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电子功能与元器件习题答案2

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常见问题

1、第五章1.表征湿度的方法有哪些？如何测量大气的相对湿度？空气中含有水蒸气的量称为湿度，含有水蒸气的空气是一种混合气体。主要有质量百分比和体积百分比、相对湿度和绝对湿度、露点（霜点）等表示法。测量方法：1。毛发湿度计 2。干湿球湿度计 3。湿度敏感元件： 2、电阻型湿敏传感器的湿度特征曲线有何特点？湿滞回差的真实含义是什么？ 3.试比较电阻型湿敏器件和气敏器件的响应恢复特性有何异同？气敏响应和恢复表示器件接触和脱离气体时信号的变化快慢，湿敏器件分为吸湿响应和脱湿响应，器件并没有脱离湿度。4.半导体陶瓷湿敏器件通常呈现高阻状态的原因是什么？ 5.在设计制作MgCr2O4-TiO2陶瓷湿敏器件时，应着重考虑哪些因素？ 6.画出Fe3O4涂覆膜湿敏器件的结构图，并说明其感湿机理？敏感机理：1） Fe3O4感湿膜结构松散，微粒间的不紧密接触，产生很大的接触电阻。2）水分子吸附于微粒表面后，扩大了微粒间的接触面积，从而使接触电阻明显减小。3）感湿机理：晶界的离子导电起主要作用。7.试叙述聚苯乙烯磺酸锂湿敏元件的制作过程及相应的反应并说明其感湿机理8.依据高分子电容式气敏器件结构说明其感

2、湿机理。 9.掌握限流ZrO2湿敏器件的敏感机理。 1） ZrO2限电流湿敏器件中以多孔的Pt膜作为阴极，多孔阴极就起着限制氧扩散微孔的作用.2）高温湿度敏感器件在高温时，将水气电解而成O2，而生产O2的多少显然与环境中H2O分子通过小孔向阴极的扩散速率成正比。3）可用限界电流式氧传感器测定相应的限界电流值大小并测量水气量即可知道湿度的大小. 第六章 2.试讨论制作多晶PbS光敏器件时，氧化过程对器件灵敏度的影响。未氧化处理前，材料为N型。氧化处理中，在晶粒表面形成P型氧化层，不同导电类型的晶粒彼此交替形成高阻化的PbS多晶半导体。1）氧化不足时，P型很薄，材料与通常的N型半导体类似，具有较高的电阻率。2)氧化程度增加，P型厚度增加，形成较高的界面势垒，材料电阻很高。3)氧化程度继续增加，P型厚度远对于N型。（材料同普通的P型半导体一样，具有较高的电导率。经过适量氧化处理的多晶材料，光电导很大；而氧化不足或氧化过量的材料，光照前后势垒变化小，光电导现象不明显。主要因素：、大，要求材料完整性好；，L小，G大，要求电极间距小。8.以GaAs/Ga1-xAlxAs双异质结激光器为例，说明

3、制作性能优良的激光器对材料的基本要求并说明原因。1）Eg足够大，把载流子限制在发光区（GaAs中），Eg过大，缺陷增多，光损耗增大，Eg要求x0.3即可。2）n足够大，将光充分限制在发光区中，n过大，缺陷增多，损耗加大，x0.3足够了。从减小光损耗，提高发光效率要求：1）发光层厚度适宜，一般为0.1m，太厚太薄都使Jth增大。2）要求所用材料晶格常数相近，可减小晶格失配产生的缺陷。第七章66666第八章1.绘图说明在Si的001方向施加压力时，对材料的能带结构及电导将产生的影响。1）001方向能谷降低，载流子数增多。2）010100方向能谷升高，填充载流子数减少。3）虚线-受力，实线-受力前，虚线在内表能量升高，虚线在外表示能量降低。4）001方向电导增大，100010方向电导减小。3.画出硅压阻式压力传感器的结构示意图并推导恒压源供电时，电桥输出（Vp）的表达式。无外力时：（1）有压力时：（2）令：，（3）（4）恒压源供电：R1,R3,是一对电阻，R2,R4是另一对电阻。无力作用：（1）若= = = =R0，=0有外力作用时：VB 4画出硅压力传感器的结构示意图，并推导

4、恒流源供电的电桥输出电压（Vp）的表达式。（15分）无外力时：（1）有压力时：（2）令：（纵向应变），（泊松比）（3）可得，（4）恒压源供电时：R1,R3,是一对电阻，R2,R4是另一对电阻。无力作用：（5）若= = = =R0 ，=0有外力作用时：（6）IB 第九章1.画出硅磁敏二极管（P+iN+）的基本结构并说明其工作原理。（10分）1）无磁场时，从电极注入的空穴，电子大都通过i区形成电流。2）有正向磁场作用时，注入的空穴，电子向高复合区偏转，产生较大的复合，流过i区的电流明显减小，且使，重新分配。3）有反向磁场时，注入的空穴，电子向光滑区偏转，产生的电子-空穴复合很少，而通过i区的电流很大。 2.磁阻效应的大小与哪些因素有关，并说明原因。答：磁阻效应的大小与材料的迁移率和几何形状有关。磁阻效应与样品几何形状关系。由于霍尔电场引起载流子的偏转同洛仑兹力引起载流子的偏转相反，故当霍尔电场很大时，磁阻效应很小；当霍尔电场很小时，磁阻效应很大。为了减小霍尔电场，可减少半导体样品的长宽比即L/W越小时磁祖效应越大，当L/W0时，样品的几何形状为一圆盘，称为科比诺圆盘，但其电阻R0很不具有实用性，一般选用的几何形状为长方形或者栅格形。磁阻效应与磁场和迁移率的关系。磁场越大，磁阻效应越明显。迁移率越大，磁阻效应越明显，因为迁移率越大，在同样条件电流越大，电阻越小，由于引进磁场作用，使电阻变大，电阻的相对值变化越大，故磁阻效应越明显，所以一般选择迁移率大，而且杂质浓度不是太高的材料作为磁阻材料，以保证其零电阻R0足够大。16

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