微电子器件原理2014年下期知识点小结资料
重要知识点
PN结：
半导体的一个区均匀掺杂了受主杂质，而相邻的区域均匀掺杂了施主杂质，这种PN结称为同质结。
在冶金结两边的p区与n区内分别形成了空间电荷区或耗尽区，该区内不存在任何可以移动的电子或空穴。
由于耗尽区内存在净空间电荷密度，耗尽区内有一个电场，电场方向由n区指向p区。
空间电荷区内部存在电势差，在零偏压的条件下，该电势差即内建电势差维持热平衡状态，并且在阻止n区内多子电子向p区扩散的同时，阻止p区内多子空穴向n区扩散。
PN结的反偏电压增加了势垒的高度，增加了空间电荷区的宽度，并且增强了电场。
理想PN结的电流-电压推导的4个假设基础：①耗尽层突变近似；②载流子的统计分布采用麦克斯韦-玻尔兹曼近似；③小注入假设；④ PN结内的电流值处处相等；PN结内的电子电流与空穴电流分别为连续函数；耗尽区内的电子电流与空穴电流为恒定值。
PN结二极管：
当pn结外加正偏电压时（p区相对于n区为正），pn结内部的势垒就会降低，于是p区空穴与n区电子就会穿过空间电荷区流向相应的区域。
注入到n区内的空穴与注入到p区内的电子成为相应区域内的过剩少子。过剩少子的行为由双极输运方程描述。
由于少子浓度梯度的存在，pn结内存在少子扩散电流。
反偏pn结的空间电荷区内产生了过剩载流子。在电场作用下，这些载流子被扫出了空间电荷区，形成反偏产生电流。产生电流是二极管反偏电流的一个组成部分。pn结正偏时，穿过空间电荷区的过剩载流子可能发生复合，产生正偏复合电流。复合电流是pn结正偏电流的另一个组成部分。
当pn结的外加反偏电压足够大时，就会发生雪崩击穿。此时，pn结体内产生一个较大的反偏电流。击穿电压为pn结掺杂浓度的函数。在单边pn结中，击穿电压时低掺杂一侧掺杂浓度的函数。
当pn结由正偏状态转换到反偏状态时，pn结内存储的过剩少数载流子会被移走，即电容放电。放电时间称为存储时间，它是二极管开关速度的一个限制因素。
将热平衡状态下P区内少子电子的浓度与N区内多子电子的浓度联系在了一起。
少子浓度随着从空间电荷区边缘向中性区内延伸的距离的增大而指数衰减，并逐渐趋向其热平衡值。
远离结区域的P区多子空穴漂移电流既提供了穿过空间电荷区向N区注入的空穴，又提供了因与过剩少子电子复合而损失的空穴。
随着外加电压的变化，ΔQ不断被交替地充电与放电，少子电荷存储量的变化与电压变化量的比值，即为扩散电容。
金属半导体和半导体异质结：
轻掺杂半导体上的金属可以与半导体形成整流接触，这种接触称为肖特基势垒二极管。金属与半导体间的理想势垒高度会因金属功函数和半导体电子亲合能的不同而不同。
当在n型半导体与金属之间加一个正电压时（即反偏），半导体与金属之间的势垒增加，因此基本上没有载流子的流动。当在金属与n型半导体之间加一个正电压时（即正偏），半导体与金属之间的势垒降低，因此电子很容易从半导体流向金属，这种现象称为热电子发射。
肖特基势垒二极管的理想I-V关系与pn结二极管的相同。然而，电流值的数量级与pn
结二极管的不同，肖特基二极管的开关速度要更快一些。另外，肖特基二极管的反向饱和电流比pn结的大，所以达到与pn结二极管一样的电流时，肖特基二极管需要的正偏电压要低。
两种不同能帯隙的半导体材料可以形成半导体异质结。异质结一个有用的特性就是能在表面形成势阱。在与表面垂直的方向上，电子的活动会受到势阱的限制，但电子在其他两个方向上可以自由地流动。
对于均匀掺杂的半导体来说，场强是距离的线性函数，在金属与半导体接触处，场强达到最大值。
由于金属中场强为零，所以在金属-半导体结的金属区中一定存在表面负电荷。
任何半导体器件或是集成电路都要与外界接触，这种接触通过欧姆接触实现。欧姆接触即金属与半导体接触，这种接触不是整流接触。
半导体材料在整个结构中都是相同的，称为同质结。两种不同的半导体材料组成一个结，称为异质结。
双极晶体管：
当晶体管工作在正向有源区时，晶体管一端的电流（集电极电流）受另外两个端点所施加的电压（B-E结电压）的控制。这就是其基本的工作原理。
共基极电流增益是三个因子的函数——发射极注入效率系数、基区输运系数和复合系数。发射极注入效率考虑了从基区注入到发射区的载流子，基区输运系数反映了载流子在基区中的复合，复合系数反映了载流子在正偏发射结内部的复合。
双极晶体管需要考虑的六个非理想效应：
（1）基区宽度调制效应，或者说是厄尔利效应——中性基区宽度随B-C结电压变化而发生变化，于是集电极电流随B-C结或C-E结电压变化而变化。
（2）大注入效应使得集电极电流C-E结电压增加而以低速率增加。
（3）发射区禁带变窄效应使得发射区掺杂浓度非常高时发射效率变小。
（4）电流集边效应使得发射极边界的电流密度大于中心位置的电流密度。
（5）基区非均匀掺杂在基区中感生出静电场，有助于少子渡越基区。
（6）两种击穿机理——穿通和雪崩击穿。
晶体管的三种等效电路或数学模型。E-M模型和等效电路对于晶体管的所有工作模式均适用。基区为非均匀掺杂时，应用G-P模型很方便。小信号H-P模型应用于线性放大电路中的正向有源晶体管。
晶体管的截止频率是表征晶体管品质的一个重要参数，它是共发射极电流增益的幅值变为1时的频率。频率响应是E-B结电容充电时间、基区渡越时间、集电结耗尽区渡越时间和集电结电容充电时间的函数。
双极晶体管不是对称的器件，晶体管有两个N型惨杂区或是两个P型惨杂区，发射区和集电区的掺杂浓度是不一样的，而且这些区域的集合形状可能有很大的不同。
双极晶体管中的电流由少子的扩散决定，我们必须确定在稳态下晶体管的三个区中少子的梯度分布。
双极晶体管的工作原理是用B-E结电压控制集电极电流，集电极电流是从发射区跃过B-E 结注入到基区，最后到达集电区的多子数量的函数。
理想效应晶体管的条件：①均匀掺杂；②小注入；③发射区和基区宽度恒定；④禁带宽度为定值；⑤电流密度为均匀值；⑥所有的结都在非击穿区。
造成双极晶体管实际结构复杂的原因：①各端点引线要做在表面上，为了降低半导体的电阻，必须有重掺杂的N+型掩埋层；②由于在一片半导体材料上要制造很多双极晶体管，晶体管彼此之间必须隔离起来，因为并不是所有的集电极都在同一个电位上。
双极扩散（双极输运）是带负电的电子和带正电的空穴以同一个迁移率或扩散系数一起
漂移或扩散。
双极输运过程的电中性条件为过剩少子的浓度等于过剩多数载流子的浓度。
晶体管截止与饱和相互转换过程的4个时间段：①延迟时间；②上升时间；③存储时间；
④下降时间。
低频共基极电流增益中三个因子考虑的影响：①发射极注入效率系数考虑了发射区中的少子空穴扩散电流对电流增益的影响；②基区输运系数考虑了基区中过剩少子电子的复合的影响；③复合系数考虑了正偏B-E结中的复合的影响。
金属_氧化物_半导体场效应晶体管：
MOSFET的核心为MOS电容器。与氧化层-半导体界面相邻的半导体能带是弯曲的，它由加在MOS电容器上的电压决定。表面处导带和价带相对于费米能级的位置是MOS电容器电压的函数。
氧化层-半导体界面处的半导体表面可通过施加正偏栅压由p型到n型发生反型，或者通过施加负偏栅压由n型到p型发生反型。因此，在与氧化层相邻处产生了反型层流动电荷。基本MOS场效应原理是由反型层电荷密度的调制作用体现的。
两类基本的MOSFET为n沟和p沟，n沟中的电流由反型层电子的流动形成，p沟中的电流由反型层空穴的流动形成。这两类器件都可以是增强型的，通常情况下器件是“关”的，需施加一个栅压才能使器件开启；也可以是耗尽型的，此时在通常情况下器件是“开”的，需施加一个栅压才能使器件关闭。
平带电压是满足平带条件时所加的栅压，这时导带和价带不发生弯曲，并且半导体中没有空间电荷区。平带电压是金属-氧化层势垒高度、半导体-氧化层势垒高度以及固定氧化层陷阱电荷数量的函数。
阈值电压是指半导体表面达到阈值反型点所加的栅压，此时反型层电荷密度的大小等于半导体掺杂浓度。阈值电压是平带电压、半导体掺杂浓度和氧化层厚度的函数。
当晶体管偏置在非饱和区（V DS
亚阈值电导是指在MOSFET中当栅-源电压小于阈值电压时漏电流不为零。这种情况下，晶体管被偏置在弱反型模式下，漏电流由扩散机制而非漂移机制控制。亚阈值电导可以在集成电路中产生一个较明显的静态偏置电流。
当MOSFET工作于饱和区时，由于漏极处的耗尽区进入了沟道区，有效沟道长度会随着漏电压的增大而减小。漏电流与沟道长度成反比，成为漏-源电压的函数。该效应称为沟道长度调制效应。
反型层中的载流子迁移率不是常数。当栅压增大时，氧化层界面处的电场增大，引起附加的表面散射。这些散射的载流子导致迁移率的下降，使其偏离理想的电流-电压曲线。
基本MOS晶体管的工作机理为栅压对沟道电导的调制作用，而沟道电导决定漏电流。
跨导是器件结构、载流子迁移率和阈值电压的函数。随着器件沟道宽度的增加、沟道长度的减小伙氧化层厚度的减小，跨导都会增大。
p沟MOSFET的等效电路与n沟器件的完全相同，只是所有电压的极性和电流的方向都与n沟器件相反。P沟模型中的各个电容、电阻和n沟中的也相同。
离子注入已经成为控制阈值电压的常用方法，n阱和p阱均可被优化地掺杂，从而控制每个晶体管的阈值电压和跨导。
有效迁移率是穿过反型层电荷密度的栅压的函数。随着栅压的增大，载流子迁移率将变小。
结型场效应晶体管：
JFET中的电路由垂直于直流方向的电场控制，电流存在于源极和漏极接触之间的沟道区中。在pn JFET中，沟道形成了pn结的一边，用于调制沟道电导。
JFET的两个主要参数是内建夹断电压V p0和夹断电压V p（阈电压）。内建夹断电压定义为正值，它是引起结的空间电荷层完全填满沟道区的栅级与沟道之间的总电势。夹断电压（阈电压）定义成形成夹断时所需加的栅极电压。
结型场效应晶体管中，沟道电流受与沟道相垂直的电场所引起的沟道电导调制效应影响，该电场由反偏pn结或肖特基垒结的空间电荷区产生，调制电场是栅电压的函数。
夹断电压（阈电压）是使JFET夹断时的栅电压，所以一定存在一个满足电路设计要求的范围。夹断电压的数值一定低于结的击穿电压。
增强型JFET的设计通过薄的沟道厚度和低沟道掺杂浓度实现。通过对沟道厚度和沟道掺杂浓度的精确控制，可以获得零点几伏的内建夹断电压，这正是制造增强型MESFET的难点。
光器件：
光电探测器是将光信号转换成电信号的半导体器件。光电导体是最简单的光电探测器。入射光子会引起过剩载流子电子和空穴，从而引起半导体导电性的变化，这是这种器件的基本原理。
光电二极管是加反偏电压的二极管。入射光子在空间电荷区产生的过剩载流子被电场扫过形成电流。光电流正比于入射光子强度。PIN和雪崩光电二极管是基本的光电二极管。光电晶体管产生的光电流是晶体管增益的倍数。由于密勒效应和密勒电容，光电晶体管的频率响应比光电二极管的慢很多。
在pn结中光子吸收的反转就是注入电致发光。在直接带隙半导体中，过剩电子和空穴的复合会导致光子的发射。输出的光信号波长取决于禁带宽度。
发光二极管（LED）是一种pn结二极管，其光子的输出是过剩电子和空穴自发复合的结果。
重要术语解释
PN结：
（1）突变结近似：认为从中性半导体区到空间电荷区的空间电荷密度有一个突然的不连续。
（2）内建电势差：热平衡状态下pn结内p区与n区的静电电势差。
（3）耗尽区电容：势垒电容的另一种表达。
（4）耗尽区：空间电荷区的另一种表达。
（5）超突变结：一种为了实现特殊电容-电压特性而进行冶金结处高掺杂的pn结，其特点为pn结一侧的掺杂浓度由冶金结处开始下降。
（6）势垒电容（结电容）：方向偏置下pn结的电容。
（7）线性缓变结：冶金结两侧的掺杂浓度可以由线性分布近似的pn结。
（8）冶金结：pn结内p型掺杂与n型掺杂的分界面。
（9）单边突变结：冶金结一侧的掺杂浓度远大于另一侧的掺杂浓度的pn结。
（10）反偏：pn结的n区相对于p区加正电压，从而使p区与n区之间势垒的大小超过热平衡状态时势垒的大小。
（11）空间电荷区：冶金结两侧由于n区内施主电离和p区内受主电离而形成的带净正电与负电的区域。
（12）空间电荷区宽度：空间电荷区延伸到p区与n区内的距离，它是掺杂浓度与外加电压的区域。
（13）变容二极管：电容随着外加电压的改变而改变的二极管。
PN结二极管：
（1）雪崩击穿：电子和（或）空穴穿越空间电荷区时，与空间电荷区内原子的电子发生碰撞产生电子-空穴对，在pn结内形成一股很大的反偏电流，这个过程就称为雪崩击穿。
（2）载流子注入：外加偏压时，pn结体内载流子穿过空间电荷区进入p区或n区的过程。
（3）临界电场：发生击穿时pn结空间电荷区的最大电场强度。
（4）扩散电容：正偏pn结内由于少子的存储效应而形成的电容。
（5）扩散电导：正偏pn结的低频小信号正弦电流与电压的比值。
（6）扩散电阻：扩散电导的倒数。
（7）正偏：p区相对于n区加正电压。此时结两侧的电势差要低于热平衡时的值。
（8）产生电流：pn结空间电荷区内由于电子-空穴对热产生效应形成的反偏电流。
（9）长二极管：电中性p区与n区的长度大于少子扩散长度的二极管。
（10）复合电流：穿越空间电荷区时发生复合的电子与空穴所产生的正偏pn结电流。
（11）反向饱和电流：pn结体内的理想反向电流。
（12）短二极管：电中性p区与n区中至少有一个区的长度小于少子扩散长度的pn结二极管。
（13）存储时间：当pn结二极管由正偏变为反偏时，空间电荷区边缘的过剩少子浓度由稳态值变成零所用的时间。
金属半导体和半导体异质结：
（1）反型异质结：掺杂剂在冶金结处变化的异质结。
（2）电子亲合规则：这个规则是指，在一个理想的异质结中，导带处的不连续性是由于两种半导体材料的电子亲合能不同引起的。
（3）异质结：两种不同的半导体材料接触形成的结。
（4）镜像力降低效应：由于电场引起的金属-半导体接触处势垒峰值降低的现象。
（5）同型异质结：掺杂剂在冶金结处不变的异质结。
（6）欧姆接触：金属半导体接触电阻很低，且在结两边都能形成电流的接触。
（7）理查德森常数：肖特基二极管的I-V关系中的一个参数A*。
（8）肖特基势垒高度：金属-半导体结中从金属到半导体的势垒ΦBn。
（9）肖特基效应：镜像力降低效应的另一种形式。
（10）单位接触电阻：金属半导体接触的J-V曲线在V=0时的斜率的倒数。
（11）热电子发射效应：载流子具有足够的热能时，电荷流过势垒的过程。
（12）隧道势垒：一个薄势垒，在薄势垒中，起主要作用的电流是隧道电流。
（13）二维电子气（2-DEG）：电子堆积在异质结表面的势阱中，但可以沿着其他两个方向自由流动。
双极晶体管：
（1）α截止频率：共基极电流增益幅值变为其低频值的2
1时的频率，就是截止频率。
（2）禁带变窄：随着发射区重掺杂，禁带的宽度减小。
（3）基区渡越时间：少子通过中性基区所用的时间。
（4）基区输运系数：共基极电流增益中的一个系数，体现了中性基区中载流子的复合。
（5）基区宽度调制效应：随C-E结电压或C-B结电压的变化，中性基区宽度的变化。
（6）β截止频率：共发射极电流增益幅值下降到其低频值的2
1时的频率。
（7）集电结电容充电时间：随发射极电流变化，B-C结空间电荷区和集电区-衬底结空间电荷区宽度发生变化的时间常数。
（8）集电结耗尽区渡越时间：载流子被扫过B-C结空间电荷区所需的时间。
（9）共基极电流增益：集电极电流与发射极电流之比。
（10）共发射极电流增益：集电极电流与基极电流之比。
（11）电流集边：基极串联电阻的横向压降使得发射结电流为非均匀值。
（12）截止：晶体管两个结均加零偏或反偏时，晶体管电流为零的工作状态。
（13）截止频率：共发射极电流增益的幅值为1时的频率。
（14）厄尔利电压：反向延长晶体管的I-V特性曲线与电压轴交点的电压的绝对值。
（15）E-B结电容充电时间：发射极电流的变化引起B-E结空间电荷区宽度变化所需的时间。
（16）发射极注入效率系数：共基极电流增益的一个系数，描述了载流子从基区向发射区的注入。
（17）正向有源：B-E结正偏、B-C结反偏时的工作模式。
（18）反向有源：B-E结反偏、B-C结正偏时的工作模式。
（19）输出电导：集电极电流对C-E两端电压的微分之比。
金属_氧化物_半导体场效应晶体管：
（1）堆积层电荷：由于热平衡载流子浓度过剩而在氧化层下面产生的电荷。
（2）体电荷效应：由于漏源电压改变而引起的沿沟道长度方向上的空间电荷宽度改变所导致的漏电流偏离理想情况。
（3）沟道电导：当V DS→0时漏电流与漏源电压之比。
（4）沟道电导调制：沟道电导随栅源电压改变的过程。
（5）CMOS：互补MOS；将p沟和n沟器件制作在同一芯片上的电路工艺。
（6）截止频率：输入交流栅电流等于输出交流漏电流时的信号频率。
（7）耗尽型MOSFET：必须施加栅电压才能关闭的一类MOSFET。
（8）增强型MOSFET：必须施加栅电压才能开启的一类MOSFET。
（9）等价固定氧化层电荷：与氧化层-半导体界面紧邻的氧化层中的有效固定电荷，用Q'ss表示。
（10）平带电压：平带条件发生时所加的栅压，此时在氧化层下面的半导体中没有空间电荷区。
（11）栅电容充电时间：由于栅极信号变化引起的输入栅电容的充电或放电时间。
（12）界面态：氧化层-半导体界面处禁带宽度中允许的电子能态。
（13）反型层电荷：氧化层下面产生的电荷，它们与半导体掺杂的类型是相反的。
（14）反型层迁移率：反型层中载流子的迁移率。
（15）闩锁：如在CMOS电路中那样，可能发生在四层pnpn结构中的高电流、低电压现象。
（16）最大空间电荷区宽度：阈值反型时氧化层下面的空间电荷区宽度。
（17）金属-半导体功函数差：金属功函数和电子亲合能之差的函数，用Φms表示。
（18）临界反型：当栅压接近或等于阈值电压时空间电荷宽度的微弱改变，并且反型层电荷密度等于掺杂浓度时的情形。
（19）栅氧化层电容：氧化层介电常数与氧化层厚度之比，表示的是单位面积的电容，记为C ox。
（20）饱和：在漏端反型电荷密度为零且漏电流不再是漏源电压的函数的情形。
（21）强反型：反型电荷密度大于掺杂浓度时的情形。
（22）阈值反型点：反型电荷密度等于掺杂浓度时的情形。
（23）阈值电压：达到阈值反型点所需的栅压。
（24）跨导：漏电流的改变量与其对应的栅压改变量之比。
（25）弱反型：反型电荷密度小雨掺杂浓度时的情形。
（26）沟道长度调制：当MOSFET进入饱和区时有效沟道长度随漏-源电压的改变。
（27）热电子：由于在高场强中被加速，能量远大于热平衡时的值得电子。
（28）轻掺杂漏（LDD）：为了减小电压击穿效应，在紧邻沟道处制造一轻掺杂漏区的MOSFET。
（29）窄沟道效应：沟道宽度变窄后阈值电压的偏移。
（30）漏源穿通：由于漏-源电压引起的源极和衬底之间的势垒高度降低，从而导致漏电流的迅速增大。
（31）短沟道效应：沟道长度变短引起的阈值电压的偏移。
（32）寄生晶体管击穿：寄生双极晶体管中电流增益的改变而引起的MOSFET击穿过程中出现的负阻效应。
（33）亚阈值导电：当晶体管栅偏置电压低于阈值反型点时，MOSFET中的导电过程。
（34）表面散射：当载流子在源极和漏极漂移时，氧化层-半导体界面处载流子的电场吸引作用和库伦排斥作用。
（35）阈值调整：通过离子注入改变半导体掺杂浓度，从而改变阈值电压的过程。
结型场效应晶体管：
（1）电容电荷存储时间：栅极输入信号改变使栅极输入电容存储或释放电荷的时间。
（2）沟道电导：当漏源电压趋近于极限值零时，漏电流随着漏源电压的变化率。
（3）沟道电导调制效应：沟道电导随栅极电压的变化过程。
（4）沟道长度调制效应：JFET处于饱和区时，有效沟道长度随漏源电压而变化。
（5）电导参数：增强型MESFET的漏电流与栅源电压的表达式中的倍数因子k n。
（6）截止频率：小信号栅极输入电流值与小信号漏极电流值一致时的频率。
（7）耗尽型JFET：必须加以栅源电压才能形成沟道夹断使器件截止的JFET。
（8）增强型JFET：栅极电压为零时已经夹断，必须加以栅源电压以形成沟道，以使器件开启的JFET。
（9）内建夹断电压：沟道夹断时栅结上的中电压降。
（10）输出电阻：栅源电压随漏极电流的变化率。
（11）夹断：栅结空间电荷区完全扩展进沟道，以至于沟道被耗尽的只有载流子充满的现象。
光器件：
（1）吸收系数：在半导体材料中，单位距离吸收的相对光子数，用表示。
（2）俄歇复合：电子和空穴的复合伴随着吸收其他粒子所释放的能量，是一个非辐射复合过程。
（3）转换系数：在太阳能电池中，输出的电功率和入射的光功率之比。
（4）延迟光电流：半导体器件中由于扩散电流引起的光电流成分。
（5）外量子效率：在半导体器件中，发射的光子数和总光子数的比率。
（6）填充系数：I m V m与I sc V oc的比率，是太阳能电池有效输出能量的度量。I m和V m是在最大功率点的电流和电压值。I sc和V oc是短路电流和开路电压。
（7）菲涅耳损耗：由于折射系数的变化，在界面处入射光子被反射的部分。
（8）内量子效率：能够产生发光的二极管电流部分。
（9）发光二极管（LED）：在正偏pn结中，由于电子-空穴复合而产生的自发光子发射。
（10）发光：光发射的总性质。
（11）非辐射复合：不产生光子的电子和空穴的复合过程，例如硅中在导带和价带间的间接跃迁。
（12）开路电压：太阳能电池的外电路开路时的电压。
（13）光电流：由于吸收光子而在半导体器件中产生过剩载流子，从而形成的电流。
（14）分布反转：出于高能级的电子浓度比处于低能级的电子浓度大的情况，是一个非平衡状态。
（15）瞬时光电流：半导体器件的空间电荷区产生的光电流成分。
（16）辐射复合：电子和空穴的复合过程能够产生光子，例如砷化镓中的带与带之间的直接复合。
（17）肖克莱-里德-霍尔复合：通过深能级陷阱而进行的电子-空穴对的复合，是非辐射复合过程。
（18）短路电流：太阳能电池两端直接相连时的电流。
（19）受激发射：有个电子被入射光子激发，跃迁到低能级，同时发射第二个光子的过程。
题库---微电子工艺原理
微电子工艺原理复习知识点与题库 一、绪论微电子工艺的概述 知识点：集成度、摩尔定律、微电子系统的概念 1集成电路的制作可以分成三个阶段：①硅晶圆片的制作；②集成电路的制作；③集成电路的封装。 2评价发展水平：最小线宽，硅晶圆片直径，DRAM容量 二、晶体结构和晶体生长 知识点： 5金刚石结构特点：共价四面体，内部存在着相当大的“空隙” 6面心立方晶体结构是立方密堆积，(111)面是密排面。 7金刚石结构可有两套面心立方结构套购而成，面心立方晶格又称为立方密排晶格。 8双层密排面的特点：在晶面内原子结合力强，晶面与晶面之间距离较大，结合薄弱。两个双层面间，间距很大，而且共价键稀少，平均两个原子才有一个共价键，致使双层密排面之间结合脆弱 9金刚石晶格晶面的性质：由于{111}双层密排面本身结合牢固，而双层密排面之间相互结合脆弱，在外力作用下，晶体很容易沿着{111}晶面劈裂。 由{111}双层密排面结合牢固，化学腐蚀就比较困难和缓慢，所以腐蚀后容易暴露在表面上。因{111}双层密排面之间距离很大，结合弱，晶格缺陷容易在这里形成和扩展。 {111}双层密排面结合牢固，表明这样的晶面能量低。由于这个原因，在晶体生长中有一种使晶体表面为{111}晶面的趋势。 10肖特基缺陷：如果一个晶格正常位置上的原子跑到表面，在体内产生一个晶格空位，称肖特基缺陷。 11弗伦克尔缺陷：如果一个晶格原子进入间隙，并产生一个空位，间隙原子和空位是同时产生的，这种缺陷为弗伦克尔缺陷。 12堆垛层错：在密堆积的晶体结构中，由于堆积次序发生错乱 13固溶体：当把一种元素B(溶质)引入到另一种元素A(溶剂)的晶体中时，在达到一定浓度之前，不会有新相产生，而仍保持原来晶体A的晶体结构，这样的晶体称为固溶体。 14固溶度：在一定温度和平衡态下，元素B能够溶解到晶体A内的最大浓度，称为这种杂质在晶体中的最大溶解度 15固溶体分类：替位式固溶体，间隙式固溶体 16某种元素能否作为扩散杂质的一个重要标准：看这种杂质的最大固溶度是否大于所要求的表面浓度，如果表面浓度大于杂质的最大固溶度，那么选用这种杂质就无法获得所希望的分布。 题目 三扩散工艺 知识点：
自动控制原理课程设计报告
《自动控制原理》 课程设计报告 姓名：高陆及__________ 学号： 1345533107______ 班级： 13电气 1班______ 专业：电气工程及其自动化学院：电气与信息工程学院
江苏科技大学（张家港） 2015年9月
目录 一、设计目的 (3) 二、设计任务 (3) 三、具体要求 (4) 四、设计原理概述 (4) 4.1校正方式的选择 (4) 4.2集中串联校正简述 (5) 4.2.1串联超前校正 (5) 4.2.2串联滞后校正 (5) 4.2.3串联滞后-超前校正 (5) 4.2.4串联校正装置的一般性设计步骤 (5) 五、设计方案及分析 (6) 5.1高阶系统的频域分析 (6) 5.1.1 原系统的频率响应特性及阶跃响应 (7) 5.1.2使用Simulink观察系统性能 (9) 5.1.3 搭建模拟实际电路 (10) 5.1.4 对原系统的性能分析 (12) 5.2校正方案确定与校正结果分析 (13) 5.2.1 采用串联超前网络进行系统校正 (13) 5.2.3 采用串联滞后—超前网络系统进行校正 (18) 5.2.4 使用EWB搭建校正后模拟实际电路 (23) 六、总结 (26)
一、设计目的 1.通过课程设计熟悉频域法分析系统的方法原理 2.通过课程设计掌握滞后—超前校正作用与原理 3.通过在实际电路中校正设计的运用，理解系统校正在实际中的意义 二、设计任务 控制系统为单位负反馈系统，开环传递函数为) 1025.0)(11.0()(++= s s s K s G ， 设计滞后-超前串联校正装置，使系统满足下列性能指标： 1、开环增益100K ≥
自动控制原理课程设计
审定成绩： 自动控制原理课程设计报告 题目：单位负反馈系统设计校正 学生姓名姚海军班级0902 院别物理与电子学院专业电子科学与技术学号14092500070 指导老师杜健嵘 设计时间2011-12-10
目录一设计任务 二设计要求 三设计原理 四设计方法步骤及设计校正构图五课程设计总结 六参考文献
一、 设计任务 设单位负反馈系统的开环传递函数为 ) 12.0)(11.0()(0 ++= s s s K s G 用相应的频率域校正方法对系统进行校正设计，使系统满足如下动态和静态性能： (1) 相角裕度0 45 ≥γ ； (2) 在单位斜坡输入下的稳态误差05.0＜ss e ； (3) 系统的剪切频率s /rad 3＜c ω。 二、设计要求 （1） 分析设计要求，说明校正的设计思路（超前校正，滞后校正或滞后－超前 校正）； （2） 详细设计（包括的图形有：校正结构图，校正前系统的Bode 图，校正装 置的Bode 图，校正后系统的Bode 图）； （3） 用MATLAB 编程代码及运行结果（包括图形、运算结果）； （4） 校正前后系统的单位阶跃响应图。 三、设计原理 校正方式的选择。按照校正装置在系统中的链接方式，控制系统校正方式分为串联校正、反馈校正、前馈校正和复合校正4种。串联校正是最常用的一种校正方式，这种方式经济，且设计简单，易于实现，在实际应用中多采用这种校正方式。串联校正方式是校正器与受控对象进行串联连接的。本设计按照要求将采用串联校正方式进行校。校正方法的选择。根据控制系统的性能指标表达方式可以进行校正方法的确定。本设计要求以频域指标的形式给出，因此采用基于Bode 图的频域法进行校正。 几种串联校正简述。串联校正可分为串联超前校正、串联滞后校正和滞后-超前校正等。 超前校正的目的是改善系统的动态性能，实现在系统静态性能不受损的前提下，提高系统的动态性能。通过加入超前校正环节，利用其相位超前特性来增大系统的相位裕度，改变系统的开环频率特性。一般使校正环节的最大相位超前角出现在系统新的穿越频率点。
微电子学与集成电路分析
微电子学与集成电路分析 1微电子学与集成电路解读 微电子学是电子学的分支学科，主要致力于电子产品的微型化，达到提升电子产品应用便利和应用空间的目的。微电子学还属于一门综合性较强学科类型，具体的微电子研究中，会用到相关物理学、量子力学和材料工艺等知识。微电子学研究中，切实将集成电路纳入到研究体系中。此外，微电子学还对集成电子器件和集成超导器件等展开研究和解读。微电子学的发展目标是低能耗、高性能和高集成度等特点。集成电路是通过相关电子元件的组合，形成一个具备相关功能的电路或系，并可以将集成电路视为微电子学之一。集成电路在实际的应用中具有体积小、成本低、能耗小等特点，满足诸多高新技术的基本需求。而且，随着集成电路的相关技术完善，集成电路逐渐成为人们生产生活中不可缺少的重要部分。 2微电子发展状态与趋势分析 2.1发展与现状 从晶体管的研发到微电子技术逐渐成熟经历漫长的演变史，由晶体管的研发→以组件为基础的混合元件（锗集成电路）→半导体场效应晶体管→MOS电路→微电子。这一发展过程中，电路涉及的内容逐渐增多，电路的设计和过程也更加复杂，电路制造成本也逐渐增高，单纯的人工设计逐渐不能满足电路的发展需求，并朝向信息化、高集成和高性能的发展方向。现阶段，国内对微电子的发展创造了良好的发展空间，目前国内微电电子发展特点如下：（1）微电子技术创新取得了具有突破性的进展，且逐渐形成具有较大规模的集成电路设计产业规模。对于集成电路的技术水平在0.8~1.5μm，部分尖端企业的技术水平可以达到0.13μm。（2）微电子产业结构不断优化，随着技术的革新产业结构逐渐生成完整的产业链，上下游关系处理完善。（3）产业规模不断扩大，更多企业参与到微电子学的研究和电路中，有效推动了微电子产业的发展，促使微电子技术得到了进一步的完善和发展。 2.2发展趋势 微电子技术的发展中，将微电子技术与其他技术联合应用，可以衍生出更多
自动控制原理课程设计速度伺服控制系统设计样本
自动控制原理课程设计题目速度伺服控制系统设计 专业电气工程及其自动化 姓名 班级 学号 指引教师 机电工程学院 12月
目录一课程设计设计目 二设计任务 三设计思想 四设计过程 五应用simulink进行动态仿真六设计总结 七参照文献
一、课程设计目： 通过课程设计，在掌握自动控制理论基本原理、普通电学系统自动控制办法基本上，用MATLAB实现系统仿真与调试。 二、设计任务： 速度伺服控制系统设计。 控制系统如图所示，规定运用根轨迹法拟定测速反馈系数' k，以 t 使系统阻尼比等于0.5，并估算校正后系统性能指标。 三、设计思想： 反馈校正： 在控制工程实践中，为改进控制系统性能，除可选用串联校正方式外，经常采用反馈校正方式。常用有被控量速度，加速度反馈，执行机构输出及其速度反馈，以及复杂系统中间变量反馈等。反馈校正采用局部反馈包围系统前向通道中一某些环节以实现校正，。从控制观点来看，采用反馈校正不但可以得到与串联校正同样校正效果，并且尚有许多串联校正不具备突出长处：第一，反馈校正能有效地变化
被包围环节动态构造和参数；第二，在一定条件下，反馈校正装置特性可以完全取代被包围环节特性，反馈校正系数方框图从而可大大削弱这某些环节由于特性参数变化及各种干扰带给系统不利影响。 该设计应用是微分负反馈校正： 如下图所示，微分负反馈校正包围振荡环节。其闭环传递函数为 B G s （）=00t G s 1G (s)K s +（）=22t 1T s T K s ζ+（2+）+1 =22'1T s 21Ts ζ++ 试中，'ζ=ζ+t K 2T ，表白微分负反馈不变化被包围环节性质，但由于阻尼比增大，使得系统动态响应超调量减小，振荡次数减小，改进了系统平稳性。 微分负反馈校正系统方框图
微电子技术的发展历史与前景展望
微电子技术的发展历史与前景展望 姓名：张海洋班级：12电本一学号：1250720044 摘要：微电子是影响一个国家发展的重要因素,在国家的经济发展中占有举 足轻重的地位，本文简要介绍微电子的发展史，并且从光刻技术、氧化和扩散技术、多层布线技术和电容器材料技术等技术对微电子技术做前景展望。 关键词：微电子晶体管集成电路半导体。 微电子学是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支，它主要研究电子或粒子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学，以实现电路的系统和集成为目的，实用性强。微电子产业是基础性产业，是信息产业的核心技术，它之所以发展得如此之快，除了技术本身对国民经济的巨大贡献之外，还与它极强的渗透性有关。 微电子学兴起在现代，在1883年，爱迪生把一根钢丝电极封入灯泡，靠近灯丝，发现碳丝加热后，铜丝上有微弱的电流通过，这就是所谓的“爱迪生效应”。电子的发现，证实“爱迪生效应”是热电子发射效应。 英国另一位科学家弗莱明首先看到了它的实用价值，1904年，他进一步发现，有热电极和冷电极两个电极的真空管，对于从空气中传来的交变无线电波具有“检波器”的作用，他把这种管子称为“热离子管”，并在英国取得了专利。这就是“二极真空电子管”。自此，晶体管就有了一个雏形。 在1947年，临近圣诞节的时候，在贝尔实验室内，一个半导体材料与一个弯支架被堆放在了一起，世界上第一个晶体管就诞生了，由于晶体管有着比电子管更好的性能，所以在此后的10年内，晶体管飞速发展。 1958年，德州仪器的工程师Jack Kilby将三种电子元件结合到一片小小的硅片上，制出了世界上第一个集成电路（IC）。到1959年，就有人尝试着使用硅来制造集成电路，这个时期，实用硅平面IC制造飞速发展.。 第二年，也是在贝尔实验室，D. Kahng和Martin Atalla发明了MOSFET，因为MOSFET制造成本低廉与使用面积较小、高整合度的特点，集成电路可以变得很小。至此，微电子学已经发展到了一定的高度。 然后就是在1965年，摩尔对集成电路做出了一个大胆的预测：集成电路的芯片集成度将以四年翻两番，而成本却成比例的递减。在当时，这种预测看起来是不可思议，但是现在事实证明，摩尔的预测诗完全正确的。 接下来，就是Intel制造出了一系列的CPU芯片，将我们完全的带入了信息时代。 由上面我们可以看出，微电子技术是当代发展最快的技术之一，是电子信息产业的基础和心脏。时至今日，微电子技术变得更加重要，无论是在航天航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术、网络技术或家用电器产业，都离不开微电子技术的发展。甚至是在现代战争中，微电子技术也是随处可见。在我国，已经把电子信息产业列为国民经济的支拄性产业，微电子信息技术在我国也正受到越来越多的关注，其重要性也不言而喻，如今，微电子技术已成为衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志，微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。
自动控制设计(自动控制原理课程设计)
自动控制原理课程设计 本课程设计的目的着重于自动控制基本原理与设计方法的综合实际应用。主要内容包括:古典自动控制理论(PID)设计、现代控制理论状态观测器的设计、自动控制MATLAB 仿真。通过本课程设计的实践,掌握自动控制理论工程设计的基本方法与工具。 1 内容 某生产过程设备如图1所示,由液容为C1与C2的两个液箱组成,图中Q 为稳态液体流量)/(3s m ,i Q ?为液箱A 输入水流量对稳态值的微小变化)/(3s m ,1Q ?为液箱A 到液箱B 流量对稳态值的微小变化)/(3s m ,2Q ?为液箱B 输出水流量对稳态值的微小变化)/(3s m ,1h 为液箱A 的液位稳态值)(m ,1h ?为液箱A 液面高度对其稳态值的微小变化)(m ,2h 为液箱B 的液位稳态值)(m ,2h ?为液箱B 液面高度对其稳态值的微小变化)(m ,21,R R 分别为A,B 两液槽的出水管液阻))//((3s m m 。设u 为调节阀开度)(2m 。 已知液箱A 液位不可直接测量但可观,液箱B 液位可直接测量。 图1 某生产过程示意图
要求 1. 建立上述系统的数学模型; 2. 对模型特性进行分析,时域指标计算,绘出bode,乃示图,阶跃反应曲线 3. 对B 容器的液位分别设计:P,PI,PD,PID 控制器进行控制; 4. 对原系统进行极点配置,将极点配置在－1＋j 与－1－j;(极点可以不一样) 5. 设计一观测器,对液箱A 的液位进行观测(此处可以不带极点配置); 6. 如果要实现液位h2的控制,可采用什么方法,怎么更加有效？试之。 用MATLAB 对上述设计分别进行仿真。 (提示:流量Q=液位h/液阻R,液箱的液容为液箱的横断面积,液阻R=液面差变化h ?/流量变化Q ?。) 2 双容液位对象的数学模型的建立及MATLAB 仿真过程 一、对系统数学建模 如图一所示,被控参数2h ?的动态方程可由下面几个关系式导出: 液箱A:dt h d C Q Q i 111?=?-? 液箱B:dt h d C Q Q 22 21?=?-? 111/Q h R ??= 222/Q h R ??= u K Q u i ?=? 消去中间变量,可得: u K h dt h d T T dt h d T T ?=?+?++?222122221)( 式中,21,C C ——两液槽的容量系数 21,R R ——两液槽的出水端阻力 111C R T =——第一个容积的时间常数 222C R T =——第二个容积的时间常数 2R K K u =_双容对象的放大系数
对半导体技术、微电子技术、集成电路技术三者的浅略认识
对半导体技术、微电子技术、集成电路技术三者的浅略认识 一、半导体技术、微电子技术、集成电路技术三者的联系与区别 我们首先从三者的概念或定义上来分别了解一下这三种技术。 半导体技术就是以半导体为材料，制作成组件及集成电路的技术。在电子信息方面，绝大多数的电子组件都是以硅为基材做成的，因此电子产业又称为半导体产业。半导体技术最大的应用便是集成电路，它们被用来发挥各式各样的控制功能，犹如人体中的大脑与神经。 微电子技术是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术，是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术，为微电子学中的各项工艺技术的总和。 集成电路技术，在电子学中是一种把电路小型化的技术。采用一定的工艺，把一个电路中所需的各种电子元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。（以上三者概念均来源于网络）这般看来，三者概念上互相交叉，却也略有区别。依我这个初次接触这三个名词、对电子信息几乎一窍不通的大一新生来看，半导体技术是其他二者技术的基础，因为半导体是承载整个电子信息的基石，不管是微电子还是集成电路，便是以半导体为材料才可以建造、发展。而微电子技术，个人感觉比较广泛，甚至集成电路技术可以包含在微电子技术里。除此之外，诸如小型元件，如纳米级电子元件制造技术，都可以归为微电子技术。而集成电路技术概念上比较狭窄，单单只把电路小型化、集成化技术，上面列举的小型元件制造，便不能归为集成电路技术，但可以归为微电子技术。以上便是鄙人对三者概念上、应用上联系与区别的区区之见，如有错误之处还望谅解。 二、对集成电路技术的详细介绍 首先我们了解一下什么是集成电路。 集成电路是一种微型电子器件或部件。人们采用一定的工艺，把一个电路中所需的各种元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。 而简单来说，集成电路技术便是制造集成电路的技术方法。它涉及半导体器件物理、微电子学、电子学、无线电、光学以及信息学等学科领域的知识。 从产业分工角度，集成电路技术可以分为集成电路加工技术、集成电路测试封装技术以及集成电路设计技术等几方面。 1. 集成电路加工技术 集成电路加工技术主要是通过物理或化学手段在硅材料上生成半导体器件（比如场效应管）以及器件之间的物理互连。这些器件以及器件之间的互连构成的电路功能要符合系统设计要求。集成电路加工技术涉及的知识包括半导体器件物理、精密仪器、光学等领域，具体应用在工艺流程中，包括注入、掺杂、器件模型、工艺偏差模型、成品率分析以及工艺过程设计等。在近十几年的时间里，集成电路加工工艺水平一直按照摩尔（Moore）定律在快速发展。 2.集成电路测试、封装技术 集成电路测试包括完成在硅基上产生符合功能要求的电路后对裸片硅的功能和性能的
微电子工艺原理习题
微电子工艺原理习题 一、填空题 1．传统集成电路制造工艺的发展以的出现作为大致的分界线，现代集成电路制造工艺进入超大规模集成电路后又以工艺的作为划分标志。 2．能提供多余空穴的杂质称为，P型半导体中的多子是。 3．多晶硅转变成单晶硅的实质是。 4．单晶硅拉制过程中引晶阶段的温度选择非常重要，温度过高时会造成，温度过低时会形成。 5．SiO 2 网络中氧的存在有两种形式，其中原子浓度越高，网络的强度越强；原子浓度越高，网络的强度越弱。 6．目前常用的两种掺杂技术是和。 7．完整的光刻工艺应包括和两部分，随着集成电路生产在微细加工中的进一步细分，后者又可独立成为一个工序。 8．伴随刻蚀工艺实现的图形转换发生在和之间。 9．按照功能和用途进行分类，集成电路可以分为和两类。 10．能提供多余电子的杂质称为，N型半导体中的少子是。11．固溶体分为替位式固溶体和间隙式固溶体，两类大部分施主和受主杂质都与硅形成 固溶体。 12．单晶硅的性能测试涉及到的测试、的测试和缺陷检验等多个方面。 13．SiO 2中掺入杂质的种类对SiO 2 网络强度的影响表现在：掺入Ⅲ族元素如硼时，网络强 度；掺入Ⅴ族元素如磷时，网络强度。 14．常用的芯片封装方法有、和陶瓷封装。 15．光刻胶又叫，常用的光刻胶分为和两类。
1．下列有关集成电路发展趋势的描述中，不正确的是。 （A）特征尺寸越来越小（B）晶圆尺寸越来越小 （C）电源电压越来越低（D）时钟频率越来越高 2．下面几种薄膜中，不属于半导体膜的是。 （A）SiO 2 膜（B）单晶硅膜（C）多晶硅膜（D）GaAs膜 3．下列有关芯片封装的描述中不正确是。 （A）金属封装热阻小有良好的散热性能（B）塑料封装机械性能差，导热能力弱（C）金属封装成本低，塑料封装成本高（D）陶瓷封装的气密性好，但脆性较高4．下列选项中属于光刻工艺三要素之一的是。 （A）曝光（B）光刻胶（C）显影（D）刻蚀 5．下列有关扩散的几种描述中不正确的是。 （A）扩散是一种掺杂技术。（B）扩散有气态扩散、液态扩散和固态扩散三种。（C）替位型杂质在硅中的扩散方式有替代扩散、空位扩散以及间隙扩散三种。（D）替位型杂质的掺入不会改变材料的电学性质。 6．下列关于光刻胶的描述中正确的是。 （A）负胶具有较高的固有分辨率（B）正胶成本低，适合大批量生产（C）正胶的分辨率高，抗干法腐蚀能力强（D）负胶粘附性差，抗湿法腐蚀能力弱7．硅片中同时有浅施主和浅受主时，导电类型和载流子浓度由决定。 （A）杂质浓度差（B）施主杂质（C）受主杂质（D）杂质浓度和 8．下面几种材料的薄膜中，不属于介质膜的是。 （A）SiO 2膜（B）Si 3 N 4 膜（C）多晶硅膜（D）Al 2 O 3 膜 9．下列因素中对扩散系数大小不会造成影响的是。 （A）温度（B）杂质种类（C）扩散环境（D）杂质浓度变化率10．关于干法刻蚀的正确描述是。 （A）化学性刻蚀选择比高且是各向异性刻蚀； （B）反应离子刻蚀（RIE）兼具各向异性与高选择比等优点； （C）化学性刻蚀方向性好，可获得接近垂直的刻蚀侧墙； （D）物理性刻蚀的选择性好。
自动控制原理课程设计报告
自控课程设计课程设计(论文) 设计（论文）题目单位反馈系统中传递函数的研究 学院名称Z Z Z Z学院 专业名称Z Z Z Z Z 学生姓名Z Z Z 学生学号Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课教师Z Z Z Z Z 设计（论文）成绩
单位反馈系统中传递函数的研究 一、设计题目 设单位反馈系统被控对象的传递函数为 ) 2)(1()(0 0++= s s s K s G （ksm7） 1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。 2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标： （1）在单位斜坡信号输入下，系统的速度误差系数=10。 （2）相角稳定裕度γ>45o , 幅值稳定裕度H>12。 （3）系统对阶跃响应的超调量Mp <25%,系统的调节时间Ts<15s 3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。 4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的截止频率Wc 和穿频率Wx 。 5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。 6、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。 二、设计方法 1、未校正系统的根轨迹图分析 根轨迹简称根迹，它是开环系统某一参数从0变为无穷时，闭环系统特征方程式的根在s 平面上变化的轨迹。 1）、确定根轨迹起点和终点。 根轨迹起于开环极点，终于开环零点；本题中无零点，极点为：0、-1、-2 。故起于0、-1、-2，终于无穷处。 2）、确定分支数。 根轨迹分支数与开环有限零点数m 和有限极点数n 中大者相等，连续并且对称于实轴；本题中分支数为3条。
机械原理基础知识点总结,复习重点
机械原理知识点总结 第一章平面机构的结构分析 (3) 一. 基本概念 (3) 1. 机械: 机器与机构的总称。 (3) 2. 构件与零件 (3) 3. 运动副 (3) 4. 运动副的分类 (3) 5. 运动链 (3) 6. 机构 (3) 二. 基本知识和技能 (3) 1. 机构运动简图的绘制与识别图 (3) 2.平面机构的自由度的计算及机构运动确定性的判别 (3) 3. 机构的结构分析 (4) 第二章平面机构的运动分析 (6) 一. 基本概念: (6) 二. 基本知识和基本技能 (6) 第三章平面连杆机构 (7) 一. 基本概念 (7) （一）平面四杆机构类型与演化 (7) 二）平面四杆机构的性质 (7) 二. 基本知识和基本技能 (8) 第四章凸轮机构 (8) 一.基本知识 (8) （一）名词术语 (8) （二）从动件常用运动规律的特性及选用原则 (8) 三）凸轮机构基本尺寸的确定 (8) 二. 基本技能 (9) （一）根据反转原理作凸轮廓线的图解设计 (9) （二）根据反转原理作凸轮廓线的解析设计 (10) （三）其他 (10) 第五章齿轮机构 (10) 一. 基本知识 (10) （一）啮合原理 (10) （二）渐开线齿轮——直齿圆柱齿轮 (11) （三）其它齿轮机构，应知道： (12) 第六章轮系 (14) 一. 定轴轮系的传动比 (14) 二.基本周转（差动）轮系的传动比 (14)
三.复合轮系的传动比 (15) 第七章其它机构 (15) 1.万向联轴节： (15) 2.螺旋机构 (16) 3.棘轮机构 (16) 4. 槽轮机构 (16) 6. 不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构 (17) 7. 组合机构 (17) 第九章平面机构的力分析 (17) 一. 基本概念 (17) （一）作用在机械上的力 (17) （二）构件的惯性力 (17) （三）运动副中的摩擦力（摩擦力矩）与总反力的作用线 (17) 二. 基本技能 (18) 第十章平面机构的平衡 (18) 一、基本概念 (18) （一）刚性转子的静平衡条件 (18) （二）刚性转子的动平衡条件 (18) （三）许用不平衡量及平衡精度 (18) （四）机构的平衡（机架上的平衡） (18) 二. 基本技能 (18) （一）刚性转子的静平衡计算 (18) （二）刚性转子的动平衡计算 (18) 第十一章机器的机械效率 (18) 一、基本知识 (19) （一）机械的效率 (19) （二）机械的自锁 (19) 二. 基本技能 (20) 第十二章机械的运转及调速 (20) 一. 基本知识 (20) （一）机器的等效动力学模型 (20) （二）机器周期性速度波动的调节 (20) （三）机器非周期性速度波动的调节 (20) 二. 基本技能 (20) （一）等效量的计算 (20) （二）飞轮转动惯量的计算 (20)
自动控制原理课程设计
扬州大学水利与能源动力工程学院 课程实习报告 课程名称：自动控制原理及专业软件课程实习 题目名称：三阶系统分析与校正 年级专业及班级：建电1402 姓名：王杰 学号： 141504230 指导教师：许慧 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 2016 年 12月 27日
一、课程实习的目的 （1）培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用经典控制理论和相关课程知识的能力； （2）掌握自动控制原理的时域分析法、根轨迹法、频域分析法，以及各种校正装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标； （3）学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试； （4）学会使用硬件搭建控制系统； （5）锻炼独立思考和动手解决控制系统实际问题的能力，为今后从事控制相关工作打下较好的基础。 二、课程实习任务 某系统开环传递函数 G(s)=K/s(0.1s+1）（0.2s+1） 分析系统是否满足性能指标： （1)系统响应斜坡信号r(t)=t,稳态误差小于等于0.01； （2）相角裕度y>=40度； 如不满足，试为其设计一个pid校正装置。 三、课程实习内容 （1）未校正系统的分析： 1）利用MATLAB绘画未校正系统的开环和闭环零极点图 2）绘画根轨迹，分析未校正系统随着根轨迹增益变化的性能（稳定性、快速性）。 3）作出单位阶跃输入下的系统响应，分析系统单位阶跃响应的性能指标。 4）绘出系统开环传函的bode图，利用频域分析方法分析系统的频域性能指标（相角裕度和幅值裕度，开环振幅）。 （2）利用频域分析方法，根据题目要求选择校正方案，要求有理论分析和计算。并与Matlab计算值比较。 （3）选定合适的校正方案（串联滞后/串联超前/串联滞后-超前），理论分析并计算校正环节的参数，并确定何种装置实现。
(完整版)机械原理知识点归纳总结
第一章绪论 基本概念：机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。 第二章平面机构的结构分析 机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。 1. 机构运动简图的绘制 机构运动简图的绘制是本章的重点，也是一个难点。 为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性，对绘制好的简图需进一步检查与核对（运动副的性质和数目来检查）。 2. 运动链成为机构的条件 判断所设计的运动链能否成为机构，是本章的重点。 运动链成为机构的条件是：原动件数目等于运动链的自由度数目。 机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断，从而影响机械设计工作的正常进行。 机构自由度计算是本章学习的重点。 准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理。 (1) 复合铰链 复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。 正确处理方法：k个在同一处形成复合铰链的构件，其转动副的数目应为(k-1)个。 (2) 局部自由度 局部自由度是机构中某些构件所具有的并不影响其他构件的运动的自由度。局部自由度常发生在为减小高副磨损而增加的滚子处。 正确处理方法：从机构自由度计算公式中将局部自由度减去，也可以将滚子及与滚子相连的构件固结为一体，预先将滚子除去不计，然后再利用公式计算自由度。 (3) 虚约束 虚约束是机构中所存在的不产生实际约束效果的重复约束。 正确处理方法：计算自由度时，首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计，然后用自由度公式进行计算。 虚约束都是在一定的几何条件下出现的，这些几何条件有些是暗含的，有些则是明确给定的。对于暗含的几何条件，需通过直观判断来识别虚约束；对于明确给定的几何条件，则需通过严格的几何证明才能识别。 3. 机构的组成原理与结构分析 机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反，前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上，以组成新的机构，它为设计者进行机构创新设计提供了一条途径；后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架，以便对机构进行结构分类。 第三章平面机构的运动分析 1．基本概念：速度瞬心、绝对速度瞬心和相对速度瞬心（数目、位置的确定），以及“三心定理”。 2．瞬心法在简单机构运动分析上的应用。 3．同一构件上两点的速度之间及加速度之间矢量方程式、组成移动副两平面运动构件在瞬时重合点上速度之间和加速度的矢量方程式，在什么条件下，可用相对运动图解法求解？ 4．“速度影像”和“加速度影像”的应用条件。 5．构件的角速度和角加速度的大小和方向的确定以及构件上某点法向加速度的大小和方向的确定。 6．哥氏加速度出现的条件、大小的计算和方向的确定。 第四章平面机构的力分析 1．基本概念：“静力分析”、“动力分析”及“动态静力分析” 、“平衡力”或“平衡力矩”、“摩擦角”、“摩擦锥”、“当量摩擦系数”和“当量摩擦角”（引入的意义）、“摩擦圆”。 2．各种构件的惯性力的确定： ①作平面移动的构件； ②绕通过质心轴转动的构件；
自动控制原理课程设计方案
名称：《自动控制原理》课程设计 题目：基于自动控制原理的性能分析设计与校 正 院系：建筑环境与能源工程系 班级： 学生姓名： 指导教师： 目录 一、课程设计的目的与要求------------------------------3 二、设计内容 2.1控制系统的数学建模----------------------------4 2.2控制系统的时域分析----------------------------6 2.3控制系统的根轨迹分析--------------------------8 2.4控制系统的频域分析---------------------------10
-------------------------------12 控制系统的校正2.5． 三、课程设计总结------------------------------------17 四、参考文献----------------------------------------18 一、课程设计的目的与要求 本课程为《自动控制原理》的课程设计，是课堂的深化。 设置《自动控制原理》课程设计的目的是使MATLAB成为学生的基本技能，熟悉MATLAB这一解决具体工程问题的标准软件，能熟练地应用MATLAB软件解决控制理论中的复杂和工程实际问题，并给以后的模糊控制理论、最优控制理论和多变量控制理论等奠定基础。使相关专业的本科学生学会应用这一强大的工具，并掌握利用MATLAB对控制理论内容进行分析和研究的技能，以达到加深对课堂上所讲内容理解的目的。通过使用这一软件工具把学生从繁琐枯燥的计算负担中解脱出来，而把更多的精力用到思考本质问题和研究解决实际生产问题上去。 通过此次计算机辅助设计，学生应达到以下的基本要求： 2 / 17 1.能用MATLAB软件分析复杂和实际的控制系统。 2.能用MATLAB软件设计控制系统以满足具体的性能指标要求。
自动控制原理课程设计
金陵科技学院课程设计目录 目录 绪论 (1) 一课程设计的目的及题目 (2) 1.1课程设计的目的 (2) 1.2课程设计的题目 (2) 二课程设计的任务及要求 (3) 2.1课程设计的任务 (3) 2.2课程设计的要求 (3) 三校正函数的设计 (4) 3.1理论知识 (4) 3.2设计部分 (5) 四传递函数特征根的计算 (10) 4.1校正前系统的传递函数的特征根....... 错误！未定义书签。 4.2校正后系统的传递函数的特征根....... 错误！未定义书签。五系统动态性能的分析.. (13) 5.1校正前系统的动态性能分析 (13) 5.2校正后系统的动态性能分析 (15) 六系统的根轨迹分析 (19) 6.1校正前系统的根轨迹分析 (19) 6.2校正后系统的根轨迹分析 (21) 七系统的奈奎斯特曲线图 (23) 7.1校正前系统的奈奎斯特曲线图 (23) 7.2校正后系统的奈奎斯特曲线图 (244) 八系统的对数幅频特性及对数相频特性 (24) 8.1校正前系统的对数幅频特性及对数相频特性 (25) 8.2校正后系统的对数幅频特性及对数相频特性错误！未定义书签。总结 (267) 参考文献................................ 错误！未定义书签。
绪论 在控制工程中用得最广的是电气校正装置，它不但可应用于电的控制系统，而且通过将非电量信号转换成电量信号，还可应用于非电的控制系统。控制系统的设计问题常常可以归结为设计适当类型和适当参数值的校正装置。校正装置可以补偿系统不可变动部分（由控制对象、执行机构和量测部件组成的部分）在特性上的缺陷，使校正后的控制系统能满足事先要求的性能指标。常用的性能指标形式可以是时间域的指标，如上升时间、超调量、过渡过程时间等（见过渡过程），也可以是频率域的指标，如相角裕量、增益裕量（见相对稳定性）、谐振峰值、带宽（见频率响应）等。 常用的串联校正装置有超前校正、滞后校正、滞后-超前校正三种类型。在许多情况下,它们都是由电阻、电容按不同方式连接成的一些四端网络。各类校正装置的特性可用它们的传递函数来表示，此外也常采用频率响应的波德图来表示。不同类型的校正装置对信号产生不同的校正作用，以满足不同要求的控制系统在改善特性上的需要。在工业控制系统如温度控制系统、流量控制系统中，串联校正装置采用有源网络的形式，并且制成通用性的调节器，称为PID（比例-积分-微分）调节器,它的校正作用与滞后-超前校正装置类同。
金陵科技学院自动控制原理课程设计
绪论 (1) 一课程设计的目的及题目 (2) 1.1课程设计的目的 (2) 1.2课程设计的题目 (2) 二课程设计的任务及要求 (3) 2.1课程设计的任务 (3) 2.2课程设计的要求 (3) 三校正函数的设计 (4) 3.1理论知识 (4) 3.2设计部分 (5) 四传递函数特征根的计算 (8) 4.1校正前系统的传递函数的特征根 (8) 4.2校正后系统的传递函数的特征根 (10) 五系统动态性能的分析 (11) 5.1校正前系统的动态性能分析 (11) 5.2校正后系统的动态性能分析 (15) 六系统的根轨迹分析 (19) 6.1校正前系统的根轨迹分析 (19) 6.2校正后系统的根轨迹分析 (21) 七系统的奈奎斯特曲线图 (23) 7.1校正前系统的奈奎斯特曲线图 (23) 7.2校正后系统的奈奎斯特曲线图......... 错误!未定义书签。4 八系统的对数幅频特性及对数相频特性...... 错误!未定义书签。 8.1校正前系统的对数幅频特性及对数相频特性 (25) 8.2校正后系统的对数幅频特性及对数相频特性 (27) 总结................................... 错误!未定义书签。8 参考文献................................ 错误!未定义书签。
在控制工程中用得最广的是电气校正装置，它不但可应用于电的控制系统，而且通过将非电量信号转换成电量信号，还可应用于非电的控制系统。控制系统的设计问题常常可以归结为设计适当类型和适当参数值的校正装置。校正装置可以补偿系统不可变动部分（由控制对象、执行机构和量测部件组成的部分）在特性上的缺陷，使校正后的控制系统能满足事先要求的性能指标。常用的性能指标形式可以是时间域的指标，如上升时间、超调量、过渡过程时间等（见过渡过程），也可以是频率域的指标，如相角裕量、增益裕量（见相对稳定性）、谐振峰值、带宽（见频率响应）等。 常用的串联校正装置有超前校正、滞后校正、滞后-超前校正三种类型。在许多情况下,它们都是由电阻、电容按不同方式连接成的一些四端网络。各类校正装置的特性可用它们的传递函数来表示，此外也常采用频率响应的波德图来表示。不同类型的校正装置对信号产生不同的校正作用，以满足不同要求的控制系统在改善特性上的需要。在工业控制系统如温度控制系统、流量控制系统中，串联校正装置采用有源网络的形式，并且制成通用性的调节器，称为PID（比例-积分-微分）调节器,它的校正作用与滞后-超前校正装置类同。
机械原理知识点汇总,考试肯定用得着
什么是零件？什么是构件？什么是部件？ 零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。如齿轮、轴、螺钉等。 构件是组成机器的运动的单元，可以是单一整体也可以是由几个零件组成的刚性结构，这些零件之间无相对运动。如内燃机的连杆、凸缘式联轴器、机械手的某一关节等。 部件是由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体，如减速器、离合器、联轴器。 什么是机械？机构？机器？ 机械是机器和机构的总称。 机构是用来传递与变换运动和力的可动装置。 机器是根据某种使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，可以用来传递或变换能量、物料和信息。
No.2 什么是构件？运动副？运动链 零件：组成构件的制造单元体。 构件：机器人中每一个独立运动单元体称为构件。 运动副：这种由两个构建直接接触而组成的可动联接称为运动副。 高副：凡两构件通过单一点或线接触而构成的运动副称为高副。 低副：通过面接触而构成的运动副统称为低副。 转动副：两构件之间的相对运动为转动，也成铰链。 运动链：构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统成为运动链。机构：在运动链中，某一构件固定成为机架，该运动链便成为机构。
零件→构件→运动副→运动链→机构→机器（后两个简称机械） No.3 四杆机构的基本形式？ ①曲柄摇杆机构 ②双曲柄机构（包含平行四边形机构和反平行四边形机构） ③双摇杆机构
No.4 齿轮机构的分类？ 用于平行轴间的传动的齿轮机构——直齿轮用于相交轴间的传动的齿轮机构——锥齿轮用于交错轴间的传动的齿轮机构——斜齿轮
No.5 齿轮机构的作用和特点是什么？ 齿轮作用：传递空间任意两轴间的运动和动力 齿轮特点：传动功率大，效率高，传动比精确，使用寿命长，工作安全可靠。但一般不是适合长距离传动，能量损耗较大。
自动控制原理课程设计题目(1)
自动控制原理课程设计题目及要求 一、单位负反馈随动系统的开环传递函数为 ) 101.0)(11.0()(++= s s s K s G k 1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定 2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。 3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标 （1）静态速度误差系数K v ≥100s -1； （2）相位裕量γ≥30° （3）幅频特性曲线中穿越频率ωc ≥45rad/s 。 4、给出校正装置的传递函数。 5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。 6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。 二、设单位负反馈随动系统固有部分的传递函数为 ) 2)(1()(++= s s s K s G k 1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定。 2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。 3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标： （1）静态速度误差系数K v ≥5s -1； （2）相位裕量γ≥40° （3）幅值裕量K g ≥10dB 。 4、给出校正装置的传递函数。 5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量K g 。 6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。 三、设单位负反馈系统的开环传递函数为 ) 2(4 )(+= s s s G k 1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。 2、设计系统的串联校正装置，要求校正后的系统满足指标： 闭环系统主导极点满足ωn ＝4rad/s 和ξ＝0.5。 3、给出校正装置的传递函数。 4、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc 、相位裕量γ、相角穿越频率ωg 和幅值裕量Kg 。 5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。
微机原理复习知识点总结资料
微机原理复习知识点 总结
1．所谓的接口其实就是两个部件或两个系统之间的交接部分（位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路）。 2．为了能够进行数据的可靠传输，接口应具备以下功能：数据缓冲及转换功能、设备选择和寻址功能、联络功能、接收解释并执行CPU命令、中断管理功能、可编程功能、（错误检测功能）。 3．接口的基本任务是控制输入和输出。 4．接口中的信息通常有以下三种：数据信息、状态信息和控制信息。5．接口中的设备选择功能是指： 6．接口中的数据缓冲功能是指：将传输的数据进行缓冲，从而对高速工作的CPU与慢速工作的外设起协调和缓冲作用，实现数据传送的同步。 7．接口中的可编程功能是指：接口芯片可有多种工作方式，通过软件编程设置接口工作方式。 8．计算机与外设之间的数据传送有以下几种基本方式：无条件传送方式（同步传送）、程序查询传送（异步传送）、中断传送方式（异步传送）、DMA传送方式（异步传送）。 9．根据不同的数据传输模块和设备，总线的数据传输方式可分为无条件传输、程序查询传送方式、中断传送方式、DMA方式。 10．总线根据其在计算机中的位置，可以分为以下类型：片内总线、内部总线、系统总线、局部总线、外部总线。 11．总线根据其用途和应用场合，可以分为以下类型：片内总线、片间总线、内总线、外总线。ISA总线属于内总线。 12．面向处理器的总线的优点是：可以根据处理器和外设的特点设计出最适合的总线系统从而达到最佳的效果。 13． SCSI总线的中文名为小型计算机系统接口(Small Computer System Interface)，它是 芯的信号线，最多可连接 7 个外设。 14． USB总线的中文名为通用串行接口，它是4芯的信号线，最多可连接127个外设。 15． I/O端口的编码方式有统一编址和端口独立编址。访问端口的方式有直接寻址和间接寻址。PC机的地址由16位构成，实际使用中其地址范围为000~3FFH。 16．在计算机中主要有两种寻址方式：端口独立编址和统一编址方式。在端口独立编址方式中，处理器使用专门的I/O指令。 17． 74LS688的主要功能是：8位数字比较器，把输入的8位数据P0-P7和预设的8位数据Q0-Q7进行比较。如果相等输d出0，不等输出1。 主要功能：把输入的8位数据P0-P7和预设的8位数据Q0-Q7进行比较，比较的结果有三种：大于、等于、小于。通过比较器进行地址译码时，只需把某一地址范围和预设的地址进行比较，如果两者相等，说明该地址即为接口地址，可以开始相应的操作。 18． 8086的内部结构从功能上分成总线接口单元BIU和执行单元EU两个单元。 19． 8086有20地址线，寻址空间1M，80286有24根地址线，寻址空间为 16M。 20． 8086/8088有两种工作模式，即最大模式、最小模式，它是由MNMX 决定的。