电子行业中另一个重要的组成部分，它们是用于制造电子元器件的基础材料。
常见的电子材料包括金属、半导体材料、绝缘材料和陶瓷材料等。
2. 电子元器件2.1 电子元件电子元件是电子行业中最基本的构成部分。
常见的电子元件包括电阻器、电容器、电感器和二极管等。
它们是电路中的基本组成部分，可以用于控制电流、电压和频率等。
2.1.1 电阻器电阻器是一种用于控制电流的元件。
它的主要功能是通过产生电阻来限制电流的流动。
电阻器的电阻值可以根据需要进行选择，常见的电阻值有几个级别，如欧姆（Ω）、千欧姆（KΩ）和兆欧姆（MΩ）等。
电阻器可以用于各种不同的电路中，如功率放大电路、滤波电路和稳压器等。
2.1.2 电容器电容器是一种用于储存电荷的元件。
它的主要功能是通过两个导体之间的电场来储存电荷。
电容器的容量值可以根据需要进行选择，常见的容量值有几个级别，如微法（μF）、毫法（mF）和法（F）等。
电容器可以用于各种不同的电路中，如振荡器、滤波器和耦合器等。
2.1.3 电感器电感器是一种用于储存磁能的元件。
它的主要功能是通过导体中的电流来产生磁场，并将磁场储存在元件中。
电感器的感值可以根据需要进行选择，常见的感值有几个级别，如亨利（H）、毫亨（mH）和微亨（μH）等。
电感器可以用于各种不同的电路中，如滤波器、变压器和振荡器等。
2.1.4 二极管二极管是一种具有非线性电阻特性的元件。
它的主要功能是将电流只能在一个方向上通过，不允许电流在反向方向上通过。
二极管常用于电路中的整流和开关等应用。
2.2 集成电路集成电路是现代电子行业中的重要组成部分。
电子元件与材料
电子元件与材料电子元件与材料在现代电子工业中起着重要的作用。
本文将从电子元件和材料的定义、种类及应用领域等方面来探讨这个话题。
一、电子元件电子元件是指能够控制电流和电压的器件，用于构成电路并实现特定功能。
电子元件可以分为被动元件和主动元件两大类。
1. 被动元件被动元件是指不具备放大功能的元件，主要用于传输和转换电能。
常见的被动元件包括电阻器、电容器和电感器等。
电阻器用来限制电流的流动，电容器用来储存电荷，电感器则用来储存磁能。
2. 主动元件主动元件是指具备放大功能的元件，常用于放大电流和电压。
最常见的主动元件是晶体管，它能够放大小信号并实现开关功能。
其他常见的主动元件包括二极管和三极管等。
二、电子材料电子材料是制造电子元件的原材料，其性能直接影响元件的品质和性能。
电子材料可以分为导电材料、绝缘材料和半导体材料三大类。
1. 导电材料导电材料具备良好的导电性能，能够传输电流和电荷。
金属是最常用的导电材料，因其电子可自由运动。
铜和银是电子元件中常用的导电材料，它们导电性能好而且成本低廉。
2. 绝缘材料绝缘材料被用于隔离导电材料和控制电流的流动。
常见的绝缘材料包括塑料、陶瓷和玻璃等。
它们具备良好的绝缘性能，能够阻止电流的流动。
3. 半导体材料半导体材料具备介于导电材料和绝缘材料之间的特性，其电导率介于导体和绝缘体之间。
最常见的半导体材料是硅和锗。
半导体材料可通过加入杂质来改变其导电性能，实现电子元器件的控制和放大功能。
三、电子元件与材料的应用电子元件和材料在各个领域都有广泛的应用。
1. 通信领域电子元件和材料在通信领域起着关键的作用。
如手机、电视机、无线网络设备等都离不开电子元件的支持。
电子材料的特性和性能对电子产品的信号传输和接收起着决定性的影响。
2. 电力领域电子元件和材料在电力领域中用于发电、输电和配电等重要环节。
电力变压器、电力电容器等都需要依赖电子元件和材料来实现能量的转换和传输。
3. 汽车工业现代汽车中几乎使用了数以千计的电子元件和材料。
电子功能材料与元器件：1-1 材料与功能材料的分类
1293.2：发（质现子轰中击L子i） 及轻原素裂变
7
1
8
4
4
3.重L元i 素H 裂（变Be及） 链H式e 反He应发出1690万eV
3
1
4
2
2
30万eV
860万eV
5.高新技术及其应用材料的典型例子 LOGO
2 中子的发现轻元素的裂变
1932年，英国的查德威尔：α粒子轰击Be，发现了中子。
1934年，居里夫妇：α粒子轰击Al
27
4
30 1
Al He P n(中子)
13
2
15 0
28
1
1
Si H n
3 重核裂变及链式反应 14
1
0
费米
哈恩
5.高新技术及其应用材料的典型例子 LOGO
5.高新技术及其应用材料的典型例子 LOGO
我国进行的 原子弹实验
5.高新技术及其应用材料的典型例子 LOGO
秦山核电站
5.高新技术及其应用材料的典型例子 LOGO
合成纤维（锦纶、腈纶、涤纶、丙纶、维纶等） 合成橡胶（丁苯、氯丁、丁腈、聚氨酯、氟橡胶、硅橡胶等） 合成塑料（聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龙、聚砜等） 合成胶黏剂和涂料（聚氨酯、环氧-丁腈、酚醛-缩醛） 部分液晶（近晶型、项列型、胆甾型）
2. 材料的分类
LOGO
四、按材料功能用途分类
结构材料：具有较好的力学性能（比如强度、韧性及 高温性能等等）、可用作结构件的材料，它主要利用 的是材料或制品机械结构的强度性能。例如，利用材 料机械结构刚度的建筑材料及工程材料，如水泥制品、 建筑陶瓷等等。
1-1 材料与功能材料的分类
1. 材料科学的重要性
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现代电子材料与元器件8
8.5 磁畴
n 4 磁化曲线与磁滞回线
q 依磁滞回线形状及其特点分类， 磁性材料可分为以下五种
q 软磁材料 q 硬磁材料 q 矩磁材料 q 压磁材料 q 旋磁材料
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现代电子材料与元器件8
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2020/11/23
现代电子材料与元器件8
概述
n 磁性的来源
•电荷的运动是一切磁现象的根源。
•电子轨道运动产生电子轨道磁矩 •电子自旋产生电子自旋磁矩 •原子核由于其自身的自转也具有核磁矩，但非常小
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8.3 磁性的分类
n 物质磁性分类的原则
q 磁畴壁是一个有一定厚度的过渡层， 在过渡层中磁矩方向逐渐改变
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8.5 磁畴
n 1 磁畴与畴壁
q 磁畴的产生是自发磁化平衡分布要满足能量最小原理的 结果。
n 铁磁体内的五种相互作用能
n 电子自旋之间的交换能 Eex n 铁磁晶体的磁晶各向异性能 Ek，由晶体场与轨道电子间的作用
q A. 是否有固有原子磁矩？
q B. 是否有相互作用？ q C. 是什么相互作用？ n 物质磁性的分类 q 抗磁性：没有固有原子磁矩
•每一种材料至少表现 出其中一种磁性，这 取决于材料的成分和 结构。
q 顺磁性：有固有磁矩，没有相互作用
q 铁磁性：有固有磁矩，直接交换相互作用
q 反铁磁性：有固有磁矩，间接交换相互作用
“0”。
•图8.31 磁心存储器原理
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8.7 磁性材料
n 3 矩磁材料
q 磁心存储器的工作原理
q 在读出信息时，可通入-Im电流脉冲， 如果原来存入的信号是“0”，则磁感应 强度的变化由-Br→-Bm，变化很小，感 应电压也很小，相当于没有信号电压输 出，表示输出为零。而原有信号为“1” 时，则磁感应强度由Br→-Bm，变化很 大，故有明显的电压信号输出。这样， 根据磁感应电压的大小，就可判断磁心 所存储的信息。
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8.4 铁磁交换作用
n 1 磁相互作用
q
直接交换相互作用 ••—它—来过源渡于金量属子和力合学金全同粒子系的特性，
即来源于电子之间的交换，能发生交换
q 超交换相互作用 •绝作大用多的数电反子铁之磁间物需质要和电亚子铁云磁或物轨质道都有是较非导
q
双交换相互作用
电 •—多的—的化化交合合迭物物。，结阳构离的子反的铁近磁邻物都质是和阴亚离铁子磁，物因质 而金属磁性离子的电子壳层之间已不可能存
q RKKY相互作用 •——在稀着土交金迭属，1934年提出离子晶体中的交换作
用可以通过阴离子的激发态（自旋磁矩不为 •稀土元素的磁矩来自内层零4）f 电来子间，接它完的成外。层有5s、5p、5d、6s 电子做 屏蔽，两个稀土离子的 4f 电子之间很难产生直接交换作用。局域电子
之间通过传导电子作媒介而产生交换作用的机制很适合于解释稀土金属
q 被磁化的非闭合磁体将在磁体两端产生磁荷，如果磁性体内 部磁化不均匀，还将产生体磁荷，面磁荷和体磁荷都会在磁 性体内部产生磁场，其方向和磁化强度方向相反，有减弱磁 化的作用，这一磁场称为退磁场。显然，磁性体在磁化过程 中，因为受到自身退磁场的作用，将产生退磁场能。
q 退磁能的存在是自发磁化后的强磁体出现磁畴的主要原因。 q 磁畴的数目和尺寸形状等由退磁场能和磁畴壁能的平衡条件
8.7 磁性材料
3 矩磁材料
矩磁材料的矫顽力也很小，与软磁相似， 它的特点是滋滞回线呈矩形。
由于矩磁材料主要用于磁记录和磁存储 技术方面，所以又叫做磁记录与磁存储 材料。
剩磁比：Br/Bm来表征回线的矩形程度— —开关矩形比
剩磁比： B-Hm/2/Bm (或简写为B-1/2/Bm)— —记忆矩形比
n 对于大多数铁磁性材料来说，在不太强的磁场中 （103~104A/m，）就可以磁化到饱和磁化状态。
q 磁化率数值很大，χ~1−105，并且是温度和磁场的函数。
q 存在磁性转变的特征温度－Curie 温度，温度低于Curie 温度 时呈铁磁性；高于Curie 温度时表现为顺磁性，其磁化率温 度关系服从Curie-Weiss 定律。
•磁性材料的磁化，实质上是材料受外磁场的作用，其内部 的磁畴结构发生变化。
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8.5 磁畴
n 4 磁化曲线与磁滞回线
q 磁滞
•将外磁场强度H减小，磁化强度M 将不再按照原来的初始磁化曲线减 小，而是更加缓慢地沿较高的磁化 强度M减小。 •这是因为发生刚性转动的磁畴方向 保留了外磁场方向。即使外磁场强 度等于零时，M≠0。这种磁化曲线 与退磁曲线不重合的性质称为磁化 的不可逆性。 •磁化强度M的改变滞后于磁场强度 H的现象称为磁滞现象。
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8.5 磁畴
n 4 磁化曲线与磁滞回线
q 磁化曲线
M(B)与H的变化关系 开始M的增加比较缓慢 后来增加较快 最后达到Ms(饱和磁化强度) 纵坐标改为磁感应强度B，
则对应于平衡值Ms的磁感应 强度值称为饱和磁感应强度 (Bs）
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8.5 磁畴
q 另外，晶体中应力分布不均匀也是原因之一。在应力急剧变 化的地方，磁化矢量的方向也随之变化，产生磁畴。
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8.5 磁畴
n 3 畴壁的分类
q 理论和实验都证明，在两个相邻磁畴之间原子层的自旋 取向由于交换作用的缘故，不可能发生突变，而是逐渐 的变化，从而形成一个有一定厚度的过渡层，称为畴壁 。
q 亚铁磁性：有固有磁矩，间接交换相互作用
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8.3 磁性的分类
n 1 抗磁性
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8.3 磁性的分类
n 2 顺磁性
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8.3 磁性的分类
n 3 铁磁性
q 具有高的饱和磁化强度，因而表现出很强的磁性。
决定。
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8.5 磁畴
n 2 磁畴的形成
q 在铁磁体中，交换作用使晶体自发磁化，磁化强度的方向沿 着晶体内的易磁化轴，这样就使铁磁晶体内交换作用能和磁 晶各向异性能都达到极小值。但因晶体有一定的大小与形状 ，整个晶体均匀磁化的结果，必然产生磁极，磁极的退磁场 增加了退磁能 (1/2)NMs2。为了减少退磁场能，晶体分为若干 磁畴，这是磁畴形成的主要原因。
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8.5 磁畴
n 4 磁化曲线与磁滞回线
q 磁滞回线
n 1)饱和磁化强度Ms n 2)剩余磁化强度Mr
•剩磁是反磁化过程中不可逆磁化的标志， 其大小取决于材料从饱和磁化降到H=0的 反磁化过程中磁畴结构的变化，与磁各相 异性、晶体的缺陷等有关。
n 3)矫顽力Hc
•图8.31 磁心存储器原理
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8.7 磁性材料
n 3 矩磁材料
q 要求： n ①剩磁比要高，特殊情况下还要求B-1/2/Bm要高； n ②矫顽力要小； n ③开关系数要小； n ④损耗低； n ⑤对温度、振动等外界因素的时间稳定性要好。
q 铁氧体材料形成矩形磁滞回线的条件是结晶各向异性和应力 各向异性。一般密度高、晶粒均匀、结晶各向异性较大的尖 晶石型铁氧体都可制成磁性能较好的矩磁材料。
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8.7 磁性材料
n 3 矩磁材料
q 磁心存储器的工作原理
q 利用矩磁材料具有矩磁磁滞回线的特性，
与饱和磁感应强度Bm大小相近的两种 剩磁状态+Br和-Br分别代表“l”和“0”
q 当输入一个+Im电流脉冲时，相当于磁 心受到+Hm磁场的激励而被磁化到+Bm。 脉冲过后，磁心保留+Br状态，表示存 入信号“1”。反之，输入-Im电流脉冲 时，磁心保留-Br状态，表示存入信号
、电子的轨道磁矩与自旋磁矩间作用的耦合效应所造成的；
n 磁性与弹性的相互作用能Eσ，包括磁弹性能与应力能； n 外磁场能EH n 退磁场能Ed，铁磁体被磁化后在其表面或内部不均匀处产生的
磁荷在铁磁体内产生退磁场，退磁场与铁磁体磁化强度的作用 能。
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8.5 磁畴
n 1 磁畴与畴壁
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8.8 磁性元器件
n 2 磁光存储
q 磁光存储是数字数据存储技术中很有效的技术手段 之一。磁光盘上具有很多同圆心的磁轨，每个磁轨 上又可划分成若干个的片段或单元。
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8.4 铁磁交换作用
n 超交换相互作用
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8.5 磁畴
n 1 磁畴与畴壁
q 磁畴是自发磁化到饱和（即其中的 磁矩均朝一个方向排列）的小区域
n 任何铁磁体和亚铁磁体，在温度低 于居里温度Tc时，都是由磁畴组成 的。
q 相邻磁畴之间原子磁矩按一定规律 逐渐改变方向的过渡层叫磁畴壁。
q 磁化强度M 和磁场H 之间不是单值函数，存在磁滞现象。 q 饱和磁化强度与温度的关系
q 大多数铁磁性材料具有磁晶各向异性和磁致伸缩效应。
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8.3 磁性的分类