電子材料知識點總結

2021-12-21 16:29:01 字數 5238 閱讀 7892

1什麼是電子材料?

電子材料是特指適合於電子學這一範圍使用的材料,它是電子工業和電子科學技術發展的物質基礎。

2電子材料的選用原則

1.根據元器件效能引數2.根據元器件結構特點3.根據元器件工藝特點4.按已知定律或法則5.按經濟原則

3霍爾效應

定義1:在物質中任何一點產生的感應電場強度與電流密度和磁感應強度之向量積成正比的現象。定義2:

通過電流的半導體在垂直電流方向的磁場作用下,在與電流和磁場垂直的方向上形成電荷積累和出現電勢差的現象。

4電容器電介質材料的要求?

1.介電常數ε盡可能的大2.損耗角正切tanδ盡可能的小3.

具有高的絕緣電阻值,並保證電阻在不同溫度和頻率下穩定,避免因雜質分解或材料老化引起絕緣阻值下降;4.具有高的擊穿強度。5.

要求電容器介質的效能在不同的溫度、濕度等環境條件及不同的頻率、電壓等工作條件下保持長期穩定。

5電極材料的要求?

要求製造電極的材料有足夠的電導率、熱導率和高溫硬度,電極的結構必須有足夠的強度和剛度,以及充分冷卻的條件。此外,電極與工件間的接觸電阻應足夠低,以防止工件表面熔化或電極與工件表面之間的合金化。

7表徵無機介電常數特性的主要引數有哪些(限寫三項)?

介電常數除了與材料有關以外,還與溫度和電場頻率有關。

乾燥氣體通常是良好的絕緣體,但當氣體中存在自由帶電粒子時,它就變為電的導體。這時如在氣體中安置兩個電極並加上電壓,就有電流通過氣體,這個現象稱為氣體放電。

氣體放電有多種多樣的形式。主要的形式有輝光放電、電弧放電、電暈放電、火花放電、介質阻擋放電等。

二.描述氣體擊穿後的放電現象

輝光放電:整個空間發光,電流密度小;低氣壓、電源功率小; 電弧放電:放電通道和電極的溫度都很高,電流密度大,電路有短路特徵;電源功率大

火花放電:有收細的發光放電通道、貫穿兩極的斷續的明亮火花;大氣壓下、電源功率小電暈放電:緊貼尖電極周圍有一層暈光;極不均勻場

刷狀放電:從電暈放電電極中伸出許多較明亮的細放電通道;極不均勻場

三.壓電材料的四個重要引數並解釋其含義?

1.介質損耗:是判斷材料效能好壞,選擇材料和製作器件的重要依據2.

機械品質因數:反映壓電振子在諧振時的損耗程度3.機械耦合係數:

是衡量壓電體的機電能量轉換能力的乙個重要引數4.頻率常數n:是指振子的諧振頻率fr與主振動方向尺寸(或直徑)的乘積。

4.經半導體化後的半導體陶瓷的電效能與一般絕緣電子瓷和半導體單晶的效能差別主要體現在那兩個方面?:

1.半導體的晶粒電阻率要比其他電子陶瓷低的多,而且可以在約10個數量級範圍內變化。2.

半導瓷的晶粒間界上多數存在一定的介面勢壘層,並由此產生各種各樣的勢壘效應。與半導體單晶不同,由於半導體陶瓷一般為多相結構,其主要相雖為半導體,但晶界層則可以是半導體或絕緣體。

五.防止滑石的老化措施有哪些?

1.在瓷料配方中加入形成玻璃的成分,以生成粘度大而數量足夠多的玻璃相(一般為20%左右),玻璃相把晶粒緊緊包裹。2.控制晶粒的大小3.必須嚴防游離石英的混入。

6.batio3半導體陶瓷的ptc效應的內部機理?

在居里溫度以下,batio3產生自發極化,表面電荷密度被極化強度的垂直分量所補償。使有效ns大幅度下降,勢壘;φ0值也隨之大幅下降,材料的電阻率很低。而在居里點溫度以上,自發極化消失,有效ns增多,φ0增高,電阻率急劇提公升,產生ptc效應。

晶體結構及其特徵:

晶體以其內部原子、離子、分子在空間作三維週期性的規則排列為其最基本的結構特徵。

鐵電體:某些晶體在一定的溫度範圍內具有自發極化,而且其自發極化方向可以因外電場方向的反向而反向,晶體的這種性質稱為鐵電性,具有鐵電性的晶體稱為鐵電體。

鐵磁體:具有鐵磁性的物質被稱為鐵磁體。

鐵磁性:物質中相鄰原子或離子的磁矩由於它們的相互作用而在某些區域中大致按同一方向排列,當所施加的磁場強度增大時,這些區域的合磁矩定向排列程度會隨之增加到某一極限值的現象。

磁滯迴線 :在磁場中,鐵磁體的磁感應強度與磁場強度的關係可用曲線來表示,當磁化磁場作週期的變化時,鐵磁體中的磁感應強度與磁場強度的關係是一條閉合線,這條閉合線叫做磁滯迴線

什麼是壓電效應:由於機械力的作用而激起的晶體表面電荷現象壓電體的特徵:不導電其結構還必須要有正電荷和負電荷的質點壓電晶體特性的晶體(列舉5種):

水晶、鈦酸鋇、鈮酸鋰、鉭酸鋰、鎵酸鋰 、鍺酸鋰。

什麼是半導體陶瓷:就是使用陶瓷工藝製成具有半導體特性的材料。如何使陶瓷半導體化:

是指在陶瓷禁帶中形成施主或受主附加能級,該附加能級的產生主要有兩個途徑:不含雜的氧化物主要通過化學計量比偏離來形成,含雜的氧化物是由異價雜質元素的代價換來形成。

固溶體:是由兩種或兩種以上的元素或化合物半導體相互溶合而成的材料。

無限固溶體的形成條件:1.晶體結構相同2.

原子尺寸因素:⊿r<15%有利於形成溶解度較大的固溶體,而⊿r>=15%時,⊿r越大,溶解度於小3.化學親和力(電負性因素):

合金組元間電負性差越大,傾向於生成化合物不利於形成固溶體4.原子價因素:溶質的原子價越高,溶解度越小。

p-n結的形成機理: 在p型半導體和n型半導體結合後,由於n型區內電子很多而空穴很少,而p型區內空穴很多電子很少,在它們的交界處就出現了電子和空穴的濃度差別。這樣,電子和空穴都要從濃度高的地方向濃度低的地方擴散。

於是,有一些電子要從n型區向p型區擴散,也有一些空穴要從p型區向n型區擴散。它們擴散的結果就使p區一邊失去空穴,留下了帶負電的雜質離子,n區一邊失去電子,留下了帶正電的雜質離子。半導體中的離子不能任意移動,因此不參與導電。

這些不能移動的帶電粒子在p和n區交介面附近,形成了乙個很薄的空間電荷區,就形成了pn結。

6晶體中那些缺陷影響材料的導電性?這些缺陷產生的原因是什麼?

晶體結構缺陷的種類繁多有點、線、面、體等四類結構缺陷。

1 點缺陷1.1 晶格位置缺陷:這類缺陷的形成主要受溫度影響。

1.2 組成缺陷:主要取決於溶解度和摻雜量。

1.3電荷缺陷:由於熱能和其他能量傳遞激發電子躍遷,產生空穴和電子形成附加電場引起週期勢場的畸變,造成晶體的不完整性。

1.4 色心:由透明晶體中點缺陷、點缺陷對或點缺陷群捕獲電子或空穴而構成的一種缺陷。

2 線缺陷:指二維尺度很小而第三為尺度很大的缺陷。3 面缺陷3.

1晶界:亞晶界主要是由位錯組成。3.

2 孿晶介面:兩個或兩個以上的同種晶體,彼此之間的層錯按一定的對稱關係相互聯絡而形成的復合晶體3.3平移介面:

介面兩側晶體以某一特徵的非點陣平移相聯絡的稱為平移介面,包括堆垛層錯、反向疇界和結晶切變面,其中,結晶切變面可以概括的理解為一種特殊的反向疇界4 體缺陷:體缺陷是由熱運動造成的一種半微觀缺陷。

晶體缺陷:在實際的晶體中,由於晶體形成條件、原子的熱運動及其它條件的影響,原子的排列不可能那樣完整和規則,往往存在偏離了理想晶體結構的區域。這些與完整週期性點陣結構的偏離就是晶體中的缺陷。

相變:定義1:物體由一種相態(固態、液態或氣態)至另一種相態的轉變,其間物理特性和分子結構發生了明顯變化。

定義2:膜脂在其能允許的各種相態間的轉變。轉變依賴於溫度、脂的結構、膜脂純度、水化狀態等因子。

膜脂不純時則依賴於混合物的組成。如脂質在較高溫度時呈液晶相,而在低溫時可轉變為凝膠相。

剝磁矯環磁場

一般電子陶瓷的製備工藝流程框圖:

原料準備配料計算粉料加工

機械加工燒結排膠成型

表面金屬化效能測試

2.畫出氣體的j-e特性圖,並描述氣體擊穿後的放電現象。

4.金屬的電阻率是如何組成的?它與哪些因素有關?關係如何?

答:金屬的總電阻包括金屬的基本電阻和溶質(雜質)電阻。與金屬純度(低溫下起主要作用,高溫下則是的主要作用),所處環境溫度(低溫時,t<0.

5θd,金屬電阻率與溫度t的5次方成正比,高溫時,t>0.5θd,金屬電阻率與溫度t成正比)以及金屬所受壓力(電阻壓力係數為負時,電阻率隨壓力公升高而下降,稱為正常金屬;電阻壓力係數為正時,電阻率隨壓力公升高而增加,稱為反常金屬)等因素有關。

5.什麼是霍爾效應?它在哪些方面有重要的應用?

答:當電流(x方向)垂直於外磁場(y方向)通過導體時,在導體的垂直於磁場和電流方向(z方向)的兩個端麵之間會出現電勢差,這一現象便是霍爾效應。這個電勢差也被叫做霍爾電勢差。

主要應用於測定載流子濃度 n,p和測定載流子型別 。

6.熱電效應包含哪三種?分別有哪些應用?

答:塞貝克效應,應用:熱電偶,測量溫度。帕耳帖效應,應用:熱電致冷器。湯姆遜效應,應用:還未發現具體應用。

7.導電陶瓷主要分為哪兩類?半導體陶瓷有哪些應用?

答:離子導電陶瓷和電子導電陶瓷。電蚊香:熱敏陶瓷。各種感測器:如體溫計,幾秒響應速度;煤氣報警器

8.什麼是導電材料,包括哪些內容,主要特點?

答:導電材料是電子元器件和積體電路中用來製造傳輸電能的電線電纜,傳導電資訊的導線、引線和佈線的一種材料。主要包括:

金屬導電材料,電極與引出線材料,厚膜導電材料,薄膜導電材料等。主要特點:良好的導電性能。

9.常用的電線電纜材料、電極材料、引線材料分別有哪些?

答:電線電纜材料:純金屬:如銅、鋁、鐵等,合金:如銅合金等。電極材料: 鋁、鋅、錫。引線材料:金線、鋁線、銅線、銅合金線等。

11.厚膜積體電路中導電漿料的組成?

答:導電漿料由導電相(又稱功能相)、粘結相、有機載體組成。

12.薄膜導電材料的分類及代表性材料?

薄膜導電材料分類:單元素薄膜(鋁膜)和多層薄膜(鉻-金薄膜,鈦-金薄膜,鈦-鈀-金薄膜和鈦-鉑-金薄膜等其它導電薄膜)。

13.評價電阻效能的兩個主要指標是什麼?它們隨膜電阻厚度如何變化?並畫出曲線表示

答:兩個主要指標:電阻率和電阻溫度係數。

電阻率隨膜電阻厚度變化:大於100nm:類似塊狀金屬,具有小的電阻率和正溫度係數。

但電阻率高於同類塊狀金屬。幾十~100nm:電阻率隨厚度的減小而逐漸增大,電阻溫度係數逐漸減小而接近於零。

幾~幾十nm:電阻率急劇增大,電阻溫度係數變成負值而且負得更大,電阻率與溫度關係非常類似半導體材料。

16.常用的電阻有哪幾種型別?各有什麼特點?主要應用領域?

答:常用的電阻包括:碳膜電阻器優點:

便宜;缺點:穩定性差,噪音大,誤差大。用於初始精度和隨溫度變化的穩定性認為不重要的普通電路。

金屬氧化物薄膜電阻優點:體積小、精度高、穩定性好、雜訊小、高頻特性好 、耐酸鹼能力強,適宜在惡劣環境下工作。缺點:

成本高。常用於需要長期在高溫的環境下工作的某些儀器或裝置。金屬膜電阻器優點:

**最低、耐高壓。缺點:溫度係數很差。

用於要求高初始精度、低溫度係數和低雜訊的精密應用場合。線繞電阻器優點:精密、溫度係數小、低噪音、功率大。

缺點:高頻特性差、體積大,不宜做阻值交大的電阻。用於要求苛刻的應用場合。

特殊電阻,主要用於各種感測器。

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