本教材主要介紹包括電介質(zhì)器件、半導(dǎo)體陶瓷器件、磁電子器件、光電子器件等在電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)地位的核心電子器件。該課程涵蓋了電子科學(xué)與技術(shù)、微電子學(xué)、光電信息技術(shù)、材料科學(xué)與技術(shù)等多個(gè)學(xué)科方向。該課程旨在讓學(xué)生系統(tǒng)了解電子器件的主要類(lèi)型、工作原理、應(yīng)用領(lǐng)域、發(fā)展前景等,并思考其發(fā)展過(guò)程中面臨的困難和挑戰(zhàn)。由于電子器件種類(lèi)繁多,發(fā)展迅速,新興的電子材料與器件以及應(yīng)用領(lǐng)域都發(fā)生了很大變化,急需新的教材進(jìn)行總結(jié)和闡述。此外,本教材側(cè)重于新型高性能無(wú)源器件,有別于相關(guān)教材很多的IC器件,是目前電子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域急缺的教材,有望為我國(guó)在這一領(lǐng)域的知識(shí)普及、相關(guān)制造業(yè)入門(mén)學(xué)習(xí)提供工具。
我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速,對(duì)工業(yè)化和信息化發(fā)展起到了重要促進(jìn)作用,電子器件作為信息技術(shù)的重要基石,對(duì)于由物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、量子信息等變革技術(shù)所驅(qū)動(dòng)的第四次工業(yè)革命有著不言而喻的重要性,得到了美歐日等發(fā)達(dá)國(guó)家的廣泛關(guān)注。在我國(guó)發(fā)布的《中國(guó)制造2025》中,強(qiáng)調(diào)了加大材料、能源、信息等領(lǐng)域重大基礎(chǔ)研究和戰(zhàn)略高技術(shù)公關(guān)力度,在工業(yè)強(qiáng)基中支持核心基礎(chǔ)零部件的發(fā)展。
前言自20世紀(jì)90年代起,我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,對(duì)工業(yè)化和信息化發(fā)展貢獻(xiàn)巨大。電子器件作為信息技術(shù)的重要基石,對(duì)于由物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、量子信息等技術(shù)變革所驅(qū)動(dòng)的第四次工業(yè)革命有著不言而喻的重要性,得到了全世界的廣泛關(guān)注。本書(shū)面向我國(guó)高等工科教育學(xué)科發(fā)展需求,旨在為電子科學(xué)與技術(shù)、集成電路科學(xué)與工程、電子信息工程等專(zhuān)業(yè)的本科生和研究生的人才培養(yǎng)貢獻(xiàn)力量。本教材根據(jù)電子器件基礎(chǔ)課程的教學(xué)大綱要求編寫(xiě)而成,全面地介紹了電介質(zhì)器件、半導(dǎo)體敏感器件、磁性器件、光電子器件和新型電子器件的工作原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用領(lǐng)域等,目的是讓電子科學(xué)與技術(shù)、集成電路科學(xué)與工程和電子信息工程等工科專(zhuān)業(yè)的本科生和研究生將所學(xué)的固體物理、半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體器件物理等理論知識(shí)結(jié)合實(shí)際,掌握這些理論知識(shí)在電子器件設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中的應(yīng)用。同時(shí),本教材也可供電工、電子、儀表等方面的科研與工程技術(shù)人員參考。在本書(shū)編寫(xiě)的過(guò)程中,我們深刻感受到電子器件領(lǐng)域的迅速發(fā)展,特別是為近年來(lái)我國(guó)在電子器件領(lǐng)域取得的成就而感到驕傲。但同時(shí)我們也更加清楚地看到,電子器件及其技術(shù)的不斷創(chuàng)新對(duì)科技前沿、國(guó)家重大需求、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生命健康等眾多領(lǐng)域的發(fā)展舉足輕重,研究與技術(shù)突破任重道遠(yuǎn)。我們期待能與更多的有志青年一起投身到電子器件的理論研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)中,為電子器件領(lǐng)域的發(fā)展、為祖國(guó)科技的創(chuàng)新突破貢獻(xiàn)力量,與祖國(guó)的偉大復(fù)興同頻共振。
傅邱云,華中科技大學(xué)集成電路學(xué)院二級(jí)教授、*工程研究中心主任、中國(guó)電子學(xué)會(huì)元件分會(huì)委員、中國(guó)儀表功能材料學(xué)會(huì)電子元器件關(guān)鍵材料與技術(shù)專(zhuān)委會(huì)常務(wù)委員、中國(guó)電子學(xué)會(huì)女科學(xué)家俱樂(lè)部常務(wù)理事,《電子元件與材料》、《傳感技術(shù)學(xué)報(bào)》、Journal of Advanced Ceramics等期刊編委,入選*新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃。近年來(lái)主持國(guó)家863目標(biāo)導(dǎo)向項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、企業(yè)橫向合作、承擔(dān)國(guó)家863前沿探索項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等多項(xiàng)科研項(xiàng)目,以第一作者/通訊作者在國(guó)際權(quán)威期刊Advanced Materials、Journal of Materials Chemistry A、Chemical Engineering Journal、ACS Applied Materials & Interfaces、Sensors and Actuators B、Applied Physics Letter等發(fā)表SCI 論文一百余篇,作為第一發(fā)明人授權(quán)美國(guó)發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng),中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利15項(xiàng);2014年作為第一完成人獲得中國(guó)電子學(xué)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng), 2010年作為第二完成人獲得湖北省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng),2018年作為第六完成人獲得電子學(xué)會(huì)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng);2010年獲得*新世紀(jì)人才計(jì)劃資助;2019年作為團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人獲得湖北省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃資助;2020年入選中國(guó)電子學(xué)會(huì)十佳優(yōu)秀科技工作者。
目錄第1章緒論/11.1電子器件及其分類(lèi)/11.2電子器件的發(fā)展/11.3本文涉及的主要電子器件類(lèi)型/4第2章電介質(zhì)器件/82.1緒論/82.2介質(zhì)電容器/82.2.1概述/82.2.2介質(zhì)電容器的工作原理/92.2.3介質(zhì)電容的典型應(yīng)用/142.3微波介質(zhì)器件/182.3.1概述/182.3.2微波介質(zhì)器件原理/192.3.3微波介質(zhì)器件典型應(yīng)用/332.4壓電器件/332.4.1概述/332.4.2壓電振子與濾波器的工作原理及典型應(yīng)用/382.4.3聲表面波器件/472.5鐵電器件/682.5.1概述/682.5.2鐵電陶瓷致動(dòng)器的原理及典型應(yīng)用/712.5.3鐵電電光器件的原理及典型應(yīng)用/742.5.4鐵電存儲(chǔ)器的原理及典型應(yīng)用/782.6熱釋電紅外器件/852.6.1概述/852.6.2熱釋電紅外傳感器的工作原理/872.6.3熱釋電紅外傳感器的典型應(yīng)用/942.7電卡器件/952.7.1概述/952.7.2電卡器件工作原理/962.7.3電卡器件典型應(yīng)用/102第3章半導(dǎo)體敏感器件/1053.1半導(dǎo)體熱敏器件/1053.1.1概述/1053.1.2半導(dǎo)體熱敏電阻的工作原理/1063.1.3半導(dǎo)體熱敏器件的典型應(yīng)用/1173.2半導(dǎo)體壓敏器件/1213.2.1概述/1213.2.2壓敏電阻的工作原理及典型應(yīng)用/1253.2.3半導(dǎo)體壓敏器件的典型應(yīng)用/1293.3半導(dǎo)體力敏器件/1333.3.1概述/1333.3.2半導(dǎo)體壓阻器件的工作原理/1363.3.3電阻式硅膜片壓力敏感器件的工作原理/1393.3.4壓敏二極管及壓敏晶體管的工作原理/1463.3.5半導(dǎo)體力敏器件的典型應(yīng)用/1483.4半導(dǎo)體氣濕敏器件/1563.4.1概述/1563.4.2氧化物半導(dǎo)體氣敏、濕敏器件的工作原理/1583.4.3二極管和MOS氣濕敏器件工作原理/1783.4.4氣濕敏器件的典型應(yīng)用/1843.5半導(dǎo)體磁敏器件/1913.5.1概述/1913.5.2霍爾器件工作原理/1913.5.3磁阻器件工作原理/1993.5.4磁敏晶體管工作原理/2023.5.5磁敏集成電路工作原理/2083.5.6磁敏器件的典型應(yīng)用/213第4章磁性器件/2234.1概述/2234.2電感器/2234.2.1電感器的工作原理/2234.2.2電感器的典型應(yīng)用/2484.3變壓器/2614.3.1變壓器的工作原理/2614.3.2變壓器的典型應(yīng)用/2764.4微波磁性器件/2884.4.1微波磁性器件的工作原理/2884.4.2微波磁性器件的典型應(yīng)用/3004.5磁存儲(chǔ)器/3024.5.1磁存儲(chǔ)的工作原理/3024.5.2磁存儲(chǔ)器的典型應(yīng)用/331第5章光電子器件/3385.1半導(dǎo)體激光器/3385.1.1概述/3385.1.2半導(dǎo)體激光器的工作原理/3395.1.3半導(dǎo)體激光器典型應(yīng)用/3645.2光電探測(cè)器/3655.2.1概述/3655.2.2光電導(dǎo)探測(cè)器(光敏電阻)的工作原理/3755.2.3光伏探測(cè)器工作原理/3815.2.4半導(dǎo)體光電二極管及三極管工作原理/3835.2.5光熱探測(cè)器工作原理/3955.2.6直接探測(cè)器的工作原理/3965.2.7光電探測(cè)器的典型應(yīng)用/3975.3液晶與OLED顯示技術(shù)/3985.3.1概述/3985.3.2常用液晶顯示器的工作原理/4075.3.3薄膜晶體管液晶顯示器工作原理/4215.3.4有機(jī)發(fā)光二極管的工作原理/4295.3.5液晶與OLED顯示的典型應(yīng)用/441第6章新型電子器件/4436.1概述/4436.2納電子器件/4436.2.1量子點(diǎn)材料與器件/4436.2.2半導(dǎo)體納米線材料與器件/4496.2.3二維材料與器件/4546.3柔性電子器件/4596.3.1有機(jī)柔性材料與器件/4606.3.2柔性納米材料與器件/4646.4神經(jīng)形態(tài)器件/4676.4.1神經(jīng)形態(tài)納米材料與器件/4686.4.2神經(jīng)形態(tài)有機(jī)材料與器件/471參考文獻(xiàn)/474