光电子材料与器件试题

光电子材料与器件试题（共12篇）

1.光电子材料与器件试题 篇一

《光电材料与器件》类课程教学研究

【摘要】本文从高校开课情况、教学内容和教学方法，以及教材等方面对《光电材料与器件》类课程在国内高校的本科教学做了一个简要的总结，以求从中吸取经验，更好的服务于本科教学工作。

【关键词】光电材料与器件 教学研究

【基金项目】2016年上海工程技术大学课程建设项目（项目名称：《光电材料与器件》全英语课程建设，项目编号：k201605007）。

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）05-0209-01

光电材料与器件在信息产业中具有极其重要的地位。随着微电子、信息通信和航空航天等行业的发展，国内对这方面人才的需求增加。很多高校则设置了《光电材料与器件》的课程，以培养这一方面的专业知识。也有人认为《光电材料与器件》应该作为电科专业的核心课程。为进一步提高《光电材料与器件》课程的教学效果，本文就国内高校开设这一课程的情况、教学内容和教学方法，以及教材等方面做一简单的分析和总结。

1.《光电材料与器件》类课程开设情况

国内大多数院校均开设了光电（子）材料和相关器件的课程。比如，北京科技大学开设了《光电功能材料》；苏州大学开设了《有机光电材料》；北京化工大学、西安工业大学开设了《光电子材料与器件》；南京邮电大学开设了《光电子器件》课程和《光电子器件与工艺》课程。

2.《光电材料与器件》类课程教学

通过研究相关课程的教学内容，除LED、液晶显示等出现频率很高外，其它讲授内容不尽相同。比如，北京科技大学在《光电功能材料》课程中加入了电功能材料比如压电铁电材料的内容；而东莞理工学院使用《薄膜技术与薄膜材料》作为教材，因此讲授内容主要也集中在薄膜材料。究其原因，一方面，光电材料与器件在有些学校开设在电类专业，在有些学校开设在材料类专业，还有些学校开设在机械类专业或物理类专业。由于学生所学的基础课程不同、将来的发展方向不同，因此教学的内容也因而各异。另一方面，也是为了体现教学特色。比如，为了让学生追踪光电领域的最新发展动态，南京邮电大学在《光电子器件与工艺》课程中涉及到诸如石墨烯、碳纳米管、拓扑绝缘体等新型光电材料在光电子领域的应用。

在教学手段上，各个学校也各有特点。比如，苏州大学、南京邮电大学均使用了双语教学；而长沙理工大学《光电材料导论》课程设置了2学时的专门讨论课。

3.《光电材料与器件》类课程教材

国防工业出版社2012年出版了候宏录主编的《光电子材料与器件》，然而该书涉及的理论知识较深，对本科生来讲有一定的难度。因此，有些院校使用了英文图书作为参考资料来进行双语教学。

近三年有一些新出版的教材。中文教材方面，王?h、李刚和李彩霞编著的《光电子技术与新型材料》，2013年由哈尔滨工业大学出版社出版；汪贵华编写的《光电子器件》、2014年由国防工业出版社出版；张道礼、张建兵和胡云香编著的《光电子器件导论》，2015年由华中科技大学出版社出版。英文教材方面，由国际上光电子材料与器件专家S.O.Kasapa教授编著的、由Pearson Education出版的《Optoelectronics and Photonics Principles and Practices》是一本经典教材。该书2013年由电子工业出版社出版，可以作为一本经典的教材来用。考虑到各个学校课时的不同，可以选择部分内容讲授。该书还包括一些科技先驱的介绍、先进技术和产品实例，可以进一步扩大学生的视野。实际上，国人也有编写的英文教材，比如上海理工大学郑继红编写的、由中国科技大学出版社出版的《光电子技术导论》，内容覆盖全面，且以原理介绍为主，通俗易懂。

4.结语

通过对国内《光电材料与器件》类课程教学的简单梳理，我们可以看出：（1）国内众多高校开设了与《光电材料与器件》相类似的课程。（2）在教学内容和教学方法上，各个学校都是“因地制宜”，突出特色，有部分学校使用了双语教学或英语教学。（3）虽然众多高校开设相关课程，但是经典教材还是比较少。近3年出版了一些教材，一方面表明国人开始重视这一课程教材的建设，也表明尚没有比较合适的通用经典教材。在此情况下，使用国外的经典教材、选取章节讲授是一个明智的选择。

参考文献：

[1]林承友.电子科学与技术专业的光电子材料与器件课程教学方法研究.科技创新导报，2014，26：154-155.[2]杨洲，王冬，何万里等.光电功能材料课程研究型教学设计与实践.中国冶金教研，2014，（6）： 25-27.[3]杨晓明.双语教学在《有机光电材料》课程中的实践.边疆经济与文化，2012，11：78-79.[4]林承友，邵晓红，祁欣等.电子科学与技术专业的光电子材料与器件课程教学方法研究.创新教育，2014，（26）：154-155.[5]万洪丹，施伟华，李培丽.《光电子器件》双语课程中创新型人才培养的方法探究――以小班化教学为视角.课程教育研究，2015，（28）：223-224.[6]杨涛，周馨慧，王磊等.《光电子器件与工艺》课程教学改革初探.科技信息，2013，（23）：46.[7]叶辉，时尧成.突出“设计”特色，调动学习热情――《集成光电子器件及设计》课程建设探讨.2006-2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会及协作委员会2010年全体会议论文集，2010-07-25.[8]龚丽，陈召勇，李灵均.《光电材料导论》课程教学思考与实践.科技创新导报，2014，（10）：128.

2.光电子材料与器件试题 篇二

1 实验部分

1.1 原料

乙酸锌(分析纯,国药试剂),氢氧化锂(分析纯,国药试剂),苯胺(An)(分析纯,国药试剂),十二烷基苯磺酸(DBSA)(90%,阿拉丁),过硫酸铵(APS)(分析纯,国药试剂),γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)(分析纯,国药试剂)。

1.2 KH550对纳米ZnO的改性

纳米ZnO的制备采用经典的制备方法[12],粒径在10 nm以下。所制备的纳米ZnO标记为ZnO-1。将纳米ZnO分散在去离子水/KH550/乙醇体系中,体积比为1∶1∶100,纳米ZnO的质量分数为1%,室温下超声0.5～1h,随后室温搅拌6～8h,然后在80℃回流4h,离心分离,用乙醇多次清洗直至除去未反应的KH550,得到KH550改性的纳米ZnO(ZnO-2)。

1.3 聚苯胺及其复合材料的制备

50mL乙醇/水溶液中加入1.45g DBSA,搅拌30min,加入0.2g ZnO-2和0.46mL苯胺,搅拌30min;0～5℃将1.14g APS的50mL乙醇/水溶液滴加到上述体系,在0.4T磁场下反应12h,抽滤,用乙醇/水溶液洗3次,室温真空干燥24h。上述乙醇/水的体积比均为3∶7。此产物标记为PANI-KHZnO,用未改性的纳米ZnO制备的复合材料标记为PANI-ZnO,未加入纳米ZnO的标记为PANI-CC,未加磁场和纳米ZnO的聚苯胺标记为PANI-JB。

1.4 表征手段

采用日本Shimadzu LC-10AT型凝胶渗透色谱仪表征PANI及其复合材料的分子量;美国Thermo Electron AVATAR 380型傅立叶变换红外光谱仪进行红外光谱表征;美国Agilent公司的8453型紫外-可见分光光度计测定透光率;RTS-9型四探针测试仪测样品的导电率,将聚苯胺复合材料在10MPa的压力下压片(直径15mm,厚度约1mm)。

2 结果与讨论

2.1 KH550接枝改性纳米ZnO的红外分析

图1为ZnO-1和ZnO-2的红外谱图,可以看出纳米ZnO经过KH550改性后,在1660cm-1附近出现了新的吸收峰,这归属于-NH的伸缩振动峰,在1000～1130cm-1区域出现了一个较宽的吸收谱带,这可能是由于Si-O-Si键在1090cm-1附近的振动吸收峰和Si-O-C键在1080cm-1、1100cm-1和1160cm-1处的振动吸收峰叠加造成的。从谱图变化可知KH550在纳米ZnO表面发生了接枝反应。

2.2 PANI/纳米ZnO复合材料制备机理

制备PANI复合材料的机理见图2,首先KH550在乙醇/水的作用下水解,随后与ZnO表面的羟基发生缩合反应,在纳米ZnO的表面引入了氨基,使纳米ZnO表面的氨基与苯胺单体发生聚合反应,原位制备PANI/纳米ZnO复合材料。另外,苯胺在乙醇/水中可以自聚合形成低聚物自由基,随着分子量的增大,溶解性降低,从体系中析出。在析出过程中,聚苯胺链可以吸附在比表面积较大纳米ZnO表面,形成复合微粒。十二烷基苯磺酸在体系中具有两方面的作用:一是作为掺杂剂,自身磺酸根的负电性吸附在PANI主链的-NH上,对PANI起到掺杂作用;二是提供使化学氧化反应顺利进行的酸性环境。

2.3 PANI/纳米ZnO复合材料的红外分析

苯胺及其复合材料经KBr压片的红外谱图见图3。PANI及其复合材料均含有PANI的特征吸收峰,505cm-1处的吸收峰为芳环弯曲振动峰;825cm-1附近出现了苯环的弯曲振动吸收峰;1302cm-1处是芳香胺的伸缩振动峰;1450cm-1附近出现了苯式结构的特征吸收峰;1570cm-1附近出现了醌式结构的吸收振动峰;2920cm-1和2850cm-1附近是N-H键伸缩振动吸收峰;在518cm-1附近的吸收峰表明了PANI及其复合材料含有SOundefined组分。从谱图可知,磁场对PANI分子结构影响较小。而引入纳米ZnO后,PANI的红外特征峰都向低波数移动,表明ZnO-1和ZnO-2都与PANI分子链之间存在着极强的相互作用。GPC测试表明所制备的PANI及其复合材料的重均分子量undefined可达3×104。

2.4 PANI/纳米ZnO复合材料的透光率

图4为PANI及其复合材料溶解在氯仿/N-甲基吡咯烷酮混合液中,以2000r/min旋涂在基于聚酯(PET)的氧化铟锡(ITO)薄膜(PET/ITO)的透光率图。与以往用作LED的空穴注入层(ITO)相比,PANI及其复合材料的透光性略有降低,这归因于PANI体系中大的π电子共轭体系,吸收能量后,产生了电子跃迁,在谱图可见光区有一定的吸收。用纳米ZnO再次掺杂的PANI的透光性低于未再次掺杂的PANI,这是由于纳米ZnO在PANI基体中产生了一定的光散射作用引起的。PANI-KHZnO的透光性高于PANI-ZnO,可根据复合材料体系的透光率与折光率的关系[13]、折光率与其组分含量和各组分的折光率的关系[14]推测是由于纳米ZnO经过KH550表面接枝后其折光率减小,从而减小了光散射,增加了PANI-KHZnO的透光性。

2.5 PANI/纳米ZnO复合材料的导电率

采用四探针电阻仪测得的PANI及其复合材料的导电率见表1。PANI-JB的导电率为125S/m,这与本征态的导电率(10-5 S/m)[15]相比大大提高了,这是由于DBSA与PANI链亚胺氮原子存在相互作用。DBSA生成的氢质子(H+)转移到PANI分子链上,使分子链中亚胺上的氮原子发生质子化反应,使PANI主链的电子云重新分布,从而使PANI呈现出高的导电性。磁场能改善PANI分子链的取向性,链段较舒展,对载流子阻力小,电导率得到提高,因此PANI-CC的电导率为187S/m要高于PANI-JB。加入ZnO-1后,PANI/纳米ZnO复合材料的导电率比PANI-CC有所下降,这是由于聚合体系是酸性的,体系中的H+对纳米ZnO具有刻蚀作用,使一部分纳米ZnO溶解,降低了DBSA对PANI的掺杂作用,导电率有所下降。纳米ZnO经过KH550表面接枝后,ZnO表面有一层SiO2包覆,可阻止H+对纳米ZnO的影响,使得PANI-KHZnO具有很好的导电性。其导电机理可能是:当电流经过待测的PANI-KHZnO样品时,由于DBSA的掺杂,亚胺上的氮原子发生质子化反应,生成荷电元激发态极化子,分子链中电子云重新分布,氮原子上的正电荷离域到大共轭π键中,而纳米ZnO中分离出来的载流子参与了PANI主链上的π电子共轭体系或加速PANI主链上载流子的移动,进而改善了PANI-KHZnO的导电性。

3 结论

3.电子元器件的选择与应用控制规范 篇三

随着电子科技的飞速发展，电子整机的性能越来越优异，整机结构越来越复杂，功能越来越多，所用的元器件也越来越多。元器件在整机的地位已从过去的基础技术，跃升为整机的核心技术。尤其是航天、航空尖瑞科技及大量的军用电子装备，对可靠性提出更高的要求，所以必须尽快研究解决电子元器件在选择与应用方面严重影响整机可靠性的问题，以减少由于对元器件选择与应用不合理造成对整机可靠性的影响。

电子元器件的可靠性包括固有可靠性和应用可靠性两个方面。元器的故有可靠性主要取决于元器制造商的设计、工艺、制造、质量控制及原材料等多种因素所决定。元器件固有可靠性是整机可靠性的基础，如果没有一定可靠性保障的元器件，即使采取最完善的设计，整机的可靠性也达不到设计要求，同时整机的可靠性也得不到保障。

另一方面，元器件的固有可靠性由于受到工艺、材料及制造技术等多方面的限制，只能控制在一定水平上，近年来，由于在元器件制造方面，采用了许多新材料、新工艺，元器件的固有可靠性已有了较大的提高。元器件的固有可靠性主要由元器件供应商来保证。一般整机单位按照IS09000要求，航天、航空尖瑞科技及军用电子装备研制单位按国军标GJB3404—98《电子元器件选用管理要求》制定出本单位合格供货商及优选手册，基本上可以控制所采购的元器件质量符合整机要求。

应用可靠性则指元器件用于整机系统时所具有的可靠性，把人为因素对可靠性的影响减小到最低程度。它主要取决于使用单位对电子元器件的选择、采购、应用与控制等多方面因素。相同质量筹级的元器件，不同单位、不同人员使用，所表现的可靠性是不同的，这里面就有一个应用可靠性的问题。（例如我们有些单位生产相同的整机产品，元器件采购也在相同的条件下采购，但整机的可靠性水平却不相同）这里面就包括了对元器件的选择、应用与控制的问题。例如，某单位制造的自动抄表系统，根据现场失效统计，失效率控制在1×10—14，超过了元器件可靠性规定的最高等级。充分说明应用可靠性对整机可靠性所发挥的作用。

元器件的固有可靠性由于受到工艺、材料及制造技术等多方面的限制，在某项参数上影响可靠性的提高，如果我们设计师在应用时能避开元器件某项薄弱环节，（例如半导体器件的电压）仍能达到较满意的可靠性。

元器件的选择与应用是一个需要多学科相互配合才能完成的任务，要求电路设计师独立完成是不现实的，在当代电子科技高速发展的时代，元器件有上万个品种，而且还不断生产出新型元器件，而每种元器件有它特定的性能和使用要求，因为我们的电路设计师没有经过系统的元器件应用可靠性知识的学习，（因目前我国还没有一所大学设置电子元器件应用可靠性专业课程，）所以造成路设计师对元器件应用可靠性的缺失。

另一方面，我们在对元器件选用的控制方面没有科学有效的管理措施。目前我们的国军标GJB3404—98《电子元器件选用管理要求》只能基本上做到元器件的固有可靠性进行控制。但对电子整机在研制过程中，设计师所选用的元器件是否合理没有真正起到有效的控制。虽然标准也要求对选用的元器件进行评审及审批，但是由于大多数电子科技人员及相关领导缺泛元器件应用可靠性的专业知识，所以审批只能是一种形式，不可能对整机系统所选用的每一个元器件起到有效的控制。因此整机系统的可靠性得不到有效的保障。

再者，目前从事军用电子装备的研制和生产单位，由于处在和平时期，生产的整机数量少，一般不容易发现元器件选用中影响电子装备可靠性方面的问题，所以尽管采用了质量等级较高的元器件，但整机的可靠性並不能达到滿意的效果，远比不上与此相同元器件数量的民用整机可靠。随着电子科技的飞速发展，新元器件、新型材料不断岀现，更需要对电子元器件选择与应用进行科学有效的控制。并不断加强对应用可靠性的深入研究。

元器件的选择与应用严重影的整机可靠性的问题，不仅要在广大电子科技人员中普及元器件应用可靠性知识，还要从质量管理上制定科学有效的控制措施。我们四川省电子学会质量与可靠性专委会准备申报国军标的项目：《电子元器件的选择与应用控制规范》就是要求以国军标的形式控制电子元器件的选择与应用，解决由于元器件造用问题严重影响整机可靠性的瓶颈，以保障和提高整机的可靠性。

对元器件的选择与应用的控制，单靠设计部门是不可能完成的，需要一个单位中多个部门的的参与，并明确各相关部门的职责，做到相亙配合，各负其责，真正做到每个上机元器件得到有效控制。

下面简述各相关部门职责：

电子元器件采购供应部门（有些单位称物资部门）

不仅要保障采购的电子元器件符合本单位优选手册规定型号及合格供货商的要求，而且要满足电路设计师提岀所选用的元器件是否符合整机的环境条件要求，对是否有己停产或即将淘汰的产品，进行控制。并且宴经常要把国内外新研制、生产的新型元器件的性能与应用资料及将己停产或即将淘汰的元器件资料提供给设计部门，并能对电路设计师选用元器件提供指导，保障所制订的采购计划中每一种元器件符合整机的环境条件要求。并防止采购己停产或即将淘汰的元器件，为领导申批元器件申报计划提供可靠依据。

质量部门

质量部门包括质量管理与质量检验两项工作。质量检验主要负责对采购回来的元器件进行检测、筛选，保障元器件的性能与质量等级符合合同规定的技术标准要求。要做到对测试、筛选的相关数据进行认真分析，力求对经过筛选、测试的元器件质量做出科学有说服力的结论，并防止目前普遍存在的盲目的、形式化的测试与筛选；质量管理就是负责控制对用于整机的元器件是否符合整机规定质量等级要求、电应力要求及降额要求。并且对上机的每一个元件器是否附合上述要求负责。

标准化部门

负责控制用于整机的元器件及零部件是否符合标准化要求，选用先进的现行标准产品，控制非标元器件及零部件数量和质量。而且要对所选元器件的品种进行控制，以达到减少品种，提高复用率，便于维修的目的。

研发设计部门

研发设计部门是确定是元器件选用的主体部门，按整机要求向元器件采购部门提岀元器件清单，做到上机的每一个元器件符合整机的环境条件要求、电性能要求、可靠性要求。

除按以上进行划分责任要求对各相关部门，还应按研发项目成立元器件控制机构，它是执行《电子元器件的选择与应用控制规范》的组织保证。控制机构应由单位负责科研的领导负责，由采购供应部门、质量部门、标准化部门、设计部门等相关部门组成。根据产品研发阶段对元器件的控制进行评审。控制机构制定的每项控制措施要具备可行性、可操作性、可检查性。

可行性就是所规定的各项要求与相关部门的职责相结合，做到职责分明，责任分明，只要认真执行规范，就能够使每一个上机元器件得到控制。

可操作性就是各项规定详细具体，便于操作。例如在方案论证阶段，元器件如何控制，电路设计试验阶段对一般元器件如何控制，详细设计阶段对元器件的应力如何控制等。

可检查性就是每项工作完成后要进行检查，检查工作要做到认真、详细具体，各项要求要尽量细化，并应规定由谁负责检查，什么时间检查。检查中发现的问题应由哪个部门负责，采取什么措施改正，并对改进后的效果进行检查，都要落到实处。

元器件的选择与应用的控制，全面反映一个单位可靠性管理水平的高低程度。要做到合理的选择与应用元器件，目前各单位最主要的问题是缺泛元器件应用可靠性工程技术人才和管理方面的人才。因目前一般单位的管理人员及电路设计师受多种因素的影响，缺乏对元器件应用可靠性的知识。要解决这个问题，从长远观点看，建议有关高等院校设立电子元器件应用可靠性专业，从目前实际情况出发，应进行短期培训。应用可靠性是一项技术，所以本规范要提交的科研成果除了一个科学有效的电子元器件控制规范外，还将提交一部元器件应用可靠性的培训教材。其目的就是要为各单位培训提供教材。

4.电子元器件识别与测试实验心得 篇四

电感器件可分为两大类：一是应用自感作用的电感线圈;二是应用互感作用的变压器。电感线圈一般简称为电感，电感的应用范围很广泛，在调谐，振荡，耦合，匹配，滤波，陷波，延迟，补偿及偏转等电路中，都是必不可少的哦。其实电感就是一种线圈，自身可以建立(或感应)电压，以此反映通过线圈的电流的变化。也就是说，随着流过线圈的电流的变化，线圈内部会感应某个方向的电压以反映通过线圈的电流变化。在电路中，电感的符号为(__)基本单位是享，字母符号为H,常用的电感值还有毫享(mH),微享(uH),其转换关系为：1H=103mH=106uH。电感跟电阻类似，没有正负极，在电路 中可以任意连接，但是互相耦合的线圈必须用特殊的方式连接。

2.电感器的作用

电感的主要作用是隔交通直，这也是它的一个特性。还有就是滤波， 和组成谐振电路的作用。

3.电感器的检测

5.新能源材料与器件结课论文 篇五

--------燃料电池电动汽车

随着煤、石油、天然气等传统化石能源的开采和利用，全球可供使用的资源越来越少；另外，在传统能源的使用过程中，能源的过度使用也引起了温室效应等一系列问题。面临着这些问题，开发新型的、可持续发展的能源技术迫在眉睫，因此，新能源材料技术应运而生。新能源材料的出现带动了工业的进一步发展，比如新能源汽车就是在这一背景下诞生。

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源或者使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。包括增程式电动汽车、混合动力汽车、氢发动机汽车、燃料电池电动汽车、纯电动汽车、其他新能源汽车等。

一、工作原理

普通汽车的工作原理是由发动机将热能转变为机械能的过程，是经过进气、压缩、作功和排气四个连续的过程来实现的，每进行一次这样的过程就叫一个工作循环。而新能源汽车按照动力的不同，其工作原理也各不相同。以燃料电池电动汽车为例，其利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下．在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。

燃料电池电动汽车实质上是纯电动汽车的一种，主要区别在于动力电池的工作原理不同。一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。

二、燃料电池车的结构

燃料电池城市客车动力系统主要有燃料电池发动机、动力蓄电DC/DC变换器、能量控制单元、电机及其控制系统组成。其控制系统为线传操控系统。

燃料电池电动汽车的布置形式大概分为五种：单一的FC驱动结构（由燃料电池DC/DC、控制器、电动机组成）、FC+B系统结构（DC LINK）、FC+UC系统结构（超级电容器）、FC+B+UC(动力电池)、FC+B+FW(超高速飞轮)等几种情况。但总体而言大部分燃料汽车都具有以下最基本的整体结构设计。

三、发展趋势

燃料电池电动汽车以电动机为动力，用燃料电池作为能源转换装置，利用氢气作为燃料。与传统内燃机汽车相比，FCEV不通过热机过程，不受卡诺循环的限制，具有能量转化效率高、环境友好等内燃机汽车不可比拟的优点，同时仍然可以保持传统内燃机汽车高速度、长距离行驶和安全、舒适等性能，被认为是21世纪首选的洁净、高效运输工具。国内外专家普遍认为燃料电池技术将成为21世纪汽车工业核心。国家863计划中，明确将燃料电池汽车发展放在了我国的电动汽车发展的首位。

另外，日本目前在研发一种固体氧化物燃料电池汽车。这种汽车将生物乙醇转换为电力为驱动车辆的电池供电。对于当前市场上的电动汽车续航里程最多只有 500 km 左右，而日产声称他们的固体氧化物燃料电池系统可以提供至少 600 km 的行驶里程。这就使得采用日产这种技术的电动汽车在续航方面和汽油车相当了。不仅如此，因为这种车最终还是电力驱动，所以它依然具有纯电动车起步安静、加速强劲和油门反馈良好的特点。

然而，在发展的过程中依旧面临燃料电池汽车的制造成本和使用成本过高、启动时间长，系统抗震能力还需提高、经济且无污染地获取纯氢燃料还存在技术难点、燃料的供应、加氢站等基础网络设施建设几乎为零等一系列的问题。

四、市场应用

近几年，我国的新能源车市场呈现快速增长态势。但与纯电动车相比，去年我国燃料电池汽车产量仅有10辆。与纯电动车不同的：首先是氢燃料电池汽车技术门槛高，而我国的氢燃料电池技术不完善，产业化能力较弱；其次，燃料电池汽车的研发需要巨额投入，我国在燃料电池方面投入的资金和技术力量较少，未来有较大的发展空间。

从全球来看，海外车企巨头纷纷布局新能源汽车，氢燃料电池车成为研发重点。丰田2014年底推出的一款氢燃料电池车在日本上市，并于去年在欧洲上市，本田的氢燃料电池车将于今年年底上市。另外，奔驰将于2017年推出首款环保氢燃料电池动力车型，预计氢燃料电池的储氢罐充满约用时3分钟，巡航里程可达483公里。未来新能源汽车市场将至少新增17款氢燃料电池车，为氢燃料电池发展起到重要支撑作用。

近日，福田欧辉揽获100辆氢燃料电池电动客车订单的新闻被媒体广泛报道。由于在此之前全球范围内也没有出现过这么大批量的氢燃料电池客车订单，因此，福田这一批量订单，被称为是“实现氢燃料电池电动客车产业化、批量商业化开发运营”的标志性事件。

6.光电子器件概念总结 篇六

2.激光的特性：方向性好、单色性好、亮度高、相干性好。

3.玻尔假说：定态假设和跃迁假设。定态假设：原子存在某些定态，在这些定态中不发出也不吸收电磁辐射能。原子定态的能量只能采取某些分立的值，而不能采取其它值。跃迁假设：只有当原子从较高能量的定态跃迁到较低能量的定态时，才能发射一个能量为h的光子。

4.光与物质的共振相互作用的三种过程：自发辐射、受激吸收和受激辐射。

5.自发辐射跃迁几率的意义：在单位时间内，E2能级上N2个粒子数中自发跃迁的粒子数与N2的比值；也可以理解为每一个处于E2能级的粒子在单位时间内发生自发跃迁的几率。

6.自发辐射跃迁寿命：粒子在E2 能级上停留的平均时间称为粒子在该能级上的平均寿命，简称寿命。τ=1/A21 7.亚稳态：寿命特别长的激发态称为亚稳态。

8.受激辐射的光子性质：放出光子的频率、振动方向、相位都与外来光子一致。9.受激吸收和受激辐射这两个过程的关系及其宏观表现：在外来光束照射下，两能级间受激吸收和受激辐射这两个过程总是同时存在，相互竞争。当吸收过程比受激辐射过程强时，宏观看来光强逐渐减弱；反之，当吸收过程比受激辐射过程弱时，宏观看来光强逐渐加强。

10.受激辐射与自发辐射的区别：最重要的区别在于光辐射的相干性，由自发辐射所发射的光子的频率、相位、振动方向都有一定的任意性，而受激辐射所发出的光子在频率、相位、振动方向上与激发的光子高度一致，即有高度的简并性。

11.光谱线加宽现象:实际上光强分布总在一个有限宽度的频率范围内,每一条谱线都有一定的宽度, v = v0只是谱线的中心频率.这种现象称为光谱线加宽。

12.谱线加宽的原因:由于能级有一定的宽度。

13.谱线加宽的物理机制分为哪两大类？它们的区别？

可以根据谱线加宽的物理机制，将谱线加宽分为均匀加宽和非均匀加宽。

均匀加宽：引起加宽的物理因素对每个原子都是等同的。发光粒子的光谱因物理因素加宽后中心频率不变,由它们迭加成的光源光谱形状与发光粒子相同。主要包括自然加宽、碰撞加宽和热振动加宽等。谱线形状是洛伦兹形的。非均匀加宽：引起谱线加宽的物理因素对介质中的每个发光原子不一定相同，每个发光原子所发的光只对谱线内某些确定的频率。发光粒子的光谱因物理因素使得中心频率发生变化,由它们迭加成的光源光谱形状与发光粒子不同。主要包括多普勒加宽和残余应力加宽。谱线形状是高斯形的。14.谱线加宽对原子与准单色光辐射场相互作用的影响:由于发光粒子的谱线加宽，与它相互作用的单色光频率不一定精确等于粒子中心频率时才发生受激跃迁。而在v’=v0附近范围内，都能产生受激跃迁。当v‘=v0时跃迁几率最大，v’ 偏离v0跃迁几率急剧下降。

15．参与普通光源的发光的光与物质共振相互作用过程:受激吸收和自发辐射。

16.激光产生的必要条件和充分条件:必要条件：粒子数反转分布和减少振荡模式；充分条件：起振和稳定振荡。

17.激光器的基本结构及其各部分的作用:激光工作物质、泵浦源、光学谐振腔。泵浦源：实现粒子数反转分布状态。光学谐振腔：减少振荡模式数。

18.增益饱和现象:当入射光强度足够弱时，增益系数与光强无关，是一个常量；而当入射光强增加到一定时，增益系数将减小，这种现象称为增益饱和现象

19.二能级系统为什么不能充当激光工作物质？光抽运可以将粒子从低能级抽运到高能级。在二能级系统中，由于发生受激吸收和受激辐射的几率是相同的（B12=B21），最终只有达到两个能级的粒子数相等而使系统趋向稳定。20.三能级和四能级系统如何实现粒子数反转？为什么四能级系统比三能级系统的效率高？

E1为基态，E2、E3 为激发态，中间能级E2为亚稳态。在泵浦作用下，基态E1的粒子被抽运到激发态E3上，E1上的粒子数N1随之减少。但由于E3能级的寿命很短，粒子通过碰撞很快地以无辐射跃迁的方式转移到亚稳态E2上。由于E2态寿命长，其上就累积了大量的粒子，即N2大于N1，于是实现了亚稳态E2与基态E1间的粒子数反转分布。

四能级系统是使系统在两个激发态E2、E1之间实现粒子数反转。因为这时低能级E1 不是基态而是激发态，其上的粒子数本来就极少，所以只要亚稳态E2上的粒子数稍有积累，就容易达到N2 大于N1，实现粒子数反转分布，在能级E2、E1 之间产生激光。于是，E3 上的粒子数向E2 跃迁，E1上的粒子数向E0 过渡，整个过程容易形成连续反转因而四能级系统比三能级系统的效率高。21.激光的纵模和横模:光场沿轴向传播的振动模式称为纵模；激光腔内与轴向垂直的横截面内的稳定光场分布称为激光的横模。22.激光横模形成的主要因素:激光横模形成的主要因素是谐振腔两端反射镜的衍射作用。23.激活离子:为产生激光发射作用而掺入的离子。

24.固体激光器的基本构成:工作物质、泵浦系统、谐振腔和冷却、滤光系统。25.红宝石激光器的激活离子和能级系统:Cr3+ 三能级系统。26.Nd3+:YAG的能级系统:四能级系统。

27.He-Ne激光器的基本结构？其中激光管主要包括哪三部分？激光管和激光电源。放电管、电极和光学谐振腔。

28.在He-Ne激光器中，为保证632.8nm谱线起振并提高其输出功率, 设法抑制3.39μm谱线的振荡所采取的方法？棱镜色散法；腔内放置甲烷吸收盒；外加非均匀磁场法

29.双简并半导体的能带特点：半导体中存在两个费米能级。两个费米能级使得导带中有自由电子；价带中有空穴。

30.pn结如何形成双简并能带结构：当给P－N 结加以正向电压V时，原来的自建场将被削弱，势垒降低，破坏了原来的平衡，引起多数载流子流入对方，使得两边的少数载流子比平衡时增加了，这些增加的少数载流子称为“非平衡载流子”。这种现象叫做“载流子注入”。此时结区的统一费米能级不复存在，形成结区的两个费米能级EF+和EF-，称为准费米能级。它们分别描述空穴和电子的分布。在结区的一个很薄的作用区，形成了双简并能带结构。31.同质结砷化镓(GaAs)激光器的特性 ：单向导电性

32.从提高双异质结型半导体激光器的性能要求出发,对异质结两侧的材料的技术要求：(1)要求两种材料的晶格常数尽可能相等,若在结合的界面处有缺陷,载流子将在界面处复合掉,不能起到有效的注入、放大和发光的作用;(2)为了获得较高的发光效率,要求材料是直接跃迁型的;(3)为了获得高势垒,要求两种材料的禁带宽度有较大的差值。

33.双异质结型半导体激光器结构：双异质结（DH)LD由三层不同类型的半导体材料构成，不同材料发不同的波长。结构中间一层窄带隙P型半导体为有源层，两侧分别为宽带隙的P型和N型半导体是限制层，三层半导体置于基片上，前后两个晶体解理面为反射镜构成谐振腔。光从有源层沿垂直于PN结的方向射出。34.光波导的分类：（1）平板波导、（2）矩形波导、（3）圆柱形波导

35.以非对称型平板介质波导为例，平板介质中可能存在的模式？以及相应的入射角与全反射角的关系？ 包层模、衬底模和导模θ1<θc13<θc12，θc13<θ1<θc12，θc13<θc12<θ1 36.从平板介质波导中的导波的特征方程，入射角与模序数的关系：由特征方程还可以看出，在其他条件不变的情况下，若θ1减小，则m增大，因而表明高次模是由入射角θ1较小的平面波构成的。

37.截止波长是的定义：当θ1=θc12 时处于截止的临界状态，导波转化为辐射模，此时的波长就是该模式的截止波长。

38.在非对称型平板介质波导所有模式中，截止波长最长的模式？以及单模传输的条件？TE0模的截止波长最长。λc(TM0)<λ0<λc(TE0)39.在对称型的平板介质波导中的两种特殊的现象：当TEm模出现时TMm模也伴随出现的兼并现象和没有截止现象。40.光纤的基本结构：由折射较高的纤芯和折射率较低的包层组成。

41.光纤涂覆层的作用：涂覆层的作用则是隔离杂散光、提高光纤强度和保护光纤等。

42.光纤是否为单模传输与什么有关：与光纤自身的结构参数和光纤中传输的光波长有关。

43.渐变型光纤与阶跃型光纤的区别：渐变型光纤与阶跃型光纤的区别在于其纤芯的折射率不是常数，而是随半径的增加而递减直到等于包层的折射率

44.光调制：光调制就是将一个携带信息的信号叠加到载波光波上 45.这些参数包括：光波的振幅、位相、频率、偏振、波长等。

46.什么是内调制，什么是外调制：振幅内调制是将要传输的信号直接加载于光源，改变光源的输出特性来实现调制。外调制是在光源外的光路上放置调制器，将要传输的信号加载于调制器上，当光通过调制器时，透过光的物理性质将发生改变，实现信号的调制。

47.调制的波形特点：调幅波的振幅（包络）变化规律与调制信号波形一致；调幅度ma反映了调幅的强弱程度

48.电光效应：某些晶体在外加电场的作用下，其折射率将发生变化，当光波通过此介质时，其传输特性就受到影响而改变

49.KDP晶体在外加电场时，折射率椭球体的变化：KDP晶体沿 z（主）轴加电场时，由单轴晶变成了双轴晶体，折射率椭球的主轴绕z轴旋转了45o角，此转角与外加电场的大小无关，其折射率变化与电场成正比。

50.什么是纵向电光效应，什么是横向电光效应？电场方向与通光方向一致, 称为纵向电光效应;电场与通光方向相垂直, 称为横向电光效应。

51.半波电压：当光波的两个垂直分量Ex’ , Ey’ 的光程差为半个波长(相应的相位差为π)时所需要加的电压，称为“半波电压”。52.电光强度调制器件的器件组成及工作原理：①起偏器、电光晶体、检偏器、1/4波片。②当一束线偏振光沿着 z 轴方向入射晶体, 且 E 矢量沿 x 方向，进入晶体(z=0)后即分解为沿 x’ 和 y’方向的两个垂直偏振分量。由于二者的折射率不同, 则沿x’ 方向振动的光传播速度快, 而沿 y’ 方向振动的光传播速度慢, 当它们经过长度 L 后所走的光程分别为 nx’L 和ny’L, 这样, 两偏振分量产生相位延迟，这个相位差作用就会改变出射光束的偏振态。如果在晶体的输出端放置一个与入射光偏振方向相垂直的偏振器，当晶体上所加的电压变化时。从检偏器输出的光只是椭圆偏振光的Y向分量，因而可以把偏振态的变化变换成光强度的变化

53.电光开关原理：电光开关的基本结构与电光调制器类似。在晶体前后放置两块通光方向相互垂直的偏振片，根据晶体性质，在两端加上相应的半波电压，使得进入晶体的偏振光在经过晶体后的偏振方向改变了 /2，正好与检偏器的通光方向一致，因而光波能完全通过，相当于开关接通的情况；如果不加电压，使得从晶体中出射光的偏振方向与检偏器的通光方向垂直，光波完全被阻挡，相当于开关断开的情况。

54.声光效应：声波在介质中传播时，它使介质产生相应的弹性形变，从而激起介质中各质点沿声波的传播方向振动，引起介质的密度呈疏密相间的交替变化，因此，介质的折射率也随着发生相应的周期性变化。超声场作用的这部分如同一个光学的“相位光栅”，该光栅间距(光栅常数)等于声波波长s。当光波通过此介质时，就会产生光的衍射。其衍射光的强度、频率、方向等都随着超声场的变化而变化。

55.光相互作用的两种类型及其区别：拉曼—纳斯衍射：超声波频率较低。布拉格衍射：声波频率较高。56.声光体调制器的组成：声光介质、电—声换能器、吸声(或反射)装置及驱动电源等。

57.声光调制的工作过程：根据声光调制器的工作过程，首先是由电—声换能器把电振荡转换成超声振动，再通过换能器和声光介质间的粘合层把振动传到介质中形成超声波，当光波通过声光介质时，由于声光作用，使光载波受到调制而成为“携带”信息的强度调制波。

58．磁光调制的工作过程：磁光调制是电信号先转换成与之对应的交变磁场，由磁光效应改变在介质中传输的光波的偏振态，从而达到改变光强度等参量的目的。

59.光电探测器：对各种光辐射进行接收和探测的器件。

60.光电探测的物理效应的三大类：光电效应、光热效应、波扰动效应。

61.光电效应：光照射到物体上使物体发射电子，或电导率发生变化，或产生电动势，这些因光照引起物体电学特性改变的现象，统称为光电效应。

62.光热效应：器件吸收入射辐射功率产生温升，温升引起材料某种有赖于温度的参量的变化，检测该变化，可以探知辐射的存在和强弱。

63.内光电效应以及包括的两类效应：光子激发的载流子(电子或空穴)将保留在材料内部，主要包括光电导效应和光伏效应。64.光电导效应：光电导效应是光照变化引起半导体材料电导变化的现象

65.光伏效应：光伏效应指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。

66.光生伏特效应过程：当光照射pn结时，只要光子能量大于禁带宽度，无论p区、n区或结区都会产生少数载流子。那些在结附近n区中产生的少数载流子离pn结的距离小于它的扩散长度，总有一定概率扩散到结界面处，它们一旦到达pn结界面处，就会在结电场作用下被拉向p区。同样，如果在结附近p区中产生的少数载流子扩散到结界面处，也会被结电场迅速拉向n区。结内产生的电子-空穴对在结电场作用下分别被移向n区和p区。如果电路处于开路状态，光生电子和空穴积累在pn结附近，使p区获得附加正电荷，n区获得附加负电荷，使pn结获得光生电动势。

7.光电子材料与器件试题 篇七

电子元器件是电子系统或电子电路的重要组成,其在使用中极易出现失效或故障,并进一步引起电子设备发生故障。尽管电子元器件的失效模式具有多样化的特征,但其中存在一定的规律性,因此从失效模型角度探究电子元器件的可靠性试验在保证元器件的质量和可靠性上具有现实意义。在本案,作者首先介绍电子元器件的失效模型,然后再进一步解析其可靠性试验。

1 元器件的失效模型

电子元器件从损伤的累积上可分为耗损型失效和过应力失效,其中耗损型失效是经过一段时间的累积后产生的一种损伤;过应力失效是在应力比强度大的情况下产生的一种损伤,因此其中没有损伤累积的问题。研究发现,当失效机理不同时,失效模型的形式也有所差异,而失效模型大致包含以下三种形式:寿命模型、应力强度模型和性能衰减模型。

1.1 寿命模型

寿命模型是一种耗损性失效,其损伤在时间的推进中不断累积及其失效判据为元器件的工作时间已达使用寿命。寿命模型描述的是元器件在满足工作条件时的预计使用寿命,即当工作时间与预计使用寿命相等时,元器件便会失效。以Arrhenius模型为例。Arrhenius模型与化学反应速度存在一定的关联性,其在环境温度T中的寿命tL=C.eEa/KT,式中,C为常数;k为Boltzman常数;Ea表示化学反应激活能。据此,在元器件的工作时间t与tL相等时,元器件失效。

1.2 应力强度模型

应力强度模型是一种过应力失效,其没有损伤累积及其失效判据为应力比强度大。应力强度模型描述的是元器件在特定工作环境中由外部载荷所致的内部应力相应,且当外部载荷所致的应力比内部大时,元器件失效。以静态的机械应力模型为例。在单向拉伸载荷F的环境中,杆(截面积A)的内部单向拉伸应力δ=F/A,其中当应力δ与杆的拉伸强度δ0相等时,杆产生破坏。

1.3 性能衰减模型

性能衰减模型是一种耗损性失效,其损伤在时间的推进中不断累积及其失效判据为性能参数在规定值以外。性能衰减模型描述的是在规定工作条件下,元器件性能参数在时间推进中的衰减变化规律,且当性能参数指标不在规定范围时,元器件失效。以半导体发光二极管为例。随着工作时间t的向前推进,二极管的发光强度Iv=Iv0eat,式中,Ivo表示二极管的最初发光强度;α为二极管光强的衰减系数。假设某一电子设备要求其发光二极管≥临界值Ivmin,那么当Iv衰减至Ivmin以下时,这一发光二极管失效。

2 元器件的可靠性试验

可靠性指的是元器件在规定条件下和生命周期中完成预定功能的能力,其是元器件质量的重要指标。由前文可知,从本质上来讲,电子元器件失效是一个物理问题,因此在上述失效模型的基础上,可采取物理和化学的方法来阐释可靠性的问题,继而产生一种失效物理模型。据此,作者分别从如下三个方面展开讨论:

2.1 界限模型

界限模型主张利用引起元器件失效的能量界限和应力界限来研究其失效机理,其中对界限的了解有助于分析失效机理及对其进行改进。例如,接插件在谐振作用下产生的接触簧片脆裂、接触瞬间断裂等都会影响到材料的弹性、刚性及断裂强度的界限。因此,在设计中,应在已知界限的基础上预留相应的安全余量及严控元器件的工作条件,以防应力或能量在大于安全界限时引起元器件失效,从而保证元器件的可靠性。另外,在元器件的环境适应性试验中,应按元器件在工作条件下所遇的最大应力来选取应力,并采取试验的方法来检验元器件在极值应力条件下的工作或存储效果。

2.2 应力-强度模型

在任何应力条件下,电子元器件都有一定的强度或限度,且当应力超出这一强度或限度要求时,元器件便会失效。图1为应力-强度模型示意图。如图1所示,假设环境应力为一个有一定分布的稳定值,元器件的初始强度偏高,且强度与应力的分布不重叠。那么,在应力作用下,元器件的承受强度随着时间的向前推进而不断下降。假设施加的应力比可承受的强度大时,元器件便会失效。在实际应用中,应力并非按恒定中心值分布,但当应力比强度大时,元器件便可能会失效。因此,可将应力-强度模型用在元器件的筛选中,但在使用前,需先施加一个较高的应力来筛除低强度的失效元器件,以提高元器件的安全性。

在可靠性试验中,环境应力的筛选便是以应力-强度模型为理论依据,即在元器件上施加一个随机振动与温度循环应力来筛除由元器件自身或工艺所致的早期故障。另外,在环境防护设计中,防振设计所说的环境是指机械环境,其中机械应力包括加速度、碰撞、冲击和振动等,另外元器件在使用中发生的疲劳损坏、材料裂损和钝化层等失效问题皆与其承受强度相关联,具体可利用应力-强度模型来解释。

2.3 耐久模型

耐久模型是指在应力的界限下,元器件一开始可正常工作,但经过长时间的运行以后却发生了失效。据此,耐久模型描述的是应力与时间的关系。在耐久模型中,应力或能量会在时间的向前推进中不断累积至一定量后引起元器件失效。针对上述问题,应力-强度模型认为耐久模型描述的是强度的退化,故可将其称作退化模型。另外,从时间横轴来看,内因是损伤累积,因此可将耐久模型称作损伤累积模型。在可靠性鉴定试验中,应按如下要求开展任务模拟试验:模拟元器件在使用中的真实环境条件、动态变化过程及不同任务的占比,其中在这一试验中,元器件在恶劣环境下工作的时间较短,则可靠性试验时间由可靠性指标、统计试验方案和元器件自身的MTBF真值所决定,一般试验时间非常长。据此,开展可靠性鉴定试验,可获得元器件的可靠性指标及其可靠性信息。

3 结束语

综上,电子系统或电子电路故障主要由电子元器件失效所致。研究发现,在试验中仅用一种应力根本无法找出电子设备存在的问题,即对电子设备的一些缺陷而言,只有通过多应力组合的方式才能将其发现。可见,通过解析电子元器件的失效模型和开展可靠性试验,可快速确定最佳的试验方法及及时发现元器件中存在的故障,从而保证元器件的质量和可靠性。

参考文献

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[2]韩英岐.电子元器件的选择与应用控制规范[J].电子元器件应用,2012,9:9-11.

[3]吕俊霞,宣峰.电子元器件的可靠性分析[J].洁净与空调技术,2011,1:32-34+37.

[4]刘丽媛,李少平,蔡伟.气体电离引发的可靠性问题研究[J].失效分析与预防,2013,1:60-64.

[5]王德权.浅析电子元器件的失效分析技术[J].科技与企业,2013,7:308.

8.常用电子元器件性能 篇八

①电阻器的基本作用。

电阻器在电路中的作用，遵循欧姆定律的原则，可知回路内的电流与电源电势成正比，而与电阻值成反比。

也就是说电阻在电路中主要起分压和限流的作用。

②电阻器的分类。

电阻器可分为固定式电阻器和可调(变)式电阻器两大类。

根据材料和结构的不同又可分为以下几类：碳膜电阻器、金属膜电阻器、绕线电阻器。

③电阻器的技术参数。

电阻的主要技术参数有两项：标称阻值和标称功率。

标称阻值是指电阻体表面上标注的电阻值。

标称功率是指电阻器在直流或交流电路中，在一定大气压和规定的温度下，长期连续工作所允许承受的最大功率。

电阻器的标称阻值和误差等级一般标注在电阻体上面，通常有直接标注法和色码(环)标注法两种方法。

一是：直接标注法。

直接标注法就是直接将电阻器的标称值和误差等级的数字标注在电阻体上。

实际使用中，电阻器表面上的单位常省略或简写。

二是：色码(环)标注法。

为了能从电阻体的各个方向都能看清标注内容，有的电阻器用不同的色环来表示阻值和误差。

④电阻器的使用常识。

电阻器接入电路时，其引出线的长度以8～15mm为宜，不能过长或太短，也不要从根部打弯，否则容易折断。

电阻器在存放和使用过程中，要保持漆膜的完整，不允许用锉、刮电阻膜的方法来改变电阻器的阻值，因为漆膜脱落后，电阻器的防潮性能变坏，无法保证正常工作。

3.2 电容器。

①电容器的基本作用。

电容器具有贮存电能和释放电能的基本功能。

在充电期间，电容器上的电荷按指数增长，电路中有一按指数衰减的充电电流。

放电期问，电容器上电荷和电压按指数下降，电路中有一按指数衰减的放电电流。

在充放电过程中，电容两端的电压不可能突变。

②电容器的分类。

电容器通常有固定电容器、可变电容器和微调电容器三大类。

根据电介质的不同，固定电容器又有云母电容、有机膜电容、电解电容等类别。

云母电容器：它具有稳定性高、精度高的特点，广泛应于无线电设备中。

有机膜电容器：常用作旁路、耦合和滤波电容，但其高频特性稍差电解电容器：电解电容器是一种具有极性的电容器，在电路中主要作级问耦合，旁路和滤波等作用。

③电容器的主要参数。

电容器最主要的技术参数有两项：容量和额定上作电压。

容量：电容器的容量决定于它的几何结构和电介质的种类。

极板的有效作用面积是愈大，极板间距离愈小，电介质的介电常数就愈大，则电容器的容量也愈大。

电容器的额定工作电压：指往规定的温度范围内，电容器能够长期可靠工作的最高电压。

电容器的额定工作电压一股直接标在电容器表面上。

④电容器的使用常识。

大多数电解电容器的外表面的一侧都有显著的标记，其所对应的管脚为负极。

当单个电容器的耐压值满足不了要求时，可将多个电容器串联以提高耐压。

当容量不足时，可将多个电容器并联以增大容量。

3.3 变压器。

①变压器的基本作用。

变压器在电路中主要完成能量和信传递。

在输电方面，当输送功率及负载功率因数一定时，电压愈高，则线路电流愈小。

因此在输电时必须利用变压器将电压升高。

在用电方面，为了保证用电的安全和合乎用电设备的电压要求，还要利用变压器将电降低。

②变压器的分类。

在电子线路巾，根据变压器的结构和用途一般可分为高频变压器(天线线圈)、巾频变压器(俗称中周)、低频输入变压器、低频输出变压器等。

③变压器使用常识。

天线线圈通常足会征磁棒上使用，能提高犬线线圈的传输效率，增强接收机的抗干扰能力。

中周一般由三个组成一套，根据绕制数据和体积大小的.不而冠以不同的序号，并在中周的磁帽上涂有不同的颜色。

参考文献：

[1]罗雯，魏建中，阳辉，等.电子元器件可靠性试验工程[M].北京：电子工业出版社，.

[2]孙青，庄奕琪.电子元器件可靠性工程[M].北京：北京电子工业出版社，.

[3]GJB/Z 299C- 电子设备可靠性预计手册[S].

[4]GJB 3404- 电子元器件选用管理要求[S].

9.电子器件失效分析--学习心得 篇九

通过8月5日、6日两天的学习培训，结合我司的实际情况，总结以下几点学习体会。

一、电子器件失效的理念。

失效分析并不等同于维修，一般大公司的失效分析部包括物料的认证、生产问题的解决、硬件管理和设计评审，所以产品的失效包含很广的领域，并不是单纯的维修不良品。

二、失效分析的意义

失效分析是打开可靠性工程大门的钥匙。失效分析可以解决生产即时存在的问题，也为后续产品可靠性打下良好的基础，创造明显的价值。

三、电子器件失效的分类和控制

1、ESD控制

ESD失效的四个特征

隐蔽性：人体感知的静电放电电压2-3KV。

潜在性：损伤后性能没有明显的下降，往往是在产品到用户手里半年以上才发生问题。

随机性：从一个元件产生以后，一直到它失效以前的所有过程。复杂性：分析困难，掩盖了失效的真正原因

结合我司的生产，首先应保证生产仪器的良好接地，工作台面的接地，特别是烙铁和测试仪器的接地，再就是防止人体放电，正确配戴静电手环。

举例：LED不允许插在泡沫上，因泡沫上的静电可达1000V以上，而LED要求静电等级红光、绿光大概在500-1000V,蓝光大概为100-300V.根据这一实例，对于我司的IC供应商，我们可以要求其出具IC规格书中的一个静电等级，以便于有效判断IC失效是否为静电损伤的可能性。最后，最好能在生产线配一个静电测试仪。

2、MSD的控制

器件的潮湿敏感等级分为1-6级，当大于3级(即只允许暴露168H)时，必须要经过烘烤后使用;当大于5级或5A级（即只允许暴露24-48H）以上时，建议不使用,否则就会出现“爆米花”效应（即当电子零件吸入湿汽时，由于外表温度的急剧升高，就会导致元件的外封装出现裂纹）。

结合我司，以后在电子来料检验时，注意供应商来料的暴露期限等级。在零件加工及成品生产的全过程注意防潮，注意关窗，成品任何时候不允许直接放在地面上，必须加隔板，避免靠墙堆放。

3、DFM，即可生产性设计

根据新产品的特点，对PCB布局设计，元件选择，制造工艺流程选择，可生产性等进行审核。提出改进建议，并确定工艺难点。在PCB投板之前就预计到可能产生的工艺问题，提前消除可生产性设计缺陷对产品造成的影响。

举例：0805以下的表贴器件，在过波峰时会出现器件的“立碑”现象，即表贴件在焊盘上立起来。造成这种现象的主要原因就是设计时焊盘没有做隔热焊盘，当焊0805以下的表贴器件时，因其重量太轻（小于1克），而此时焊盘两端的热不对称时，一端先熔化，就会出现刚刚所说的“立碑”现象。另外，表贴元器件焊盘和插件焊盘距离不得太近，最好距离5mm以上，有利于制具的制作。

10.光电子材料与器件试题 篇十

SiC材料是第三代宽带隙半导体材料的典型代表, 具有带隙宽、击穿电场高、载流子饱和漂移速度快等一系列优点, 几乎所有的物理和化学性质均优于Si材料, 且与Si集成电路工艺兼容, 是制造高温、高频、大功率、抗辐射、不挥发存储器件及光电器件的理想材料。SiC的同质异型体达200多种, 而以6H-SiC为衬底的同质外延生长技术成熟, 生长外延膜结晶质量好, 缺陷少, 界面陡峭, 成为研究的热点。

与Si材料器件一样, 有很多SiC材料器件将应用在如太空等辐射环境中, 辐射必然对材料器件产生损伤和影响;在SiC器件工艺中, 相当多的掺杂是通过离子溅射进行的, 这相当于在器件的生产阶段就遭受到了离子辐照;有些SiC器件被制成了辐射探测器, 辐射对探测器的影响必须在使用前有定性的研究;为了改进SiC器件的抗辐射加固设计, 必须对器件的辐射效应机理进行深入研究。基于以上理由, SiC材料和器件的辐射效应研究成为其技术发展中重要研究的内容。

辐射效应研究基本上与SiC材料和器件的发展同步。自从1990年6H-SiC单晶片实现商品化以来, 1991年加拿大的A.L.Barry等便开始利用电子束辐照6H-SiC发光二极管进行损伤研究[1], 此后SiC材料和器件的辐照效应研究便逐步多起来。2001年以前, 由于SiC器件制作困难, 因此大多数研究都针对材料的辐射效应;2001年以后, SiC器件相对容易获取, 且材料的辐射效应研究已解决了相当多的问题, 因此器件的辐射效应研究逐渐增多, 并占主导地位。

1 辐射效应及其主要研究方法

辐射源一般有电子、质子、中子、γ射线和重带电粒子, 不同的射线在材料中产生的损伤是不同的, 且损伤不但与射线的能量、剂量关系密切, 而且也与器件的偏置状态、温度等条件关系密切, 因此辐射效应研究是一个相当复杂的问题。通过对国内外的研究情况进行分析, 从材料和器件2个方面来表述一般的研究方法。

1.1 6H-SiC材料的辐射效应及研究方法

材料的辐射效应相对于器件要简单一些, 因为器件本质上是多种材料的组合, 而且还有器件的偏置等因素。对于材料, 主要关心的是其温度和方向 (晶面与射线的角度) 。不同射线对SiC材料的辐射效应及影响的研究结论见表1。

从表1中可以看出, 射线辐照在材料中主要是产生深能级缺陷和非晶相变。对深能级缺陷的研究, 一般采用深能级瞬态谱仪进行测量;对非晶相变, 一般采用电子显微镜、X射线光电谱仪和卢瑟福沟道-背散射方法进行研究。对材料辐射效应的研究, 除以上方法外, 还有电子顺磁共振法、红外光谱法、正电子湮灭谱仪和穆斯堡尔谱学法。

1.2 6H-SiC器件的辐射效应及研究方法

器件是由金属、半导体和绝缘体等材料制备的。材料性能的变化必然导致器件性能的变化, 但器件的辐射效应比材料的要复杂得多。首先是构成器件的不同材料的相互影响, 在辐照时形成的界面态和空间电荷对器件性能影响巨大, 并且器件在制作过程中形成的本征缺陷对其性能的影响也大;其次, 器件的辐射效应除与材料和结构、辐射性质以及环境条件有关外, 还与工作模式有关, 体效应器件以位移损伤为主, 表面效应器件以总剂量损伤为主, 集成电路还会出现剂量率和单粒子效应。

目前由于SiC器件的发展还不成熟, 因此对器件辐射效应的研究基本集中于二极管、场效应管2种类型。对器件电特性的辐照研究, 一般通过测量其C-V、I-V特性曲线进行;对器件辐照深能级的研究, 一般用深能级瞬态谱仪、正电子湮灭谱仪测量。

2 国外的研究现状

对这个领域开展研究的国家有:美国、英国、德国、法国、俄罗斯、日本、韩国、印度、瑞典、加拿大, 意大利。比较著名的研究机构有:加拿大通信研究中心, 德国埃朗根-纽伦堡大学、哥廷根大学, 美国太平洋西北国家实验室、空军研究实验室、南加州大学、戴顿大学, 瑞典林雪平大学, 俄罗斯洛夫物理所, 日本原子能研究所、冈山大学、大阪大学, 法国巴黎大学。

从文献检索的情况来看, 研究出现了2个高峰期, 分别在2001年和2007年, 对电子束和重带电离子辐照的研究较多, 而对γ射线总剂量辐照的研究则相对较少;辐照效应的研究多, 抗辐射加固措施的研究少。下面从材料和器件2个方面进一步介绍。

2.1 6H-SiC材料辐照效应的研究

对6H-SiC材料, 主要是利用不同的射线辐照n型、p型或本质半导体材料, 研究其Si原子和C原子的位移阈能[1,2]、深能级缺陷[3,4,5,6,7,8]、空位缺陷[3,9,10,11,12,13]、材料导电性变化[14]或非晶相变[15,16,17,18,19,20,21]。由于电子束能量和剂量方便控制, 可以模拟其它射线在材料中的辐射效应, 因此电子束辐照材料的研究最多[1,2,4,6,17,18,19,22,23,24,25,26,27]。另外, 质子辐照以及中子、重带电粒子辐照也是研究较多的。研究重点从以前的辐照缺陷转变为近年的材料结构影响[13,18,19,20,21]。对材料的辐照效应研究, 很多文献集中在共同的几个方面, 主要结论如表2所示。

另外, 对辐照产生的空位缺陷和非晶相变的研究[2,3,6,7,13,28,29]表明, 电子、中子、质子和重带电粒子辐照n型、本征和p型材料, 产生的缺陷绝大部分是C空位-H复合体形式, 不存在孤立的C空位缺陷, 只在p型材料中产生带负电荷的Si空位缺陷, 并且缺陷的性质与辐照的射线及其能量密切相关。随着辐照剂量的增加, 产生的缺陷同时积聚, 最终在半导体晶体中产生非晶相变。非晶相变的产生分3个阶段:低剂量辐照下产生点缺陷, 点缺陷积聚到临界值, 开始形成一个无定形层, 有C-C和Si-Si键产生。辐照时C原子的优先碰撞和损伤恢复在无定形SiC形成过程中起重要的作用。此外, 缺陷在辐照期间可能有动力学恢复, 导致产生非晶相变的辐照剂量增加。辐照还会引起6H-SiC在基面和C轴的晶格参数变化, 这些参数是辐照剂量的函数。C轴的晶格参数随辐照剂量的增加而单调增加, 而α轴的晶格参数在极低剂量下却减小, 表现为晶胞体积收缩。α轴的晶格参数减小可能缘于辐照引起的空位和反位置缺陷使得晶格在基面方向收缩。

2.2 器件辐照效应的研究

由于器件发展水平的限制, 研究的种类以二极管、场效应管为主。二级管又分p-n结、肖特基2种。

对p-n结二极管辐照效应的研究主要集中在非平衡载流子[3,32]、p-n结电特性[30,33,34]方面。

质子辐照p-n结二极管产生的空间电荷区深能级复合会引起非平衡载流子寿命降低2个数量级, 且在一定辐照注量以上寿命与退火温度和注量的关系不大。低温区的E1和E2是复合中心, 但这2个中心对少数载流子寿命的影响不大, 是中性粒子俘获中心。质子辐照缩短了空穴寿命, 增加了深能级浓度, 从而在二极管中形成一个绝缘层。钴源γ射线和电子束辐照p-n结二极管, 其理想因子η在2.0左右, 并且随辐照射线种类的不同变化不大。在0.4～1.5MGy的剂量范围内漏电流随剂量的增加而增加, 超过1.5MGy, 漏电流随剂量的增加而减小。二极管的耗尽层宽度W在不同反向偏置电压下随辐照 (γ和电子束) 剂量的增加而增加。该类二极管在反向偏置电压20V以上的电荷收集效率达到100%, 可以作为理想的电荷探测器。

对肖特基二极管辐照效应的研究主要集中在其作为辐射探测器的性能[35]、电特性[5,36,37,38]方面。作为探测器的肖特基二极管在电子辐照下电荷随辐照剂量线性增加, 直到10Gy, 并且在2～7Gy/min范围内电流响应随光子辐照剂量率呈线性变化, 是剂量率的函数。在650K时采用8MeV和1GeV的质子束辐照6H-SiC二极管导致非补偿施主浓度增加, 但采用150keV能量辐照时施主浓度不受影响。在高温下利用辐照在SiC器件中产生高阻区是不可能的。采用2MeV微束He+粒子辐照二极管产生电荷, 对n型二极管, 辐照到电荷注量为7.6×1011/cm2时谱峰值高度比初始值减小27%;对p型二极管, 辐照到电荷注量为1.1×1011/cm2时谱峰值高度比初始值减小29%。采用质子束辐照肖特基势垒二极管, 辐照后增加了一个很大的串联电阻, 但其I-V特性变化很小, 并且其反向漏电流得到很大改善, 存在质子退火效应的作用。与早期γ辐照一样, 由于负的界面态电荷增加, 肖特基二极管的死区电压有微小增加。

对场效应管 (包括MOS和JEFT) 辐照效应, 主要研究沟道迁移率[39]、界面态[27,39,40]和器件性能[41,42,43]。采用γ射线辐照带H退火栅氧化物的6H-SiC MOS场效应管, 其沟道迁移率只依赖于辐照产生的净界面态数量。与硅材料的MOSFETs的辐照相比, 6H-SiC MOSFETs的抗辐照能力大得多。将SiC基MOS电容进行S+注入和电子束辐照, 引起n型施主的强烈钝化, 存在电中性复合体 (nx-VC, y ) 。标准的氧化过程会在n型6H-SiC表面形成高斯型注入, 导致n型6H-SiC MOS电容在导带附近的界面态密度急剧减小。耗尽型6H-SiC JFETs置于反应堆的堆芯进行辐照, 反应堆在200kW工作, 温度分别为25℃和300℃。在25℃下辐照中子注量增加到1015/cm2, 器件性能没有发生显著退化, 并且在300℃下辐照中子注量增加到5×1015/cm2时器件性能也未出现显著变化, 说明器件的中子位移损伤在300℃存在退火。

3 国内的研究现状与差距

国内开展相关研究的单位很少, 从公开发表的文献来看, 只有四川大学和西安电子科技大学2家。四川大学在电子辐照的深能级缺陷方面[4]和SiC/SiO2界面的辐照效应机理方面[44]开展了工作, 首次报道了由于低温载流子冻析效应掩盖的2个深能级:Ec-0.27eV和Ec-0.32eV。西安电子科技大学则在器件方面开展工作, 研究了中子辐照p-n结二极管、中子辐照JEFT的输出特性和MOS的辐射效应[45,46,47]。

与国外的研究相比, 国内存在相当大的差距。首先是由于研究单位太少而导致研究面太窄, 其次是研究开展的时间没有连续性, 基本都在2000年左右。近年国外出现了研究的高峰期, 而国内罕有研究成果报道。究其原因, 国内在SiC材料、器件和研究手段上均落后于国外。

4 结语

国内外在该领域的研究取得了相当多的成果, 但是还存在一些问题: (1) 在电离效应的研究中, 基本上就是对产生的界面态和深能级缺陷进行测量和分析, 因此各个研究结果随实验条件的不同而不同, 对器件工艺中形成的本征缺陷对电离效应及器件电参数的影响缺乏系统研究和规律性解释; (2) SiC比Si半导体的抗辐照能力强, 除了禁带宽度大等自身物理性质不同外, 其工艺 (包括材料类型、本征缺陷、器件结构) 的影响则更为巨大, 特别是界面态的影响, 还需要深入研究; (3) 可能获得SiC集成电路困难, 因此对单粒子效应 (太空常见的效应) 和剂量率效应的研究未见报道; (4) 中子辐照的研究报道基本上都集中于位移效应, 其中子产生的次级带电粒子的电离效应的影响也是很大的, 也需要深入研究; (5) 与国外的研究相比, 国内不但研究单位少, 而且研究的范围也相对狭窄, 基本上处于起步阶段; (6) 所有研究基本上都集中在辐照效应上, 对辐射效应机理的深入分析, 特别是如何改进材料和器件的抗辐射性能则研究得很少。

任何科学研究都是要解决技术发展过程中出现的问题, 随着SiC器件工艺和材料技术的发展, 对6H-SiC材料和器件辐射效应的研究可能集中在新出现的器件上, 以及抗辐射加固能力的提高方面。

由于在整个SiC材料器件设计生产方面与国外先进国家存在巨大差异, 我国在辐射效应研究方面自然也相对落后。我们可以在辐照效应机理方面开展研究, 为今后提高我国SiC器件的抗辐射能力奠定基础。

摘要：介绍了6H-SiC材料和器件辐照效应研究的目的和方法, 并对国内外最近几年的研究情况进行了介绍、分析和总结。指出目前的研究主要集中于辐射效应方面, 但在抗辐射加固技术方面研究不足, 国内应根据现有条件注重辐射效应机理方面的研究。

11.电子元器件手工焊接教学设计 篇十一

执教：《电子技能》教师——李江

一、教学目标

1、技能目标：

 能正确使用、维护、维修电烙铁。

 掌握手工焊接插接元件的方法、会控制焊点质量。 能分析判断焊点的质量好坏。

2、知识目标：

 掌握外热式电烙铁的结构及功能  掌握手工焊接的步骤。

 懂得手工焊接的基本工具以及焊接质量要求

3、能力目标：

 激发学生对电子技能的兴趣

 培养学生细心耐心工作态度、一丝不苟的严谨作风和勇于探索的精神。

 培养学生的热情、追求、奉献的精神境界。

二、教学重难点及措施

1、教学重点及措施：

 电烙铁的结构及各组成部分的功能；采用播放电烙铁结构动画，然后现场拆卸电烙铁进行演示，并指导学生完成电烙铁的拆卸与安装。

 插接元件焊接五步法的理解和运用；先利用图片形式进行展示和讲解插接件焊接五步法的要点和注意事项，然后播放插接件手工焊接五步法的FLASH动画加强学生理解。

2、教学难点及措施：  利用手工焊接五步法完成插接元件焊接得到合格焊点；利用前面的手工焊接五步法的讲解，然后由老师将学生按5人/组分别进行现场示范，并强调焊接时的各种注意事项。然后分发元件和PCB板让学生自主练习。

 如何控制焊点焊锡量基本一致；首先教会学生判断什么的合格焊点，每个焊点的焊锡量多少合适？然后将第一次的焊接作品与合格焊点进行对照，发现自己的不足，然后做修正。

三、学情分析

本学期我担任了17电子2班的《电子技能》课程的教学工作。该班为电子专业高考班，共48人，全男生。该班在班主任罗鹏程老师的教育和引导下，对学习产生了浓厚的兴趣，并对自己的前景做了不同阶段的规划。所以该班的学风不错，学生的学习习惯较之以前的同类班级都要好。而本课程作为信息二类对口高考的必考科目，学生对本课程也非常重视。综上所述，该班级学风正、学习氛围浓，教学效率高。

四、教学过程（90分钟）

1、组织教学（5分钟） 准备教学器材

 清点学生人数，整顿课堂纪律

2、创设情境，引入课题（10分钟）

 将提前准备好的跑马灯电路接通电源，展示给同学们观看。通过该电路多样化发光提高学生对《电子技能》的学习兴趣。然后给学生提问：这个好看吗？你知道这是什么电路吗？你知道这是自己做的还是买的？你看这个电路的焊点漂亮吗？

 然后告诉学生这个电路是上届某某学生的作品，该同学只是焊接技术一般的学生。从而告知学生焊接技术是非常容易学习的。这样引入课题。

3、讲解电子产品焊接的工艺流程（10分钟） 按清单归类元器件  插接元器件引脚成型  插接件焊接  减除剩余引脚

 检查焊点是否存在虚焊、桥接和毛刺等现象  修整不合格焊点

4、手工焊接五步法讲解（30分钟）

 电烙铁结构、分类，烙铁头的介绍及选择

 电烙铁的检测与拿法，焊锡丝的拿法

 焊接五步法

 焊接视频播放并讲解  五步焊接法演示并讲解

5、学生手工焊接五步法练习（20分钟） 手工焊接操作安全讲解  分发元件、电路板、焊锡丝等  焊接练习

6、评价

 讲解合格焊点的要求及标准

 播放常见不可合格焊点的视频，并讲解形成原因  让同学们根据合格焊点的标准给自己第一次焊接作品评分，并找出不合格焊点产生的原因。

五、板书设计

六、教学反思

1、通过跑马灯电路的展示，增强了教学的直观性，提高了学生的学习兴趣，达到良好的教学效果，从而增强了学生的自信心。

2．遵循学生的认知规律，坚决贯彻“学做合一”或“做、学、做”的双向程序模式，学生学会在活动过程中获取新知识的乐趣和能力。

3、把手工焊接五步法图示、焊接视频、教师演示等方法有机的融合在一起，用简单易懂的方法突破了教学难点。

12.电子元器件市场项目策划书 篇十二

1-5月，我国电子信息产业主要产品产量低速平稳增长。受结构调整影响，数码相机、打印机、半导体存储盘、半导体播放器(MP3、MP4)、CRT电视等产品产量连续4个月出现负增长。根据工信部提供的数据。

主要产品产量情况如下：

电子元器件产量增速较上年同期有较大幅度回落。1-5月，生产集成电路330.6亿块，增长30.5%，比同期增速下降个百分点;半导体分立器件累计产量为1388.89亿只，同比增长15.36%，比20同期增速下降25.18个百分点。发光二极管(LED)303.9亿只，增长25.0%;液晶显示模组3.4亿套，增长23.2%。5月当月，全行业集成电路产量为69.75亿块，同比增长24.94%，比年同期增速回落29.77个百分点。5月当月，中国半导体分立器件产量为310.4亿只，同比增长5.84%，增幅比2010年同期增速下降24.11个百分点。

通信设备行业生产回升，效益下滑。截止到5月底，全行业共生产手机41791万台，增长15.8%;移动通信基站2884.4万信道，增长44.4%;程控交换机1194.8万线，增长23.0%。微型计算机11430万台，增长23.9%，其中笔记本电脑增长16.3%，占比达73.8%;

家用视听行业生产低速增长。1-5月生产数码相机3182万台，下降3.4%。彩色电视机4117万台，下降1.4%，其中液晶电视增长5.6%，占比达73.4%。

那么，电子元器件项目计划书格式具体该怎样呢，请看小编为您解析：

第一部分 总论

一、项目背景

二、项目概况

三、项目可行性与必要性分析

四、融资与财务说明

第二部分 项目单位介绍

一、项目投资方介绍

二、组织架构

三、人力资源配置

第三部分 行业与市场分析

一、市场环境分析

二、电子元器件市场消费发展

三、目标市场分析

四、市场分析小结

第四部分 项目建设规划

一、项目建设原则

二、项目规划及布局

第五部分 项目运营规划

一、经营原则

二、市场运营规划

第六部分 投资估算

一、投资估算范围

二、建设投资估算

三、资金筹措与投资回报

第七部分 财务分析与预测

一、基本假设

二、销售收入估算

三、成本费用估算

四、盈利能力分析

五、不确定性分析

六、财务评价结论

第八部分 项目综合评价结论