固态电子器件答案
【篇一：微波固态电路复习题】
1. 微波是指频率在（300mhz~300ghz）范围内的电磁波，对应的
波长范围为（1mm~1m）。
2. ku波段是指频率在（12ghz~18ghz）范围内的电磁波，对应的
波长范围为（2.5~1.67cm）。vhf波段是指频率在（0.1ghz~0.3ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（300~100cm） uhf波段是指
频率在（0.3ghz~1ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为
（100~30cm）s波段是指频率在（2ghz~4ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（15~7.5cm）c波段是指频率在（4ghz~8ghz）
范围内的电磁波，对应的波长范围为（7.5~3.75cm）
3. 在大气中，影响微波/毫米波传播的主要是（氧分子）和（水分子），由于气体的（谐振）会对微波/毫米波产生（吸收）和（散射）。
4.毫米波的四个大气“窗口”是（35ghz）、（94ghz）（140ghz）（220ghz）。
简答题
1. 简述微波电路的发展历程
由最初的电子管向固态化发展，由大型元件向小型元件、集成电路、器件方向发展，同时开发新系统。目前微波技术的发展趋势是朝小
型化、高集成化、高可靠、低功耗、大批量应用方向发展。
2. 什么是mmic
利用半导体批生产技术，将电路中所有的有源元件和无源元件都制
作在一块砷化镓衬底上的电路称为微波单片集成电路。
第2章
选择与填空题
1. 列举几种常用的平面传输线（微带线、悬置式微带线、倒置式微
带线、带线、槽线、共面波导、鳍线）
2. 微带线主要传输的模式是（准tem），带线的传输主模是（tem）
11. 槽线的传输模式是（te模）。
12. 共面波导的传输模式是（准tem模）。
8. 鳍线的传输模式是（te与tm模式组成的混合模）。
3. 微带线最高工作频率的影响因素有（寄生模的激励、较高的损耗、严格的制造公差、处理过程中的脆性、显著地不连续效应、不连续
处的辐射引起低的q值）（列举四个即可）
4. 定向耦合器常用表征参量有（耦合度、方向性、隔离度）
7. 耦合器的耦合度的定义是（c= 10lgp1/p3 = 20lg|s31| db ）。
9. 耦合器的方向性的定义是（d= 20lg|s31|/|s41| = 10lgp3/p4
db ）。
10. 耦合器的隔离度的定义是（i= 10lgp1/p4 = -20lg|s11| db）。
简答题
1. 简述mmic技术的优点
答案：
（1）电路的体积、重量大大减小，成本低。与现有的微波混合集成电路（hmic）比较，体积可缩小90%～99%，成本可降低80%～90%。
（2）便于批量生产，电性能一致性好；制造mmic是采用半导体批量加工工艺，一旦设计的产品验证后就可大批量生产；电路在制造
过程中不需要调整。
（3）可用频率范围提高，频带成倍加宽。由于避免了有源器件管壳
封装寄生参量的有害影响，所以电路工作频率和带宽大大提高。（4）可靠性高，寿命长，mmic一般不需要外接元件，清除了内部
元件的人工焊接，当集成度较高时，接点和互连线减少，整机零部
件数大量减少，所以可靠性大大提高（可提高 100倍）。
2. 简述阻抗匹配重要性的原因
答：（1）当负载与传输线匹配时，可传送最大功率，并且在馈线上
功率损耗最小。（2）对阻抗匹配灵敏的接收部件，可改进系统的信
噪比。（3）在功率分配网络中，阻抗匹配可降低振幅和相位误差。
3. 简述微带电路拓扑结构的选择原则
答：（1）微波的高频段，宜选用微带阻抗跳变式的阻抗变换器。（2）微波低频端，宜采用分支微带结构。（3）微波固态电路设计中，当微波管输入阻抗为容性时，宜选用电感性微带单元；当微波
管输入阻抗为感性时，宜选用电容性微带单元；
4. 简述wilkinson功率分配器的工作原理（p31）
答：
5. 简述mmic的基本工艺技术
答：（1）光刻工艺（2）离子注入工艺（3）薄膜淀积（4）腐蚀工艺（5）电镀工艺。
6. 简述微带电路的制作要点。
答：（1）基片处理（2）版图制作（3）光刻（4）接地孔金属化与电镀（5）元件焊接
7. 简述3db分支线耦合器的工作原理。
8. 简述混合环耦合器的工作原理。
第3章
选择与填空题
1. 晶体管器件可分为（结型晶体管）和（场效应晶体管）。
2. 用数学式子表示放大器绝对稳定的条件（）。k=（1-|s11|-
|s22|+|△|）/2|s12s21|
18．晶体管双端口网络绝对稳定的充要条件为（k1）（1-
|s11||s12s21|）（1-|s22||s12s21|）
3. 功率合成技术中的电路合成包含（谐振式功率合成、非谐振式功率合成）两种方式。
4. 低噪声双极晶体管的两个重要的电参数是（功率增益和噪声系数）。
5. 双极晶体管的噪声来源有（热噪声、散粒噪声、闪烁噪声）。
6. 微波晶体管放大器的增益包含（转换功率增益、资用功率增益、实际功率增益）三种。
7. 描述功率放大器特性的参量有（功率效率和功率附加效率、功率压缩、动态范围、交调失真、调幅-调相转换）。
8. 列举三种功率合成技术（器件级合成、电路合成、空间功率合成和准光合成）。
9. 晶体管噪声系是指晶体管输入端（信号/噪声功率）与输出端（信号/噪声功率）的比值。
17. 噪声系数的定义（）。
10.功率双极晶体管常用的输出功率有（饱和输出功率、线性输出功率、脉冲输出功率）三种。
11. 功率增益的定义是（在某一特定测试条件下晶体管的输出功率与输入功率之比）。
12. 双极晶体管的噪声来源有三部分：（热噪声）（散粒噪声）（闪烁噪声）
13. 线性输出功率p1db2222是（1db增益压缩时的输出功率）。
14. 功率放大器是非线性工作，常采用以下三种分析方法：（动态阻抗法）（大信号s参数法）和（负载牵引法）。
15. 功率晶体管放大器的工作类别有三类：（甲）（乙）和（丙）。 16．微波宽带放大器的电路结构的种类为（平衡式放大器、反馈式放大器、有源匹配放大器、分布式放大器、电阻电抗匹配式放大器）。
简答题
1. 简述甲、乙、丙三类放大器的工作状态及特点。
答：甲类放大的工作特征是发射结处于正向偏压，晶体管在静态时维持较高的静态直流电流。这类放大的特点是增益高、噪声低、线性好，但缺点是输出功率小且效率低，其理论效率为50%，实际只有25%～40%
乙类放大的特征是发射结处于零偏压，晶体管在静态时也无直流电流，也是在外信号到来时，开启发射极结才能进行放大，只是开启功率要比丙类小。这类放大器的特点与甲类相比是输出功率大，效率高，其理论最高效率可达78%；而与丙类相比是线性好，增益高丙类放大的特征是发射结处于反向偏压，晶体管在静态时没有直流电流（只有很小的集电极反向漏电流），当外信号到来时，将发射结打开，才起放大作用。这类放大的特点是输出功率大，集电极效率高，最高理论效率可接近100%，实际可达50%～70%；其缺点是增
益低、线性差和噪声大。
2. 分别解释什么是转换功率增益、资用功率增益、实际功率增益答：转换功率增益：放大器负载吸收的功率pl与信源可用功率pa 之比。资用功率增益：放大器输出端的资用功率pla与信号源资用功率pa之比。实际功率增益：负载所吸收的功率与放大器输入功率之比。
3. 简述晶体管四个s参数的物理意义。
答：s11是晶体管输出端接匹配负载时的输入端电压反射系数；s22是晶体管输入端接匹配负载时的输出端电压反射系数。s21式晶体管输出端接匹配负载时的正向传输系数，|s21|代表功率增益。s12是晶体管输入端反向传输系数，代表晶体管内部反馈的大小。
4. 简述高电子迁移率晶体管的特点。
答：优秀的噪声特性和极低噪声系数。
5. 简述高增益晶体管放大器的设计步骤。
答：(1)选工作点（2）检验稳定性（3）增加稳定性（4）计算双共
轭匹配时源和负载的反射系数（5）计算单级最大资用功率增益（6）输入匹配网络的设计（7）输出匹配网络的设计
（8）级间匹配网络的设计
6. 简述高增益晶体管放大器的设计方法。
答：(1)选工作点（2）检验稳定性（3）增加稳定性（4）计算双共
轭匹配时源和负载的反射系数（5）计算单级最大资用功率增益（6）输入匹配网络的设计（7）输出匹配网络的设计
（8）级间匹配网络的设计
7. 简述低噪声晶体管放大器的设计方法。
答：（1）计算稳定系数（2）按最小噪声系数设计输入匹配网络（3）匹配输出级
8. 简述晶体管功率放大器的小信号设计方法。
答：（1）依据级联放大器的要求选择器件。（2）根据频率、带宽、成本目标和经验选择匹配电路结构（3）根据工作类型和电源要求选
择偏置电路（4）对增益和输入匹配优化输入电路
（5）确定器件静态i-v曲线负载线（6）提取封装寄生元件（7）优
化输出匹配电路达最佳值rl（8）若需要，增加电路元件，保证宽带
无条件稳定。 2
计算题
4. 有三只双极晶体管在1.8ghz时的s参数如下：
（1）放大器的最大增益？
（2）三只双极晶体管的稳定性如何？
（3）详细说明时间过程。
p.102
作业3.5
第4章
选择与填空题
1. 混频器的变频损耗为（输入微波资用功率和加到中频负载上的功
率之比lm=ps/ptf）
2. 检波器的主要技术指标（电流灵敏度、电压灵敏度、视频电阻、
优质因数、最小可检测功率、切线灵敏度、动态范围、烧毁能量）
3. 混频器的噪声系数包含（单边带噪声系数、双边带噪声系数、混
频器-中放级联噪声系数）三种
4. 二极管作为混频器使用时的主要参数有（变频损耗、噪声温度比、中频阻抗）
5. 混频器的指标有（变频损耗、噪声系数、动态范围、工作频率、
隔离度）
6. 检波器常用的类型有（高灵敏度窄带检波器、宽带检波器、温度
补偿检波器、毫米波微带检波器）
7. 单管混频器的设计，至少要解决的四个问题是（微波变阻管、功
率混合电路和阻抗匹配电路、滤波电路、直流通路）
8. 射频反相型平衡混频器的输出电流中，被抵消的是（信号偶次与
本振及其各次谐波）的组合频率成分
9. 双平衡混频器的特点有（多倍频程工作带宽、混频组合分量少、
隔离度好、动态范围大）
10. 混频器的主要技术指标（变频损耗、噪声系数、动态范围、工作频率、隔离度）
11. 本振反相型平衡混频器的输出电流中，被抵消的是（由本振偶次谐波与本振及其各次谐波）的组合频率成分
简答题
答案：平衡混频器的输入信号和本振功率都平分加到两个混频管，
得到充分利用。一方面大大降低了对本振输出功率的要求，另一方
面输入信号的动态范围增加了一倍；抵消了本振引入的噪声；能抑
制混频产生的部分无用的组合频率成分。
2. 简述双平衡混频器的特点。
答案：多倍频程工作带宽；混频组合分量少：双平衡混频器比单平
衡混频器组合谐波成分要少一半；隔离度好；动态范围大。
3. 环形电桥结构的优缺点与分支电桥相比有哪些？
答案：环形电桥周长大，适于微波高频端，而分支电桥适于低频端；当输出口有反射时环形电桥的本振口与射频口隔离度好；当输出口
有反射时环形电桥的端口驻波比不如分支电桥；环形电桥本振输入
端与中频输出端交叉，结构不易处理。
4、说明图中的平衡式镜像回收混频器，当信号频率（fs）高于本振
频率（fl）时，即(fsfl或fs=fl+fif)时，中频移相器应加在哪一个中频输出端，请写出详细推导过程。
计算题
p.153 作业4.5
【篇二：样题答案】
p> 固态继电器
一、概述
固态继电器（亦称固体继电器）英文名称为solid state relay，简
称ssr。固态继电器与机电继电器相比，是一种没有机械运动，不含
运动零件的继电器，但它具有与机电继电器本质上相同的功能。ssr
是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件，他利用电子元
器件的电，磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离，利用大功率
三极管，功率场效应管，单向可控硅和双向可控硅等器件的开关特性，来达到无触点，无火花地接通和断开被控电路。
二、固态继电器的组成
固态继电器有三部分组成:输入电路，隔离(耦合)和输出电路。安输
入电压的不同类别，输入电路可分为直流输入电路，交流输入电路
和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与ttl/cmos兼容，正负逻辑控制和反相等功能。固态继电器的输入与输出电路的隔离
和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种。固态继电器的输出电路
也可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流输出电路等形式。
交流输出时，通常使用两个可控硅或一个双向可控硅，直流输出时
可使用双极性器件或功率场效应管。
2. 对
3. 对
4. 对
5．错
可控硅
可控硅知识
一、可控硅的概念和结构？
晶闸管又叫可控硅(silicon controlled rectifier, scr)。自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向
晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、
快速晶闸管，等等。今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常
说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个pn结，对
外有三个电极〔图2(a)〕：第一层p型半导体引出的电极叫阳极a，第三层p型半导体引出的电极叫控制极g，第四层n型半导体引出
的电极叫阴极k。从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极g，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。
可控硅
二、晶闸管的主要工作特性
为了能够直观地认识晶闸管的工作特性，大家先看这块示教板(图3)。晶闸管vs与小灯泡el串联起来，通过开关s接在直流电源上。注意阳极a是接电源的正极，阴极k接电源的负极，控制极g通过按钮
开关sb接在3v直流电源的正极(这里使用的是kp5型晶闸管，若采
用kp1型，应接在1.5v直流电源的正极)。晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接，也就是说，给晶闸管阳极和控制极所加的都是
正向电压。现在我们合上电源开关s，小灯泡不亮，说明晶闸管没有
导通；再按一下按钮
开关sb，给控制极输入一个触发电压，小灯泡亮了，说明晶闸管导
通了。这个演示实验给了我们什么启发呢?
这个实验告诉我们，要使晶闸管导通，一是在它的阳极a与阴极k
之间外加正向电压，二是在它的控制极g与阴极k之间输入一个正
向触发电压。晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然
维持导通状态。
晶闸管的特点：是“一触即发”。但是，如果阳极或控制极外加的是
反向电压，晶闸管就不能导通。控制极的作用是通过外加正向触发
脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。那么，用什么方法才能使导
通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源(图3
中的开关s)或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。如
果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压，那么，在电压过零时，晶闸管会自行关断。
可控硅的触发
过零触发-一般是调功，即当正弦交流电交流电电压相位过零点触发，必须是过零点才触发，导通可控硅。
非过零触发-无论交流电电压在什么相位的时候都可触发导通可控硅，常见的是移相触发，即通过改变正弦交流电的导通角（角相位），
来改变输出百分比。
6．错
使电动机运行在基本工作状态下的频率叫基本频率，一般按电动机
的额定频率设定。例如，对于国产的通用型电动机，基本频率设定
为50hz。通用型变频调速器的最高输出频率一般不高于400hz；最
低输出频率不低于0.1hz。各种变频器的调频范围各不相同。我国工
业用的普通电动机，最高工作频率不宜超过100hz。变频器的最大
频率不能小于基本频率。变频其实际是两个整流器的叠加，假如变频后的周期是t，那就说明在前半个周期内用的第一个整流器，后半个周期内用的第二个整流器。设定了最低频率以后也就是变相的设定了每个整流器的最低工作时间。
7.错
8．错
rom是只读存储器,断电后能保证数据不会丢失,一般保证比较重要的数据. ram是随机存储器,断电后数据会丢失.
rom和ram指的都是半导体存储器。本来的含义是：rom是read only memory的意思，也就是说这种存储器只能读，不能写。而ram是random access memory的缩写。这个词的由来是因为早期的计算机曾经使用磁鼓作为内存，而磁鼓
和磁带都是典型的顺序读写设备。ram则可以随机读写。
9．对
数字电路与非门
电工学里一种基本逻辑电路，是与门和非门的叠加，有两个输入和一个输出，真值表为：
k1 0 0 1 1
k2 0 1 0 1
k3 1 1 1 0
10．错
系统误差，在对同一被测量进行多次测量中，出现某种保持恒定或按确定的方式变化着的误差，这就是系统误差。
器具误差，此类误差是由于测量器具本身存在的缺陷而产生的。它与测量器具的工作原理、结构设计、制造、安装调整等因素有关。
11.错
12.错
一般家用的是“单相电度表”，现在有两种，一种是机械式的，又叫感应式，还有一种是电子式的。区别很明显，机械式的有个铝盘在用电时会转，而电子式的通常是lcd显示屏直接显示已用度数，通常还有一个红色的led在闪烁，闪烁的频率与用电功率成正比！
先说机械式的工作原理：机械式电度表内主要有电压线圈、电流线圈、铝质表盘、永久磁体、硅钢片铁芯、机械传动机构、电度数的显示码盘、校准装置等组成。当用电时，电压线圈与电流线圈产生的两个电磁场在铝质表盘上相互作用，会产生推动铝质表盘从左向右的正向转动，从而带动齿轮机构并最终带动机械数字码盘实现用
电计量，从线圈的圈数、硅钢片的导磁性、绕线方式、铝盘厚度、
间隙、齿轮组等等，经设计并校正后，可以确保铝盘转速正比于用
电功率！
电子式的基本原理是实时对电源电压、用电电流进行取样、计算，
非专业人士可能不太懂，打个比方，就相当于你用电压表、电流表
持续不断的24h记录电压、电流读数，还有二者相位关系也要记录，根据这一系列的数据最终换算成耗电数。
13. 对
工作原理
在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励
电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而
产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电一光一电的
转换。
光电隔离器（optical coupler，英文缩写为oc）亦称光耦合器，简
称光耦。光耦
合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离
作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类
最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成：光
的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（led），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，
再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换，从而起
到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，
电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干
扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因
而具有很强的共模抑制能力。所以，它在长线传输信息中作为终端
隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作
为信号隔离的接口器件，可以大大增加计算机工作的可靠性。
14. 错
①变频器的功用变频器就是将频率固定（通常为工频50hz）的交
流电（三相的或单相的）变换成频率连续可调（多数为0～400hz）
的三相交流电源。
应运中，变频器的输入端（r.s.t）接至频率固定的三相交流电源，
输出端（u.v.w）输出的是频率在一定范围内连续可调的三相交流电，接至电动机。
②变频调速的工作原理
根据公式
n = 60f/p
n: 同步速度
f: 电源频率
p: 电机极对数
即电动机的同步速度 =[ 60 * 电源频率 ] / 电动机极对数
可知当改变电源频率时，电动机的同步转速也跟着改变。也就是说，当频率连续可调时，电动机的同步转速也连续可调。又因为异步电
动机的转子转速总是比同步转速略低一些。所以，当连续可调时，
也连续可调。这就是变频器实现无级调速的基本原埋。
15. 对
16. 对
泡沫灭火器内有两个容器，分别盛放两种液体，它们是硫酸铝和碳
酸氢钠溶液，两种溶液互不接触，若两种溶液混合在一起，就会产
生大量的二氧化碳气体。
干粉灭火剂的主要成分是碳酸氢钠和少量的防潮剂硬脂酸镁及滑石粉。主要通过在加压气体作用下喷出的粉雾与火焰接触灭火。
17. 对
兆欧表是高阻表,一般万用表为中阻表,兆欧表只能测电阻,万用表除
测电阻外,还能测,电压.电流.晶体管等.
兆欧表是测量绝缘用的，如给电机测量，因为它能输出500v以上
的高压，而万用表输出的电压很低，无法测量电器的绝缘程度。
18. 对
三相异步电机转速
在电机定子中通入3相交流电，使其产生旋转磁场，转速为n0。不
同的磁极对数p，在相同频率f=50hz的交流电作用下，会产生不同
的同步转速n0，n0=60f/p。电机转子的转速小于旋转磁场的转速，
它和感应电机基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s为转差率，
ns为磁场转速，n为转子转速。
【篇三：固态开关】
xt>固态继电器(solid state relays,缩写ssr)是一种无触点电子开关，由分立元器件、膜固定电阻网络和芯片，采用混合工艺组装来实现
控制回路(输入电路)与负载回路(输出电路)的电隔离及信号耦合，由
固态器件实现负载的通断切换功能，内部无任何可动部件。尽管市
场上的固态继电器型号规格繁多，但它们的工作原理基本上是相似的。主要由输入(控制)电路，驱动电路和输出(负载)电路三部分组成。固态继电器的输入电路是为输入控制信号提供一个回路，使之成为
固态继电器的触发信号源。固态继电器的输入电路多为直流输入，
个别的为交流输入。直流输入电路又分为阻性输入和恒流输入。阻
性输入电路的输入控制电流随输入电压呈线性的正向变化。恒流输
入电路，在输入电压达到一定值时，电流不再随电压的升高而明显
增大，这种继电器可适用于相当宽的输入电压范围。
固态继电器的驱动电路可以包括隔离耦合电路、功能电路和触发电
路三部分。隔离耦合电路，目前多采用光电耦合器和高频变压器两
种电路形式。常用的光电耦合器有光－三极管、光－双向可控硅、
光－二极管阵列(光－伏)等。高频变压器耦合，是在一定的输入电压下，形成约10mhz的自激振荡，通过变压器磁芯将高频信号传递到
变压器次级。功能电路可包括检波整流、过零、加速、保护、显示
等各种功能电路。触发电路的作用是给输出器件提供触发信号。
固态继电器的输出电路是在触发信号的控制下，实现固态继电器的
通断切换。输出电路主要由输出器件(芯片)和起瞬态抑制作用的吸收
回路组成，有时还包括反馈电路。目前，各种固态继电器使用的输
出器件主要有晶体三极管(transistor)、单向可控硅(thyristor或scr)、双向可控硅(triac)、mos场效应管(mosfet)、绝缘栅型双极晶体管(igbt)等。
固态继电器原理固态继电器(solidstate relay, ssr)是一种由固态电
子组件组成的新型无触点开关，利用电子组件（如开关三极管、双
向可控硅等半导体组件）的开关特性，达到无触点、无火花、而能
接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”。相对于以往
的“线圈—簧片触点式”继电器(electromechanical relay, emr)，ssr 没有任何可动的机械零件，工作中也没有任何机械动作，具有超越emr的优势，如反应快、可靠度高、寿命长（ssr的开关次数可达108109次，比一般emr的106高出百倍）、无动作噪声、耐震、
耐机械冲击、具有良好的防潮防霉防腐特性。这些特点使ssr在军事、化工、和各种工业民用电控设备中均有广泛应用。固态继电器
的控制信号所需的功率极低，因此可以用弱信号控制强电流。同时
交流型的ssr采用过零触发技术，使ssr可以安全地用在计算机输
出接口，不会像emr那样产生一系列对计算机的干扰，甚至会导致
严重当机。比较常用的是dip封装的型式。控制电压和负载电压按
使用场合可以分成交流和直流两大类，因此会有dc-ac、dc-dc、ac-ac、ac-dc四种型式，它们分别在交流或直流电源上做负载的开关，不能混用.
按负载电源的类型不同可将ssr分为交流固态继电器(ac—ssr)和直
流固态继电器
(dc—ssr)。ac—ssr是以双向晶闸管作为开关器件，用来接通或断
开交流负载电源的固态继电器。ac—ssr的控制触发方式不同，又可
分为过零触发型和随机导通型两种。过零触发型ac—ssr是当控制
信号输入后，在交流电源经过零电压附近时导通，故干扰很小。随
机导通型ac—ssr则是在交流电源的任一相位上导通或关断，因此
在导通瞬间可能产生较大的干扰。
1．2 工作原理
要指出的是所谓“过零”并非真的必须是电源电压波形的零处，而一
般是指在10～25v或-(10～25)v区域内进行触发，如图2所示。图
中交流电压分三个区域，Ⅰ区为-10v～+10v范围，称为死区，在此
区域中加入输入信号时不能使ssr导通。Ⅱ区为10～25v和-(10～25)v范围，称为响应区，在此区域内只要加入输入信号，ssr立即导通。Ⅲ区为幅值大于25v的范围，称为抑制区在此区域内加入输入
信号，ssr的导通被抑制。
当输入端电压信号撤除后，光耦合器中的光敏晶体管截止，v1饱和，v3截止，但此时v4仍保持导通，直到负载电流随电源电压减小到小于双向晶闸管的维持电流时，ssr才转为截止。
２.选型使用时应注意事项
２.1在选用小电流规格印刷电路板使用的固态继电器时，因引线端
子为高导热材料制成,焊接时应在温度小于250℃、时间小于10s的
条件下进行，如考虑周围温度的原因，必要时可考虑降额使用，一
般将负载电流控制在额定值的 1/2以内使用。
２.2各种负载浪涌特性对ssr的选择
许多被控负载在接通瞬间会产生很大的浪涌电流，由于热量来不及
散发，很可能使ssr内部可控硅损坏,所以用户在选用继电器时应对
被控负载的浪涌特性进行分析,然后再选择继电器。使继电器在保证
稳态工作前提下能够承受这个浪涌电流，选择时可参考表2各种负
载时的降额系数(常温下)。
如所选用的继电器需在工作较频繁、寿命以及可靠性要求较高的场
合工作时，则应在表2的基础上再乘以0.6以确保工作可靠。
一般在选用时遵循上述原则，在低电压要求信号失真小可选用采用场效应管作输出器件的直流固态继器；如对交流阻性负载和多数感性负载，可选用过零型继电器，这样可延长负载和继电器寿命，也可减小自身的射频干扰。如作为相位输出控制时，应选用随机型固态继电器。
２.3 使用环境温度的影响
固态继电器的负载能力受环境温度和自身温升的影响较大，在安装使用过程中,应保证其有良好的散热条件，额定工作电流在10a以上的产品应配散热器，100a 以上的产品应配散热器加风扇强冷。在安装时应注意继电器底部与散热器的良好接触，并考虑涂适量导热硅脂以达到最佳散热效果。
如继电器长期工作在高温状态下(40℃~80℃)时，用户可根据厂家提供的最大输出电流与环境温度曲线数据，考虑降额使用来保证正常工作。
２.4 过流、过压保护措施
在继电器使用时，因过流和负载短路会造成ssr内部输出可控硅永久损坏 ,可考虑在控制回路中增加快速熔断器和空气开关予以保护型(选择继电器应选择产品输出保护,内置压敏电阻吸收回路和rc缓冲器,可吸收浪涌电压和提高dv/dt耐量）；也可在继电器输出端并接rc吸收回路和压敏电阻(mov)来实现输出保护。选用原则是220v选用500v-600v压敏电阻，380v时可选用800v-900v压敏电阻。２.5 继电器输入回路信号
在使用时因输入电压过高或输入电流过大超出其规定的额定参数时,可考虑在输入端串接分压电阻或在输入端口并接分流电阻,以使输入信号不超过其额定参数值。
２.6 在具体使用时,控制信号和负载电源要求稳定，波动不应大于10%，否则应采取稳压措施。
２.7 在安装使用时应远离电磁干扰,射频干扰源，以防继电器误动失控。
２.8 固态继电器开路且负载端有电压时,输出端会有一定的漏电流，在使用或设计时应注意。
２.9 固态继电器失效更换时,应尽量选用原型号或技术参数完全相同的产品，以便与原应用线路匹配，保证系统的可靠工作。
固态继电器简介
?? 一．什么是固态继电器？
??固态继电器（ssr）是一种全电子电路组合的元件，它依靠半导体器件和电子元件的电磁和光特性来完成其隔离和继电切换功能。固态继电器与传统的电磁继电器相比，是一种没有机械，不含运动零部件的继电器，但具有与电磁继电器本质上相同的功能。
??二．固态继电器的分类：
??按工作性质分有直流输入-交流输出型，直流输入-直流输出型，交流输入-交流输出型，交流输入-直流输出型。
??按安装方式有装置式（面板安装），线路板安装型。
??按元件分有普通型和增强型。
??三．固态继电器优缺点：
??优点：多数产品具有零电压导通，零电流关断，与逻辑电路兼容（ttl、dtl、htl）切换速度快、无噪音、耐腐蚀、抗干扰、寿命长、体积小，能以微小的控制信号直接驱动大电流负载等。
??缺点：存在通态压降，需要散热措施，有输出漏电流，交直流不能通用，触点组数少，成本高。 ??四．固态继电器应用领域： ??由于固态继电器的内在特点，自问世以来以进入电磁继电器的大多数领域，在少数领域以完全取而代之。特别是计算机自动控制领域，由于固态继电器的所需驱动功率较底，直接和逻辑电路兼容，不必加中间缓冲器即可直接驱动。目前固态继电器以被广泛应用于工业自动化控制，如电炉加热系统，熟控机械，遥控机械，电机，电磁阀以及信号灯，闪烁器，舞台灯光控制系统，医疗器械，复印机，洗衣机，消防保安系统等等都有大量应用。
固态继电器（SolidStateRelay，缩写SSR），是由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。与传统继电器相比，最大的特点在于无触点开关。 一、什么是固态继电器 固态继电器是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件，它利用电子元件（如开关三极管、双向可控硅等半导体器件）的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”。固态继电器是一种四端有源器件，其中两个端子为输入控制端，另外两端为输出受控端。它既有放大驱动作用，又有隔离作用，很适合驱动大功率开关式执行机构，较之电磁继电器可靠性更高，且无触点、寿命长、响应速度快，对外界的干扰也小，已被得到广泛应用。 二、固态继电器结构及原理 常用固态继电器几乎都是模块化的四端有源器件，其中两端为输入控制端，另外两端为输出受控端，其基本构成如下图所示。器件中多采用光电耦合器实现输入与输出之间的电气隔离。输出受控端利用开关三极管、双向晶闸管等半导体器件的开关特性，实现无触点、无火花地接通和断开外接控制电路的目的。整个器件无可动部件及触点，可实现相当于常用电磁继电器一样的功能。只是相比传统电磁继电器，可通断的负载一般比较小。 固态继电器按输出端极性的不同，可分为直流式和交流式两大类。直流固态继电器（DC-SSR）控制电压由输入端IN输入，通过光电耦合器将控制信号耦合至接收电路，经放大处理后驱动开关三极管VT导通。显然，直流固态继电器的输出端OUT在接入被控电路回路中时，是有正、负极之分的。交流固态继电器（AC-SSR）的电路原理与直流固态继电器不同的是，其开关元件采用了双向晶闸管VS或其他交流开关，因此它的输出端OUT无正、负极之分，可以控制交流回路的通断。
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空间电子技术 SPACE ELECTＲONIC TECHNOLOGY2013年第4期太赫兹固态电子器件和电路① 金智，丁芃，苏永波，张毕禅，汪丽丹，周静涛，杨成樾，刘新宇 （中国科学院微电子研究所，北京100029） 摘要：随着微电子技术的飞速发展，半导体器件的截止频率已经进入到太赫兹频段，太赫兹电路的频率特性 特性得到极大发展。以固态器件为基础的电路的工作频率进入到太赫兹频段。太赫兹固态电子器件与电路技术在 空间领域有着重要的应用前景。文章重点介绍InP基三端太赫兹固态电子器件和电路，以及太赫兹肖特基二极管 器件和电路的技术发展过程与最新动态。并指出随着器件与电路的整体化与集成化发展趋势，太赫兹单片集成技 术是其未来发展方向。 关键词：太赫兹，固态电子器件和电路，InP基三端电子器件，肖特基二极管，综述 D O I：10．3969/j．issn．1674-7135．2013．04．012 0引言 太赫兹波指频率在0．1THz 10THz范围的电磁波，对应的波长在30μm 3mm之间，介于微波和光波之间。由于具有其他波段不具备的波长短、透过率高、带宽宽等独特性质，其在安检成像、通信、生物医药、军事以及空间技术等领域具有重要的应用价值［1］。 在空间技术领域，太赫兹波的应用主要集中在雷达和成像、通信、对地遥感、宇宙探测、航天器无损探测等几个方面［2，3］。相对于微波和激光等其他波段，THz雷达探测系统具有适中的搜索能力和覆盖范围，空间分辨率和角分辨能力较好，并且具有良好的抗干扰能力，在高空飞艇探测、卫星和航天器预警雷达、航天器星体着陆场成像等领域有很好的应用前景。太赫兹波所具有的传输距离远、信道容量大、能耗小、发射天线小、保密性好、抗电磁干扰能力强以及等离子体透过性强等特点，使其非常适用于航天器集群间通信，航天器内部通信以及突破黑障通信。太赫兹波与大气中的沙尘、冰云等物质有强烈的相互作用，另外，大气中的水分子、甲烷和人类活动而排放的含氯、氮、硫、氰废气分子的特征吸收谱线，以及地球50%以上的长波辐射均位于太赫兹频段，所以，太赫兹波在大气遥感领域有广阔的应用前景。宇宙探测方面，来自星际物质的THz波包含各种气态分子的信息，通过研究特定分子吸收谱线和辐射源的空间分布可以获得天体组成成分以及星际尘埃构成的螺旋星系的空间结构等信息。此外，宇宙膨胀导致的光谱红移，使得最遥远星系的辐射偏移到了THz波段，因此利用THz波可以研究宇宙的演化。航天器无损探测方面，太赫兹波对很多非极性材料具有很强的穿透力，可以轻易透过多种非金属材料。太赫兹光子能量很低（只有几个毫电子伏特），不会对探测物质造成损伤，已经被成功用于检测美国国家航空航天局太空舱的外壁缺陷情况。 太赫兹产生、太赫兹传输和太赫兹探测是太赫兹波得以应用的基础。在太赫兹源与太赫兹探测技术研究中，主要有真空电子学方法、光学方法和微电子学方法。其中微电子学方法主要采用基于半导体的固态电子器件构成的微电子集成电路，可以实现太赫兹源、对太赫兹信号进行混频和放大等功能，实现特定频率的太赫兹波的产生与探测。相对于前两种方法，微电子学方法的固态电子器件和电路具有体积小、成本低、可规模化生产、易于集成等优点，更适合应用于空间太赫兹技术领域。 文章将重点介绍微电子方法实现的太赫兹源和探测器所需的核心器件和电路的发展过程和最新动态。集中在三端有源固态电子器件和电路以及基于肖特基二极管的太赫兹固态电子器件和电路两个方面。 84 ①收稿日期：2013-08-21；修回日期：2013-10-22。 基金项目：国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（编号：2010CB327502）。
项目名称：碳基无掺杂纳电子器件和集成电路首席科学家：xxx 起止年限：2011.1至2015.8 依托部门：教育部
二、预期目标 本项目的总体目标： 本项目的总体目标为发展有自主知识产权的低成本高性能碳基纳电子、光电子集成芯片，建设一支高水平的碳基纳米电子和光电子学的研究队伍，培养相关领域的优秀青年人才，将项目的主要支撑单位“纳米器件物理与化学教育部重点实验室”建设成为国际著名的纳米器件研究中心。在碳纳米管CMOS集成电路方面，制备出中等规模的碳纳米管CMOS集成电路，例如碳纳米管全加器。在高性能碳纳米管基光电器件方面，做到发光器件的室温电致发光光谱的半高宽和荧光光谱相当，即不大于30 meV，探测器的光电压不小于0.2 V，并初步实现纳电子电路的电信号与光通讯电路的光信号间的相互转换。 五年预期目标： 五年预期目标为探索碳基纳电子和光电子器件的极限性能，并利用这些器件构建成若干高性能电路，预计可以取得如下成果： （1）集成电路用碳纳米管阵列的可控生长。在晶片尺寸绝缘基底上制备出直径大约在1.5 nm，管径分布不超过 0.3 nm的平行半导体性单壁碳 管，初步实现碳纳米管的间距和位置可控，半导体性碳纳米管含量高 于95%。 （2）适合于碳基电子学的高κ栅介质材料。在碳纳米管或石墨烯上生长出等效氧化层厚度(EOT)小于2纳米的栅介质薄膜，薄膜材料能隙在5 电子伏特以上，在1MV/cm的电场下，漏电流低于10mA/cm2，对器 件载流子迁移率和电导的损害在10%以下。 （3）碳基新型射频电路。测量高频下碳基纳米结构的动能电感，利用碳纳米结构搭建新型的碳基射频电路。 （4）纳米阻变存储器。利用碳基材料作为存储介质，结合传统硅基驱动电路，实现可工作的原型碳基纳米存储器。 （5）优秀人才培养。将年轻学者培养成为能够独当一面的学科带头人，项目执行期间培养出1-2名国家杰出青年基金获得者；将一线工作的优 秀学生培养成为具有独立工作能力的优秀科研工作者，项目执行期间
微光电子集成系统芯片的研究进展＊ 陈弘达 (集成光电子学国家重点联合实验室北京 微光电子集成系统芯片 随着现代社会信息化和科学技术的高度发展交换传输是目前 世界各国普遍高度重视的研究热点之一以计算机技术和通信技术为代表的电子信息技术带来了一场彻底改变人类生活和工作的信息革命微电子技术发展非常迅速性能完善集成制造工艺相当成熟正迅速 发展着的另一门高新技术——光子集成技术能够高速超大容量传输信息高速并行处理与 交换信息能力相互渗透构成微光电子集成系统 将成为二十一世纪信息技术的重要支柱 如何使光子集成与微电子集成充分融合是发展超高速超大容量多功能微光电子集成系统的关键所在微光电子集成技术和微光电机械集成技术的发展人们力图将大量多种功能的器件集成于同一个芯片上 System on Chip?ù?è??3é±?μí?é??D???μèó?μ? Integrated System ?ú1|?üoíD??ü·????ùè?μ?·é?ù·￠?1μ??￠1aμ?×ó?ˉ3é?μí3D???ê?1a×ó?ˉ3éó??￠μ?×ó??ê??à?áo?μ???′ó·￠?1 ?ú1a?￥á?1aí¨D??￡ê?ê?±e1aD??￠′|àíó?′?′￠μèáìóò??óDoü1?·oμ?ó|ó??°?° ?1??óDμ?×óμ????-′|àí·?′óoí???ü????1|?ü ?àμ±3éêìμ?′ó1??￡?ˉ3é??ê?oí1a×ó?ˉ3é?÷?tμ????ü?è2￠DD2ù×÷ ??1a×ó1|?üó?μ?×ó1|?ü?é??μ??áo??eà′ ??òaò??úóú1aê?3?1a????òyè?μ?×óD??￠′|àí?μí3áíò?·??? ±ào?69789802
IC电子元器件知识要点有哪些 1.什么是IC IC的英文全称Integrated circuit 指的就是集成电路，集成电路就是把多个电子元件制作到一个硅片上，成为一个一体化的电子元件，IC 就是集成电路。 电子元器件是电子元件和电小型的机器、仪器的组成部分，其本身常由立创商城若干零件构成，可以在同类产品中通用；常指电器、无线电、仪表等工业的某些零件，如电容、晶体管、游丝、发条等子器件的总称。常见的有二极管等。 电子元器件包括：电阻、电容器、电位器、电子管、散热器、机电元件、连接器、半导体分立器件、电声器件、激光器件、电子显示器件、光电器件、传感器、电源、开关、微特电机、电子变压器、继电器、印制电路板、集成电路、各类电路、压电、晶体、石英、陶瓷磁性材料、印刷电路用基材基板、电子功能工艺专用材料、电子胶（带）制品、电子化学材料及部品等。 2. IC的分类 （一）按功能结构分类 集成电路按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。
（二）按制作工艺分类 集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和薄膜集成电路。 膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。 （三）按集成度高低分类 集成电路按规模大小分为：小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）、特大规模集成电路（ULSI）。 （四）按导电类型不同分类 集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路。 双极型集成电路的制作工艺复杂，功耗较大，代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。单极型集成电路的制作工艺简单，功耗也较低，易于制成大规模集成电路，代表集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型。 （五）按用途分类 集成电路按用途可分为电视机用集成电路。音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑（微机）用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。
贵州大学2006-2007学年第二学期考试试卷 A 卷 科目名：固体电子器件原理 参考答案 注意事项： 1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。 2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。 3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。 4. 满分100分，考试时间为120分钟。 一、能带理论 （共22分） 1.画出零偏理想条件下金属-n 型硅半导体接触后的能带图（不考 虑界面态和表面态），(a) 金属功函数大于半导体功函数；(b) 金属功 函数小于于半导体功函数。分别说明是整流接触还是欧姆接触。（8分）
2. 画出p型硅衬底上的理想MOS结构在零偏、负偏和正偏条件下的能带图，指出半导体表面的积累、耗尽和反型状态。（共14分） 零偏时能带图 表面积累状态 表面耗尽状态
表面反型状态 或参考
二、器件模型与概念 （共34分） 1. 说明pn 结复合电流、产生电流的成因，它们对pn 结的电流-电压关系有什么影响？（8分） 提要：pn 结处于非平衡态时，空间电荷区载流子浓度关系式为 )/ex p(.2kT qV n np i = pn 结正偏时，V > 0, 2 i n np >,耗尽区有电子-空穴复合而形成的复合电流，电流大小等 于 )2/exp(2kT qV W qn i τ ，小的正偏压下，复合电流是pn 结的主要电流。 pn 结反偏时，V < 0, 2 i n np <,耗尽区有电子-空穴产生，产生的电子空穴在电场的作用下 形成反向电流，电流大小等于 τ 2W qn i ，称为反向产生电流。计算表明，pn 结反向产生电流比反向饱和电流大3—4个数量级。因此，反向产生电流总是pn 结反向电流的主要成分。 2. 简述pn 结空间电荷区（耗尽区）形成的原因，说明“突变空间电荷区近似”的概念。（8分） 提要：冶金界面两边的浓度差—多数载流子扩散—界面n 型侧留下不可动的带正电的电离施主，界面p 型侧留下不可动的带负电的电离受主。电离施主和电离受主形成的区域称为空间电荷区。由电离施主指向电离受主的电场称为自建电场。自建电场对载流子有反方向的漂移作用。当扩散作用与漂移作用达到动态平衡时，空间电荷区电荷固定，自建电场的大小固定，接触电势差为定值。 “突变空间电荷区近似”模型认为，由于自建电场的作用，可近似认为空间电荷区内的自由载流子—电子和空穴 被完全“扫出”该区域，只剩下电离受主和电离施主原子，空间电荷区是一个高阻区，所以空间电荷区又称为耗尽区或阻挡层。此外，空间电荷区的边界虽然是缓变的，但计算表明过度区很窄，因此，可近似认为空间电荷区边界是突变的。空间电荷区外是电中性的，与空间电荷区内相比，电阻率很小，可近似为零。这三个近似条件，称为突变空间电荷区近似或突变耗尽近似。 3．简述正向有源状态下双极型晶体管的发射结注入效率、基区输运系数两参数的物理意义。（6分） 提要：以npn 晶体管为例，正偏的BE 结，既有发射区电子向基区的注入，也有基区空穴向发射区的注入。就晶体管的使用而言，希望发射区电子向基区的注入的比例越大越好，可称其为正向有效注入。发射结注入效率指正向有效注入与总注入的比例。 发射区向基区注入的电子，进入基区边界后继续向BC 结空间电荷区边界输运，输运过程中部分电子与基区多数载流子空穴复合。基区输运系数定义到达BC 结空间电荷区边界处的电子电流与进入基区BE 结空间电荷区边界处的电子电流之比，因此，基区输运系数表示基区复合损失的大小。 4．什么是pn 结耗尽层电容（势垒电容）？什么是pn 结的扩散电容？（6分） 提要：pn 结空间电荷区的电荷随外加电压的变化而变化的电容效应就是pn 结耗尽层电容
半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结，组成一个PNP（或NPN）结构。中间的N区（或P区）叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，这三部分各有一条电极引线，分别叫基极B、发射极E和集电极C，是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。 二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性。一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。 电阻，因为物质对电流产生的阻碍作用，所以称其该作用下的电阻物质。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。没有电阻或电阻很小的物质称其为电导体，简称导体。
不能形成电流传输的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。 电容器通常简称其为电容，用字母C表示。定义1：电容器，顾名思义，是‘装电的容器’，是一种容纳电荷的器件。英文名称：capacitor。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制等方面。定义2：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。 电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器。 继电器是一种电控制器件。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 可控硅，是可控硅整流元件的简称，是一种具有三个PN 结的四层结构的大功率半导体器件，亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比较常用的半导体器件之一。该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中，多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使用了可控硅器
《固体电子器件》课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程名称、所属专业、课程性质、学分 课程名称：半导体器件物理 所属专业：微电子科学与工程 课程性质：专业必修课 学分：4学分 （二）课程简介、目标与任务 【课程简介】本课程的适用对象是电子工程专业、微电子学专业的本科生，也可 供对固体电子器件感兴趣的学生和科技工作者作为参考读本。本书的主要内容是半导体器件（亦称固体电子器件）的工作原理，基本涵盖了所有的器件大类，反映了现代半导 体器件的基础理论、工作原理、二级效应以及发展趋势；同时对许多新型器件和制造技 术也有所介绍。本课程在内容的安排上力求使那些具有物理背景知识的高年级学生对专 业知识有更为深入的理解，从而使他们能够阅读关于新器件及其应用的参考文献。 【目标与任务】本课程有两个基本目标和任务：一是对七大类半导体器件的结构、工作原理、特性做全面深入的分析与阐述，对相关的半导体材料和制造工艺也有述及； 二是介绍新型纳电子器件及其基本分析方法，这样既便于与电子线路和电子系统等相关 课程衔接，也使学生具备分析、设计新型器件的基本能力和方法。 （三）先修课程与后续课程 本课程的先修课程包括：半导体材料，半导体物理学，微电子制造工艺。本课程是 后续集成电路分析与设计、微电子专业实验等课程的基础。 （四）教材与主要参考书 【课程教材】（1）英文版：Ben G. Streetman and Sanjay Banerjee, Solid State Electronic Devices（Seventh edition）, Pearson Education, Inc., 2015. ISBN 978-0-13-335603-8.（2）中文版：Ben G. Streetman著，杨建红译，《固体电子器件》，电子工业出版社，2016年（在版）。 【主要参考书】施敏（美）著，耿莉译，半导体器件物理，西安交通大学出版社，2013年。ISBN 978-7-5605-2596-9.
固体电子器件原理期末考试题A 卷及答案 一、能带图 (27分) 1. 画出硅pn 结零偏、反偏和正偏条件下的能带图，标出 有关能量。 (9 分) 2. 画出n 型衬底上理想的金属-半导体接触（理想金属-半导体接触的含义：金属-半导体界面无界面态，不考虑镜像电荷的作用）的能带图，(a) φm > φs , (b) φm < φs . 分别指出该接触是欧姆接触还是整流接触? （要求画出接触前和接触后的能带图）( 8 分 ) φm > φs , φm < φs , 3. 画出p 型硅衬底上理想MOS 结构（理想MOS 结构的含义：栅极材料与衬底半导体无功函数差，栅极-氧化层-衬底无界面态，氧化层为理想的介质层）半导
体表面处于反型状态时的能带图。 (5分 ) 4. 重掺杂的n + 多晶硅栅极-二氧化硅-n 型半导体衬底形成的MOS 结构，假定 氧化层电荷为零。画出MOS 结构在平衡态的能带图，说明半导体表面状态。（5分） 二、器件工作机理和概念(35 分) 1. 简述突变空间电荷区近似的概念。 (5分) 现在以突变pn 结为例来研究平衡pn 结的特性。我们知道，在p 型半导体中，空穴是多数载流子，电子是少数载流子；而在n 型半导体中，电子是多数载流子，空穴是少数载流子。于是，在pn 结冶金界面的两侧因浓度差而出现了载流子的扩散运动。 p 区的空穴向n 区扩散，在冶金界面的p 型侧留下电离的不可动的受主离子; 同理，n 区的电子向p 区扩散，在冶金界面的n 型侧留下电离的不可动的施主离子。电离的受主离子带负电，电离的施主离子带正电。于是，随着扩散过程的进行，在pn 结界面两侧的薄层内，形成了由不可动的正负电荷组成的非电中性区域。我们把这一区域称为pn 结空间电荷区， 如图所示。
电子元件集成电路 IC 的封装 DIP、QFP、PGA、BGA CSP CGA LGA ZIF SOP PFP... 从foundry厂得到圆片进行减薄、中测打点后，即可进入后道封装。封装对集成电路起着机械支撑和机械保护、传输信号和分配电源、散热、环境保护等作用。 芯片的封装技术已经历了好几代的变迁，从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM，技术指标一代比一代先进，包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1，适用频率越来越高，耐温性能越来越好，引脚数增多，引脚间距减小，重量减小，可靠性提高，使用更加方便等等。 近年来电子产品朝轻、薄、短、小及高功能发展，封装市场也随信息及通讯产品朝高频化、高I/O 数及小型化的趋势演进。 由1980 年代以前的通孔插装(PTH)型态，主流产品为DIP(Dual In-Line Package)，进展至1980 年代以SMT(Surface Mount Technology)技术衍生出的SOP(Small Out-Line Package)、SOJ(Small Out-Line J-Lead)、PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)、QFP(Quad Flat Package)封装方式，在IC 功能及I/O 脚数逐渐增加后，1997 年Intel 率先由QFP 封装方式更新为BGA(Ball Grid Array，球脚数组矩阵)封装方式，除此之外，近期主流的封装方式有CSP(Chip Scale Package 芯片级封装)及Flip Chip(覆晶)。 BGA(Ball Grid Array)封装方式是在管壳底面或上表面焊有许多球状凸点，通过这些焊料凸点实现封装体与基板之间互连的一种先进封装技术。 BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年，日本西铁城（Citizen）公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片（即BGA）。而后，摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年，摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年，康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前，Intel 公司在电脑CPU中（即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等），以及芯片组（如i850）中开始使用BGA，这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。目前，BGA已成为极其热
电子元器件选择使用快速入门 一．电子元器分类 1.电阻R （1）电阻器（2）电位器。 2.电容C 3.电感L 4.变压器T 5.继电器 6.集成电路： A.稳压器： （1）三端稳压器（2）五端稳压器（3）固定稳压器（4）可调稳压器（5）开关集成稳压器 B．DC/DC变换器 C．运算放大器 D．厚膜电路 （1）电源厚膜电路（2）功放厚膜电路 E．数字电路 （1）TTL集成电路（2）COMS集成电路 F．A/D，D/A变换电路 H．音乐电路 G．语言电路
I．专用电路： （1）电视机用集成电路（2）遥控用集成电路（3）音响用集成电路（4）影碟机用集成电路 J．555时基电路 7．二极管VD A．普通二极管。 （1）整流/检波二极管（2）稳压二极管 B．晶体管 C．专用二极管： （1）双向触发二极管 （2）快恢复二极管 （3）变容二极管 （4）开关二极管 8．保险器件： A．保险丝管 B．可恢复保险丝管 C．熔断电阻器 9．三极管 A．普通三极管 （1）低频三极管（2）高频三极管（3）大功率三极管（4）开关三极管（5）达林顿管 B．场效应管：
（1）结型场效应管（2）绝缘栅型场效应管 C．晶闸管： （1）单向晶闸管（2）双向晶闸管（3）可关断晶闸管10．开关S/SB 11．接插件 12.石英晶体与陶瓷器件： A．石英晶体谐振器件 B．陶瓷滤波器与陷波器 C．声表面波器件 13.发光器件： A．发光二极管 （1）普通发光二极管（2）电压型光二极管（3）闪烁型光二极管 B．数码管 C．氖管 D．指示灯 E．显像管 F．液晶显示器 G．等离子显示器 14.片状器件： A．片状电阻器B．片状电容器C. 片状电感器E.片状二极管F. 片状三极管
固态电子器件答案 【篇一：微波固态电路复习题】 1. 微波是指频率在（300mhz~300ghz）范围内的电磁波，对应的 波长范围为（1mm~1m）。 2. ku波段是指频率在（12ghz~18ghz）范围内的电磁波，对应的 波长范围为（2.5~1.67cm）。vhf波段是指频率在（0.1ghz~0.3ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（300~100cm） uhf波段是指 频率在（0.3ghz~1ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为 （100~30cm）s波段是指频率在（2ghz~4ghz）范围内的电磁波，对应的波长范围为（15~7.5cm）c波段是指频率在（4ghz~8ghz） 范围内的电磁波，对应的波长范围为（7.5~3.75cm） 3. 在大气中，影响微波/毫米波传播的主要是（氧分子）和（水分子），由于气体的（谐振）会对微波/毫米波产生（吸收）和（散射）。 4.毫米波的四个大气“窗口”是（35ghz）、（94ghz）（140ghz）（220ghz）。 简答题 1. 简述微波电路的发展历程 由最初的电子管向固态化发展，由大型元件向小型元件、集成电路、器件方向发展，同时开发新系统。目前微波技术的发展趋势是朝小 型化、高集成化、高可靠、低功耗、大批量应用方向发展。 2. 什么是mmic 利用半导体批生产技术，将电路中所有的有源元件和无源元件都制 作在一块砷化镓衬底上的电路称为微波单片集成电路。 第2章 选择与填空题 1. 列举几种常用的平面传输线（微带线、悬置式微带线、倒置式微 带线、带线、槽线、共面波导、鳍线） 2. 微带线主要传输的模式是（准tem），带线的传输主模是（tem） 11. 槽线的传输模式是（te模）。 12. 共面波导的传输模式是（准tem模）。 8. 鳍线的传输模式是（te与tm模式组成的混合模）。
幻灯片1 十大常见电子元器件介绍 幻灯片2 一、电阻 ●随着电子技术及其应用领域的迅速发展，所用的元器件种类日益增多，学习和掌握常 用元器件的性能、用途、质量判别方法，对提高电气设备的装配质量及可靠性将起重要的保证作用。电阻、电容、电感、二极管、三极管等都是电子电路常用的器件。这里列举出电子行业中常用的十大电子元器件，及相关的基础概念和知识，和大家一起温习一遍。 ●明星一：电阻 ●作为电子行业的工作者，电阻是无人不知无人不晓的。它的重要性，毋庸置疑。人们都 说“电阻是所有电子电路中使用最多的元件。” ●电阻，因为物质对电流产生的阻碍作用，所以称其该作用下的电阻物质。电阻将会导致 电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。没有电阻或电阻很小的物质称其为电导体，简称导体。不能形成电流传输的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。 ●在物理学中，用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对 电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件。 ●电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系 数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。 幻灯片3
二、电容 ●电容指的是在给定电位差下的电荷储藏量；记为C,国际单位是法拉（F）。一般来 说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上；造成电荷的累积储存，最常见的例子就是两片平行金属板。也是电容器的俗称。 ●1、电容在电路中一般用“C”加数字表示。电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘 材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。容抗XC=1/2πf c （f表示交流信号的频率，C表示电容容量）电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。 幻灯片4 三、晶体二极管 ●晶体二极管固态电子器件中的半导体两端器件。这些器件主要的特征是具有非线性的 电流-电压特性。此后随着半导体材料和工艺技术的发展，利用不同的半导体材料、掺杂分布、几何结构，研制出结构种类繁多、功能用途各异的多种晶体二极管。制造材料有锗、硅及化合物半导体。晶体二极管可用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换等。 ●晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示. ●作用：二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很 小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性，无绳电
Basics How to form a rectifying contact ? How to form an Ohmic contact? What is the difference between p-n diode and Schottky barrier diode? Concept of heterojunction. FET 1. The operation principle of the Junction FET. 2. Pinch-off and saturation of JFET. 3. Understand how I D is controlled by gate voltage. The definition of mutual transconductance g m. 4. Heterojunction in MESFET, the High Electron Mobility Transistor (HEMT). 5. Short channel effect of JFET. 6. The principle of MOSFET. 7. Ideal MOS structure, surface potential and band diagram; What is the criterion for strong inversion in a MOSFET? 8. What is enhance mode transistor and what is depletion mode? 9. What is flat band voltage? Effects of real surface? 10. How to calculate the threshold voltage of MOSFET? 11. How to control the threshold voltage of MOSFET? 12. Understand the output characteristics and transfer characteristics. 13. Substrate bias effect (body effect).
习题 第一部分PN 结 1. pn结的单向导电性是怎样形成的, 说明并画图。 2. 有两个pn结, 其中一个结的杂质浓度N D=5x1015 cm-3, N A=5x1017 cm-3, 另一个pn结的杂质浓度N D=5x1017 cm-3, N A=5x1019 cm-3, 在室温全电离近似下分别求它们的接触电势差, 并解释为什么杂质浓度不同, 接触电势差的大小也不同。 3. 证明pn结电流与费米能级的关系式(2.13)及(2.14)式。 4. 试说明准费米能级的物理意义。 5. 用(2.19)式说明, 当外加电压为正值和负值条件下的pn结状态。 6. 同一导电类型但杂质浓度不同的半导体n+n结, 也存在接触电势差。设两边的杂质浓度分别为N D1和N D2(N D1>>N D2), 画出此n+n结的能带图, 导出接触电势差的表达式。 7. pn结的杂质浓度N D=5x1015 cm-3, N A=5x1017 cm-3, 计算n区及p区空间电荷区宽度的大小。若以n区空间电荷区的宽度来近似pn结空间电荷区的宽度, 其误差是多少? 8. 一线性缓变pn结, 杂质浓度从冶金界面的n侧1μm处的N D=5x1017cm-3线性变化到冶金界面的p侧1μm处的N A=5x1017 cm-3, 计算平衡pn结的接触电势差和外加2V反向电压下的空间电荷区宽度。 9. pn结的杂质浓度分别为N D=2x1017cm-3, N A=1x1015cm-3, n区和p区的宽度大于少数载流子扩散长度, τn=τp=1μs, 结面积=1600μm2, 取D n=35cm2/s, D p=13cm2/s, 计算 (1) T=300K下, 正向电流等于1mA时的外加电压; (2) 要使电流从1mA增大到2mA, 外加电压应增大多少? (3) 维持(1)的电压不变, 当T由300K上升到400K时, 电流上升到多少? 10. 突变pn结外加电压为0.5V, 掺杂浓度分别为N A=1017cm-3、N D=2.25X1015 cm-3, 求n区及p区耗尽层边界处的少数载流子浓度。 11. pn结的杂质浓度与7题相同, 结面积=10000μm2, 计算在10V和5V反偏电压下的势垒电容; 若N D=5x1016 cm-3, N A不变, 电容又是多少? 12. 计算8题的线性缓变结5V反向电压下单位面积上的势垒电容。 13. pn结势垒复合电流和势垒产生电流的成因是什么? 第9题中的pn结, 当外加正向0.1V电压时, 正向的势垒复合电流是多少, 试与正向扩散电流相比较;当