微纳电子器件复习
10道题：佘总5道，陈老师5道
能带/器件原理/工艺（较少）
佘总：
电子器件的性能比较：1.材料优势/工艺优势
1.碳纳米管
应用：场效应管—实现功能—问题（掺杂/接触势垒）
解释原理/能带结构/器件形状
对比和传统器件的优势劣势
优势：弹道输运，没有热耗散，并且迁移率高
劣势：无法批量制备；无法控制精确的掺杂；有很大的接触电阻
延伸：新材料，旧原理，可能性分析
FET型器件，电压控制沟道
工艺：可控生长/定位/B-T/T-B 光纳米器件
2.石墨烯
半金属，而不是半导体；需要打开能带
优势：高电子迁移率；小
劣势：低开关比；高接触电阻；导带和价带接触
作业题里的各种结构
理解能带图（0带隙），不要求会画
双极运输特性，射频
另外的二维原子晶体，MOS2等
MOS2：有能带结构，迁移率比石墨烯低，有高的开关比，良好的感光特性
3.SI纳米线
无结环栅结构：以N型Si纳米线为例，采用功函数大于N型Si的金属制作栅极，由于
金半接触时功函数不匹配导致能带弯曲，使界面处产生耗尽层，在纳米尺度上，环栅可以实现耗尽层覆盖整个沟道，使晶体管在没有栅压的情况下关断，实现栅极控制。
优势：无掺杂，减少工艺步骤；载流子从纳米线中间通过，不受表面缺陷的影响，有更大的迁移率；环栅使得栅控能力增强；可以抑制短沟道效应，使器件进一步缩小；
缺点：受工艺限制大，很小的误差会极大的影响器件性能；热传导在高密度下难以及时的挥发出去，容易过热；必须工作在小电压下，噪声容限低
常开/常闭
问题：环栅的优点：栅控能力好，（对比顶栅，背栅，FIN-FET）
工艺：制作环栅，氧化自终止：因为对硅进行氧化，生成SiO2时，体积会膨胀，如果Si的直径够大，持续氧化会使内部的Si因为被外部SiO2完全包裹，产生向内的应力，阻止氧气可以进入继续氧化导致自行终止氧化
无结的优势
4.真空电子器件
优势:快，因为电子在真空中传输，所以有很大的“迁移率”；大功率；对温度不敏感；
电路设计简单；抗辐射；
劣势：工作电压高；功耗大，静态电流很大；能量效率低；贵
工作条件苛刻，热阴极容易坏
工艺问题：掠射法；空间电荷效应（如何将阴极产生的电子束集中）
5.光探测器
形成结：1.偏置2.两种半导体3.不同厚度
光伏，光热
FET结构：1.静态功耗2.放大3.灵敏度
石墨烯光探测器：
优势：电子迁移率高；光谱吸收广；良好的机械柔韧性和环境稳定性
劣势：因为只有单层原子，光透过率极高，可吸收的光很小
解决方法：非对称叉指电极
主观题：MORE THAN MOORE 怎么超越？
陈老师
考作业+复习题选5----------道课件重点
1.通过阅读最早MOORE提出摩尔定律的文章和最新的NATURE上的文章，解释什么是
MOORE定律，以及你如何理解MOORE定律的发展
摩尔定律：集成电路的集成度每18到24个月就翻一番。特征尺寸每6年缩小近1倍课件理解：事实上，摩尔定律并不是一个物理定律，而是一种预言，一张时间表。它鞭策半导体产业界不断进步，并努力去实现它。
从根本上讲，摩尔定律是一种产业自我激励的机制，它让人们无法抗拒，并努力追赶，谁跟不上，谁就可能被残酷的淘汰。摩尔定律已成为一盏照亮全球半导体产业前进方向的明灯
2.查阅关于SIA和ITRS的资料（外）
SIA: Semiconductor Industry Association美国半导体业协会的简称
ITRS : International Technology Roadmap for Semiconductors国际半导体技术蓝图3.请推导等比例缩小的CE律和CV律中MOS器件功耗，延迟时间的缩小因子
4.试推导器件尺寸缩小，集成度提高对内连线延迟时间的影响
5.栅极漏电压除了增加静态功耗，会不会影响MOS器件的性能？（P）
会，1.影响导通电流2.影响开启电压
6.MOS器件栅氧化层泄露电流的原因
由于器件尺寸缩小，栅氧化层厚度减小，导致电子隧穿，穿过绝缘层产生泄漏电流当栅氧化层大于6nm时以F-N隧穿为主，当栅氧化层很薄时直接隧穿
7.MOS泄露电流造成的不良影响，及其解决方法
不良影响：
1.增加静态功耗
2.影响导通电流
3.影响开启电压
4.器件可靠性下降，影响寿命
解决方法：栅氧化层优化设计
（1）引进新材料，如HKMG
（2）降低栅极电压
（3）尺寸缩小时，栅氧化层厚度不按比例缩小
8.MOS中绝缘层减薄带来的负效应有哪些？（外）
泄漏电流：增加功耗，器件特性劣化
可靠性：器件失效，影响寿命
多晶硅栅耗尽和反型层量子化：栅电容下降，有效氧化层厚度增加
9.为什么要引入“HKMG”？
HKMG:高介电常数金属栅极
引入可以减小MOS泄露电流，优化栅氧化层
10.MOS器件一般用什么晶面的硅片制作？（P）
（100）
11.解释短沟道效应（SCE）
随着沟道缩短，阈值电压减小（N沟）或增大（P沟）的效应（VT roll off）
SCE与沟道掺杂浓度有关，浓度高，VT roll off出现越晚。
产生原因：由于沟道的缩短，源区和漏区的耗尽层越来越近，使得沟道反型层的作用下降，出现阈值电压的滚降。使得阈值电压对沟道长度的变化十分敏感。
12.什么是DIBL效应？画简图解释其产生的原因
DIBL效应：drain induced barrier lowering，漏端引入的势垒降低
当沟道长度减小，电压VDS增加，使得漏结与源结的耗尽层靠近时，沟道中的电力线可
以从漏区穿越到源区，并导致源极势垒高度降低，从而源区注入到沟道的电子数量增加，导致漏极电流增加。沟道越短，DIBL越严重
13.分析下列效应的原因：HCE,GIDL,迁移率的退化（外）
HCE：热载流子效应：由于沟道内横向和纵向的电场增大，使导电载流子加速，产生高能载流子，即热载流子
GIDL：栅极引起漏极漏电，漏栅之间交叠处的高电场
迁移率退化：沟道反型层载流子受到散射的影响造成迁移率下降。散射来自杂质的库仑散射，晶格的声子散射，表面粗糙造成的表面散射
14.CMOS器件尺寸越来越小，电源电压不断降低,相应的阈值电压减小，但是阈值电压减小
要考虑哪些因素？（P）
速度：阈值电压减小，可以使速度变快；
噪声：阈值电压减少，会导致器件受到外界的干扰更容易，抗干扰能力下降；
功耗：增大VT可以减小短路功耗
15.量子效应对小尺寸器件MOS的影响有哪些？
（1）栅氧化层的隧穿电流
（2）反型层量子化
（3）有效栅电容下降，引起阈值电压变化
（4）PN结泄露电流增加
（5）引起表面势随表面电场变化，影响阈值电压
（6）杂质随机分布
16.什么是α软失效？
半导体器件特别是存储器（如DRAM）受到α粒子的影响，使得存储单元信号丢失。
机理：当α粒子照射在半导体器件上时，会造成半导体期间内本来存在的极少量的放射性原子的原子核裂变，产生大量的电子-空穴对造成存储器存储内容被破坏，不过这种破坏不是永久性的，所以称为软失效
17.解释下列名词：LDD，多晶硅栅电极中的多晶硅耗尽效应
LDD：lightly-doped drain,浅掺杂漏区，减小漏极电场，使得高VDD可以使用
多晶硅栅电极中的多晶硅耗尽效应：随着器件尺寸的缩小，tox<10nm时多晶硅的耗尽层影响无法忽略，对器件的阈值电压和I-V特性造成影响，通常称为多晶硅耗尽层效应
18.如何从器件和芯片系统层面解决器件缩小受到的限制和在芯片上集成更多的器件
19.了解沟道工程，Halo，逆向掺杂（retrograde）结构
Halo注入通过在沟道两侧形成高掺杂浓度区,达到对SCE和DIBL进行有效抑制的目的
20.了解栅工程：金属栅（Silicide）,高k栅绝缘层
21.了解超浅结（USJ）
22.请分析SOI器件的优点
SOI：绝缘体上硅
隔离简单且无寄生lacth-up效应
速度快（结电容减少）
低功耗（漏电流小）
抗辐照（α软失效）
全介质隔离，集成密度高
全耗尽器件，迁移率高，寄生电容小
适合短沟器件，易于实现浅结，有利于减小短沟效应和热载流子效应
23.解释以下概念：
（1）闩锁效应：CMOS特有的寄生效应，由有源区，P衬底，N阱，PMOS的有源区构成的n-p-n结产生，当其中一个三极管正偏时，就会构成正反馈形成闩锁，
严重时会导致烧毁芯片
静电和电源电压瞬变可能引起。
（2）浮体效应：当顶层SI膜的厚度大于最大耗尽层宽度时，由于氧化埋层的隔离作用，器件开启后一部分没有被耗尽的SI膜将处于电学浮空的状态，这种浮体结
构会给器件带来显著的影响，该效应称为“浮体效应”
主要表现为器件特性曲线出现上翘
24.应变硅器件的原理
使用应变硅代替高纯度硅的器件称为应变硅器件。采用的应力分为张应力和压应力，原理是通过应力使硅的原子密度降低，弥补沟道高掺杂引起的库仑相互作用，从而增加电子的迁移率达到提升器件性能的作用
25.根据上述公式估算SCE和DIBL
26.了解VDT模型和MATAR软件
27.Corner effect
28.Mulitigate mosfet的制作工艺
绝缘体上硅制作成鱼鳍状
制作栅极覆盖
刻蚀栅极
外延生长制作源极，漏极
聚合物微纳制造技术现状及展望
聚合物微纳制造技术现状及展望 目录 聚合物微纳制造技术现状及展望 (1) 1、微纳系统的意义、应用前景 (1) 2、微纳机电系统国内外研究现状和发展趋势 (3) 3. 聚合物微纳制造技术研究现状 (9) 4. 展望 (11) 微/纳米科学与技术是当今集机械工程、仪器科学与技术、光学工程、生物医学工程与微电子工程所产生的新兴、边缘、交叉前沿学科技术。微/纳米系统技术是以微机电系统为研究核心，以纳米机电系统为深入发展方向，并涉及相关微型化技术的国家战略高新技术[1]。微机电系统(Micro Electro Mechani cal System, MEMS ) 和纳机电系统(Nano Electro Mechanical System, NEMS )是微米/纳米技术的重要组成部分，逐渐形成一个新的技术领域。MEMS已经在产业化道路上发展，NEMS还处于基础研究阶段[2]。 从微小化和集成化的角度，MEMS (或称微系统)指可批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通讯和电源等于一体的微型器件或系统。而NEMS(或称纳系统) 是90 年代末提出来的一个新概念，是继MEMS 后在系统特征尺寸和效应上具有纳米技术特点的一类超小型机电一体的系统，一般指特征尺寸在亚纳米到数百纳米，以纳米级结构所产生的新效应(量子效应、接口效应和纳米尺度效应) 为工作特征的器件和系统。图1给出了MEMS 和NEMS 的特征尺度、机电系统的尺度与相应的理论问题[2]。 图1 MEMS 和NEMS 的特征尺度、机电系统的尺度与相应的理论问题 1、微纳系统的意义、应用前景 由于微/纳机电系统是一门新兴的交叉和边缘学科，学科还处于技术发展阶段，在国内外尚未形成绝对的学科和技术优势；微/纳米技术还是一项支撑技术，它对应用背景有较强的依赖性，目前它的主要应用领域在惯导器件、军事侦察、通信和生物医学领域，以及微型飞机和纳米卫星等产品上。 （1）重要的理论意义和深远的社会影响
微纳测试.
第一章 1、微纳米材料的三个特性是什么? 答：微尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应。 2、微纳测试的研究内容是什么，并解释其内涵 答：圆片级测试、管芯级测试和器件级测试。 MEMS圆片级测试主要解决MEMS在工艺线上制造过程中微结构与设计的符合性、微结构之间以及不同批次圆片间的一致性与重复性问题； 管芯级测试主要解决封装前微器件的成品率的测试问题； 器件级测试有两个方面的目的：其一是检测封装的质量，进行微器件的综合性能测试；另一方面则是考核微器件的可靠性，给出可靠性指标。 3、微纳测试方法有哪两大类 答：接触式测试与非接触式测试。 4、微纳测试仪器有哪几类 答：光学、电子学、探针等。 5、微纳测试的特点 答：被测量的尺度小，一般在微纳米量级；以非接触测量为主要手段。 第二章 1、试述光学法在微纳测量技术中的意义（同自动调焦法优点） 答：由于是非接触测量，因而对被测表面不造成破坏，可测量十分敏感或柔软的表面；测量速度高，能扫描整个被测表面的三维形貌，且能测量十分复杂的表面结构；用这种方法制成的测量仪器可用在制造加工过程中实现自动化测量。 2、可见光的波长范围 答：400~760nm 3、凸透镜成像的5种形式 答：形式1：当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用：照相机、摄像机。 形式2：当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。 形式3：当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用：投影仪、幻灯机、电影放映机。 形式4：当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。 形式5：当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。应用：放大镜。 4、几何光学的成像原理、波动光学的成像原理 答：几何光学成像原理：在均匀介质中，光线直线传播；光的反射定律；光的折射定律；光程可逆性原理。 波动光学成像原理：光的干涉；光的衍射；光的偏振。 5、显微镜与望远镜的异同点 答：显微镜与望远镜的相同点：（1）都是先成实像，后成虚像（2）他们的目镜都相当于放大镜成正立放大虚像。
先进制造技术考试复习题及答案
6.绿色设计的主要内容包括：____________、____________、____________、____________和____________。 7.柔性制造系统组成包括：____________、____________和____________。 8.PDM四层体系结构分别为：____________、____________、____________和____________。 9.CIMS分为五个层次，即：____________、____________、____________、____________和____________。 10.MRP和MRPⅡ分别指____________和____________，而ERP指__________，其核心思想是____________。 二、判断题 1. 并行工程的主要目标是缩短产品的开发周期，降低产品的质量，提高产品的成本，从而增强企业的竞争力。（×） 2. 电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学腐蚀将工件加工成形。电解加工的工具（阴极）发生溶解，可长期使用。可在一个工序内完成复杂形状的加工。（×） 3. 柔性制造系统是由数控加工设备（或FMC）,物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。（√） 4. 特种加工是指直接利用电能、声能、光能、电化学能、热能以及特殊机械能对材料进行加工，它与传统的切削加工方法相比具有许多特点：在加工过程中工具与工件之间没有显著的切削力；加工用的工具材料硬度可以低于被加工材料的硬度；能用简单的运动加工出复杂的型面。（√） 5. FMS可使工艺人员避免查阅冗长的资料、数值计算，填写表格等重复的繁重工作，大幅度地提高工艺人员的工作效率，提高生产工艺水平和产品质量。 （×） 6.制造技术就是指按照人们所需的目的，运用知识和技能，利用客观物资工具，将原材料物化为人类所需产品的工程技术。即：使原材料成为产品而使用的一系列技术的总称。（√） 三、名词解释 1.DFC DFC Design For Cost的意思是面向成本的设计，它最早出现于九十年代初期，属于并行工程中的DFX（Design For X）技术的一个分支。面向成本的设计是指在满足用户需求的前提下，尽可能地降低成本，通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维修、回收、报废等产品全生命周期中的各个部分的成本组成情况，并进行评价后，对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改，以达到降低成本的设计方法。DFC将成本作为设计的一个关键参数，并为设计者提供分析、评价成本的支持工具。 2.FMS 柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统，英文缩写为FMS。FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”)，并能及时地改变产品以满足市场需求。 3.CE 并行工程即concurrent engineering，简称CE，是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程（包括制造过程和相关过程）的一种系统方法。换句话说，就是融合公司的一
先进制造技术A卷答案
2016—2017学年第一学期期末考试 先进制造技术试卷A 姓名_______ 学号____ __ 成绩_________ 一、填空题（40分，每空2分） 1、先进制造技术的四个基本特征是柔性化、集成化、智能化、网络化。 2.虚拟制造技术是以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。 3、CIMS分成五个层次，即工厂级、车间级、单元级、工作站级和设备级。 4、工业机器人的按系统功能分：1) 专用机器人2) 通用机器人3)示教再现机器人4)智能机器人。 5、先进制造技术的特点是先进性、广泛性、实用性、系统集成性、动态性。
二、判断题（20分，每题2分） 1. 制造系统是一个将生产要素转变成离散型产品的输入输出系统。( √) 2. 现代机械制造技术是传统机械制造技术与高新技术相结合的产物( √) 3. 柔性制造系统按固定的生产节拍运行。(×) 4. 中小企业不宜采用先进制造技术。( ×) 5. 制造技术基础设施要求采用最先进的设备和工具。( ×) 6.超精密加工又称为纳米加工。( √) 7.虚拟制造的类别有：以设计为中心的虚拟制造、以生产为中心的虚拟制造和以控制为中心的虚拟制造。（×） 8、表面粗糙度值越小，加工表面的微观几何形状精度就越高。（√） 9、车削时，工件的转速很高，切削速度就一定很大。（×） 10.超高速切削加工有色金属时，通常采用金刚石砂轮进行磨削。（√）
三、问答题（40分） 1、简述工业机器人技术发展趋势 1、机器人的智能化 2、机器人的多机协调化 3、机器人的标准化 4、机器人的模块化 5、机器人的微型化 2、CIMS是指什么从功能角度看，它的基本部分有那些 答：（1）CIMS就是计算机集成制造系统，是在计算机技术、信息处理技术、自动控制技术、现代管理技术、柔性制造技术基础上，将企业的全部生产、经营活动所需的各种分散的自动化系统，经过新的生产管理模式，把企业全部生产过程中的有关人、技术、经营管理三要素及其信息流与物料流有机地集成起来，以获得适用于多品种、中小批量生产的高效益、高柔性、高质量的制造系统。 （2）CIMS由管理信息系统(MIS)、工程设计自动化系统(CAD/CAM)、制造自动化系统（或柔性自动化系统）(FMS)、质量保证系统(CAQ)
基于视觉计算的扫描电子显微镜下微纳尺度三维形面测量方法研究
基于视觉计算的扫描电子显微镜下微纳尺度三维形面测量方法 研究 随着微、纳领域科学技术的不断发展,微、纳米材料在芯片制造、电子封装、生物医药等高新技术领域得到越来越广泛应用。由于微、纳米材料与结构具有尺寸效应,在力-电-磁-热等多场耦合负载作用下,极易产生变形、裂纹进而导致结构与器件失效。因此,在微纳尺度下实施精确地三维形面测量对了解上述变形机理、失效机制分析、指导微纳系统设计与加工等具有重要意义。近年来,微纳尺度精密测试技术不断进步,涌现出多种微纳尺度三维形面测量方法。 其中,基于扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)测量方法(3D SEM),具有高效、非接触式、测量范围大和对样品表面粗糙度的良好脱敏性等一系列优点而受到国内外众多学者的共同关注。然而,由于SEM是以可视化为目的进行设计与制造,要将其应用于三维形貌测量,在成像模型及标定、图像畸变校正、特征匹配与三维测量算法等方面仍存在着诸多问题。为此,本论文针对3D SEM在实施与应用中所面临的问题,主要开展SEM成像模型通用化建模、SEM图像畸变校正、基于视差-深度映射的局部高效三维测量方法和自适应SfM-SEM框架下整体精细三维测量方法等四个方面的研究,以形成一套完备的SEM下三维形面测量理论与技术体系。具体研究工作如下:针对SEM成像模型分歧大、无法根据SEM的放大倍率对成像模型进行准确划分等问题,在不依赖任何假设的条件下, 从SEM成像过程本质出发,建立连续通用成像模型以表征SEM系统成像特性。 根据SEM成像过程的连续性约束,利用径向基函数来表达像素点与空间直线的对应关系,进而参数化连续通用成像模型;澄清放大倍率与成像规律的关系,揭示SEM成像系统真实成像本质,实现SEM在不同倍率下的成像模型通用化与可视化表达。可视化建模结果验证部分学者对SEM成像特性和放大倍率的关系假设。通过精度实验证明相比于传统成像模型,连续通用成像模型可更精准地刻画SEM 成像过程,为探索SEM成像规律提供新思路,具有重要的理论和应用价值。针对SEM图像畸变原因复杂、无明显规律且无法利用光学参数化模型校正等问题,提出一种顾及倍率变化的SEM图像畸变校正方法。 对于SEM的时间漂移畸变与空间畸变,从产生根源入手,独立建模,分而治之,分别建立漂移畸变-采集时间畸变模型与空间畸变-像素位置畸变模型;结合不同
现代制造技术试题含答案
现代制造技术与装备A卷 一、填空题20 1.现代制造技术，其内涵就是“_________+_________+管理科学”而形成的制造技术。 2.CIMS的含义是___________，___________含义是柔性制造系统。 3.切削液主要有___________作用、___________作用、排屑作用。 4.数控机床按伺服系统的类型分为__________，__________，__________。 5.数控机床主要有__________、__________、__________、测量反馈装置、控制介质五部 分组成。 6.机械手按驱动方式可分为__________、__________、气动式和机械式机械手。 7.三维几何建模的方式有线框模型、__________、__________。 8.柔性制造系统主要有__________、__________、计算机控制与管理系统。 9.广义的产品质量概念，除了包括狭义的产品本身质量概念外，还涵盖了__________，服 务质量，工作质量。 10.MRP基本原理是将企业产品中的各种物料分为独立物料和__________。 二：概念解释15 柔性（2`）： 高速加工（3`）： 加工中心（3`）： 三坐标测量仪(3`)： 并行设计(4`)： 三．简答题30 1.列举快速原型制造技术的主要五种方法。5 2.简述FMS的组成及其功能。6 3.激光加工的装置由哪些部分组成？激光有哪些作用？5 4.机床夹具按其使用范围主要可分为哪几种？5 5.APT语言的源程序有哪几种类型的语句组成？4 6.请简单阐述一下PDM的含义。5 四．分析理解35 1、超声波加工18 （1）将下超声加工原理图中的各部分（1～7）写出答案。14
先进制造技术试卷
先进制造技术试卷 This manuscript was revised on November 28, 2020
2016—2017学年第一学期期末考试 先进制造技术试卷B 姓名_______ 学号____ __ 成绩_________ 一、填空题（40分，每空2分） 1、先进制造技术的四个基本特征是、、 、。 2.虚拟制造技术是以、、为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。 3、CIMS分成五个层次，即、、、和设备级。 4、工业机器人的按系统功能分：1) 2) 3) 4) 。 5、先进制造技术的特点是、、 、、。 二、判断题（20分，每题2分） 1. 激光束、离子束、电子束均可对工件表面进行改性。（） 2. 敏捷制造的基本思想就是企业快速响应市场的需求。（） 3.刚性自动化制造以大批量生产为模式、以降低成本为目的。 （） 4.在快速原型制造技术中，SLA指的是选区激光烧结法。（）
5. 绿色设计技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。（） 6. FMS的自动化仓库一般由货架、堆垛机和计算机控制管理系统组成。（） 7. 柔性制造系统按固定的生产节拍运行。( ) 8. 中小企业不宜采用先进制造技术。( ) 9. 电火花线切割采用细金属丝作电极。( ) 10、车削时，工件的转速很高，切削速度就一定很大。（） 三、问答题（40分） 1、什么是快速原型制造技术它有哪四种典型技术。 2、什么是工业机器人按自动化功能层次可分为几种类型。 3、LOM快速原型制造工艺方法的工作原理 4、什么是柔性制造系统柔性制造系统的组成
先进制造技术试题 考试题 习题 复习题 答案 (全)
《先进制造技术》考试试卷(A)答案 一、填空题（每空2分，共30分） 1、典型FMS的三个子系统是：加工系统、运储系统、计算机控制系统。 2、先进制造技术的特点：先进性、规范性、实用性、集成性、系统性、动态性。 3、CIMS系统的三要素：人、经营、技术。 4、FMS中央管理计算机肩负的任务：控制、监控、监视。 二、名词解释（共15分，每题3分） 1、DFC Design For Cost的意思是面向成本的设计，它最早出现于九十年代初期，属于并行工程中的DFX（Design For X）技术的一个分支。面向成本的设计是指在满足用户需求的前提下，尽可能地降低成本，通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维修、回收、报废等产品全生命周期中的各个部分的成本组成情况，并进行评价后，对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改，以达到降低成本的设计方法。DFC将成本作为设计的一个关键参数，并为设计者提供分析、评价成本的支持工具。 2、AM敏捷制造（Agile Manufacturing）敏捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术（以信息技术和柔性智能技术为主导）、有技术有知识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。 3、CE 并行工程即concurrent engineering，简称CE，是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程（包括制造过程和相关过程）的一种系统方法。换句话说，就是融合公司的一切资源，在设计新产品时，就前瞻性地考虑和设计与产品的全生命周期有关的过程。在设计阶段就预见到产品的制造、装配、质量检测、可靠性、成本等各种因素。 4、CIM Computer Integrated Manu-facturing,简称CIM。20年来，CIM概念不断得以丰富和发展。CIM在世界各工业国的推动下，历经了百家争鸣的概念演变而进入蓬勃发展时期。80年代初，美国和日本关于CIM的定交基本上都是紧密围绕制造和产品开发这一范围。德国自80年代初期开始注意探讨CIM这一主题，出现了各种不同的概念定义，直到1985年(联邦)德车经济和平委员会(AWFA)提出了CIM的推荐性定义，取得了一定程度上的统一。 5、FMS 柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统，英文缩写为FMS。FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”)，并能及时地改变产品以满足市场需求。 三、简答题（共15分,每题5分） 1、先进制造技术的内涵 目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义，经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作，通过对其特征的分析研究，可以认为：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。 2、数据库系统在CIMS中的作用和地位 数据库分系统是支持CIMS各个分系统、覆盖企业全部信息的数据存储和管理系统。它是逻辑上统一、物理上分布的全局数据库管理系统，可以实现企业数据和信息集成。数据库系统提供了定义数据结构和方便地对数据进行操纵的功能；具有安全控制功能，保证了数据安全性； 提供完整性控制，保证数据正确性和一致性；提供并发控制，保证多个用户操作数据库数据的正确性。所以数据库技术是管理数据、实现共享的最通用的方法。 在CIMS中还有一个专用的工程数据库系统，用来处理大量的工程数据，如图形、工艺规程、NC代码等。工程数据库系统中的数据与生产管理、经营管理数据按一定的规范进行交换，从而达到全CIMS的信息集成和共享。 3、快速原型技术的基本过程
先进制造技术试卷及答案
《先进制造技术》试题 考试说明： 1.首先下载试题及《标准答卷模版》，完成答题后，答卷从网上提交。 2.答卷电子稿命名原则：学号.doc。如：11031020512002.doc。 3.网上提交起止时间：2016年5月16日8：00—6月16日18：00。 试题： 一、简述先进制造技术的特点有哪些？（15分） 二、车削中心应具有哪些特征，其工艺范围是什么？（15分） 三、什么是智能制造系统？为什么说智能制造是影响未来经济发展过程的制造业的重要生产模式。（15分） 四、试阐述立体光刻技术的具体实现方法。（20分） 五、钢铁行业环保问题已经越来越成为被注重和研究的热点，查阅相关文献，撰写一篇主题为“绿色制造 在钢铁工业中如何应用”的短文，要求字数不少于500字。（35分）
《先进制造技术》答卷 一、简述先进制造技术的特点有哪些？ 1.先进制造技术涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，它的目的是提高制造业的综合经济效益和社会效益，是面向工业应用的技术。 2.先进制造技术强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流，是生产过程的系统工程。 3.80年代以来，随着全球市场竞争越来越激烈，先进制造技术要求具有世界先进水平，它的竞争已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的竞争，因此它是面向全球竞争的技术。 4.先进制造技术的最新发展阶段保持了过去制造技术的有效要素，同时吸收各种高新技术成果，渗透到产品生产的所有领域及其全部过程，从而形成了一个完整的技术群，具有面向21世纪新的技术领域。 总之，成形技术和加工技术日趋精密化，制造工艺、设备和工厂的柔性与可重性将成为制造业的显著特点，虚拟制造技术和网络制造技术将广泛应用，智能化、数字化是先进制造的发展方向，提高对市场快速反应能力的制造技术将超速发展和应用，信息技术在先进制造领域发挥越来越重要的作用。 二、车削中心应具有哪些特征，其工艺范围是什么？ 车削中心是在数控车床的基础上，配置刀库和机械手，使之可选择使用的刀具数量大大增加。车削中心比较全能,可以车,铣,钻等多种功能,刀库容量大,轴也多,速度也比数控车床快得多,车削中心分立式,卧式还有立卧式加工中心,加工大批量而且复杂零件时一般采用加工中心。车削中心也是一种多工序加工机床，它是数控车床在扩大工艺范围方面的发展。不少回转体零件上常常还需要进行钻孔、铣削等工序，例如钻油孔、钻横向孔、铣键槽、铣偏方及铣油槽等。在这种情况下，所有工序最好能在一次装夹下完成。这对降低成本、缩短加工周期、保证加工精度等都具有重要意义，特别是对重型机床，更能显示其优点，因为其加工的重型零件吊装不易。 车削中心主要以车削为主，还可以进行铣、钻、扩、铰、攻螺纹等加工。其加工对象主要有：复杂零件的锥面、复杂曲线为母线的回转体。在车削中心上还能进行钻径向孔、铣键槽、铣凸轮槽和螺旋槽、锥螺纹和变螺距螺纹等加工。回转体表面及端面、沟槽、螺纹、成形面和切断等。具体如下：车端面、车锥体、钻中心孔、车特型面、车外园、用成型刀车特性面、 钻孔、车螺纹、镗孔、滚花、绞孔、切断。车削中心一般还具有以下两种先进功能。 1)动力刀具功能即刀架上某些刀位或所有的刀位可以使用回转刀具(如铣刀、钻头)通过刀架内的动力使这些刀具回转。
微纳制造技术作业
问题：1、微机械制造材料大致分为几类而常用的制造微机电产品的材料有哪些，MEMS装置为何大多选用硅材料制造 2、纳米材料与常规的材料相比，有哪些优点 答：1、（1）微机械制造材料大致分为结构材料、功能材料和智能材料三大类。 （2）常用的制造微机电产品的材料有： a，结构材料：是以力学性能为基础，具有一定强度，对物理或化学性能也有一定要求，一般用于构造微机械器件结构机体的材料，如硅晶体。 b，功能材料：指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。如压电材料、光敏材料等。 c，智能材料：一般具备传感、致动和控制3个基本要素。如形状记忆合金、磁/电致伸缩材料、导电聚合物、电流变/磁流变材料等。 （3）由于硅材料具有众多优点，所以MEMS装置大多选用硅材料制造。 其优点如下：?? ①优异的机械特性：在集成电路和微电子器件生产中，主要利用硅的电学特性；在微机械结构中，则 是利用其机械特性。或者同时利用其机?械特性和电学特性，即具有机电合一的特性，便于实现机电器件的集?成化。? ②储量丰富，成本低。硅是地壳中含量最多的元素之一，自然界的硅元素通常以氧化物如石英（sio2） 的形式存在，使用时要提纯处理，通?常加工成为单晶形式（立方晶体，各向异性材料）? ③便于批量生产微机械结构和微机电元件。硅材料的制造工艺与基层电路工艺有很好的兼容性，便于 微型化、集成化和批量生产。硅的微细?加工技术比较成熟，且加工精度高，容易生成绝缘薄膜。? ④具有多种传感特性，如压电阻效应、霍尔效应。? ⑤纯净的单晶硅呈浅灰色，略具有金属性质。可以抛光加工，属于硬脆材料，热传导率较大，对温度 敏感。 2、纳米材料内部粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。对纳米体 材料，可以用“更轻、更高、更强”这六个字来概括。 ①“更轻”是指借助于纳米材料和技术，可以制备体积更小性能不变甚至更好的器件，减小器件的体
先进制造技术考试题
反求工程：消化吸收并改进国内外先进技术的一系列工作方法和技术的总和。 特种加工技术：利用电、化学、声、光、热等能量去除工件材料，在加工过程中往往工具不接触工件，二者之间不存在显著地切削力。 激光焊接技术：以高功率聚焦的激光束为热源，融化材料形成焊接接头的高精度、高效率的焊接方法。 敏捷制造技术：指制造系统在满足低成本和高质量的同时，对变幻莫测的市场需求的快速反应。 计算机集成制造：在自动化孤岛技术的基础上，将制造过程进行全面统一的设计并且将制造企业的全部声场经营活动通过数据驱动形式形成一个有机整体，以实现制造业的高效益、高柔性和智能化。 精益生产：有效运用现代先进制造技术和管理技术成就，以整体优化的观点，以社会需求为依据，以发挥人的因素为根本，有效配合和合理使用企业资源，把产品形成全过程诸要素进行优化组合，以必要的劳动，确保必要的时间内，按必要的数量，生产必要的零部件，达到杜绝超量生产，消除无效劳动和浪费，降低成本，提高产品质量，用最少的投入，实现最大的产出，最大限度的为企业谋求利益的一种新型生产方式。 并行工程：把传统的制造技术与计算机技术、系统工程技术和自动化技术相结合，采用多学科团队和并行过程的集成方法，将串行过程并行起来，在产品开发的早期阶段全面考虑生命周期中的各种因素，力争使产品开发能够一次获得成功，从而缩短产品开发周期，提高产品质量，降低产品成本的过程。 绿色制造：又称环境意识制造和面向环境的制造，是一个综合考虑环境和资源消耗的现代再造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对环境的负面影响最小，资源利用率最高并使企业经济效益和社会效益最高。 柔性制造系统：只用可编程、多功能的数字控制设备更换刚性自动化设备；用易编程、易修改、易扩展、易更换的软件控制代替刚性联接的工序过程，是刚性生产线柔性化，以快速响应市场的需求，更有效率地完成多品种、中小批量的生产任务。 快速成型技术：针对工程领域而言，其广义上的定义为：通过概念性的具备基本功能的模型快速表达出设计者意图的工程方法。 针对制造技术而言，其狭义上的定义为：一种根据CAD信息数据把成型材料层层叠加而制造零件的工艺过程。 制造系统：制造过程及其所涉及的硬件以及有关的软件，组成的具有特定功能的有机整体。先进制造技术：是传统制造技术、信息技术、计算机技术、自动化技术和管理科学等多学科先进技术的综合，并应用于制造工程之中所形成的一个科学体系。 先进制造技术分为三个技术群：主体技术群，支撑技术群，制造基础设施。 反求工程技术的研究对象主要可以分为实物、软件和影像三大类。 特种加工工艺：利用化学、电化学、物理（声、光、热、磁）等方法对材料进行加工工艺。快速成型工艺：直接根据产品CAD的三维实体模型数据，经计算机处理后，将三维模型转化为许多平面模型的叠加，再通过计算机控制，制造一系列平面模型并加以联接，形成复杂的三维实体零件。 光敏树脂液相固化成形（SL）原理： 具有一定波长和强度的紫外激光光束，在计算机控制下按加工零件各分层截面的形状对液态光敏树脂逐点扫描，被光照射到的薄层树脂发生聚合反应，从而形成一个固化的层面。当一层扫描完成后，未被照射到的地方仍是液态。然后升降台带动基板再下降一层高度，已成型的层面上方又填充一层树脂，在进行第二次扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上。如此反复直到整个零件制造完毕。
纳米科学与微纳制造》复习材料.docx
《纳米科学与微纳制造》复习材料1、纳米材料有哪些危害性？ 答：纳米技术对生物的危害性： 1）在常态下对动植物体友好的金，在纳米态下则有剧毒； 2）小于 100nm的物质进入动物体内后，会在大脑和中枢神经富集，从而影响动物的正常生存； 3）纳米微粒可以穿过人体皮肤，直接破坏人体的组织及血液循环。 2、什么是纳米材料、纳米结构？ 答：纳米材料：纳米级结构材料简称为纳米材料，是指组成相或晶粒结构的尺寸介于1nm～100nm范围之间，纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。 纳米材料有两层含义： 其一，至少在某一维方向，尺度小于 100nm，如纳米颗粒、纳米线和纳米薄膜，或构成整体材料的结 构单元的尺度小于 100nm ，如纳米晶合金中的晶粒 ; 其二，尺度效应：即当尺度减小到纳米范围，材料某种性质发生神奇的突变，具有不同于常规材料的、优异的特性量子尺寸效应。 纳米结构：以纳米尺度的物质为单元按一定规律组成的一种体系。 3、什么是纳米科技？ 答：纳米科技是研究在1-100nm 内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学；同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工的技术。 4、什么是纳米技术的科学意义？ 答：纳米尺度下的物质世界及其特性，是人类较为陌生的领域，也是一片新的研究疆土在宏观和 微观的理论充分完善之后，再介观尺度上有许多新现象、新规律有待发现，这也是新技术发展的 源头；纳米科技是多学科交叉融合性质的集中体现，我们已不能将纳米科技归为任何一门传统的 学科领域而现代科技的发展几乎都是在交叉和边缘领域取得创新性的突破的，在这一尺度下，充满了原始创新的机会因此，对于还比较陌生的纳米世界中尚待解释的科学问题，科学家有着极大 的好奇心和探索欲望。 5、纳米材料有哪 4 种维度？举例说明 答：零维：团簇、量子点、纳米粒子 一维：纳米线、量子线、纳米管、纳米棒
微电子器件公式表
微电子器件公式 部分物理常数： 191412S 1031412G i S 13314G i OX 1.610C,0.026V (300k),(Si)11.88.85410 1.04510F cm,(Si) 1.09eV,(Si) 1.510cm ,(Ge)168.85410 1.41710F cm,(Ge)0.66eV,(Ge) 2.410cm , 3.98.85410 3.45q kT q T E n E n εεε--------=?===??=?==?=??=?==?=??=13310F cm -? 第1章 半导体器件基本方程 1. 泊松方程 D A s d ()d E q p n N N x ε=-+- 2. 电流密度方程 n n n p p p d d d d n J q n E q D x p J q p E q D x μμ=+=- 3. 电荷控制方程 n n n n p p p p d d d d Q Q I t Q Q I t ττ?=--?=-- 第2章 PN 结 2.1 PN 结的平衡状态 1.平衡多子 p0A i n0D i () p N n n N n =>>=>>P 区（N 区） 2.平衡少子 22 i i p0i p0A 22i i n0i n0D () n n n n P p N n n p n n N ==<<= =<<区（N 区） 3.内建电势 A D bi 2 i ln N N kT V q n = 4.最大电场强度 12 0m a x b i s 2qN E V ε??= ??? 5.N 区耗尽区宽度 1 2 s s A n max bi D D A D 2()N x E V qN q N N N εε??= =???+?? 6.P 区耗尽区宽度 12 s s D p max bi A A A D 2()N x E V qN q N N N εε??= =???+?? 7.总耗尽区宽度 12 b i s d n p b i m a x 022V x x x V E qN ε?? =+==???? 2.2 PN 结的直流电流电压方程 1.在N 型区与耗尽区的边界处，即 n x 处 n n n 0()e x p qV p x p kT ??= ??? 在P 型区与耗尽区的边界处，即 –p x 处 p p p0()exp qV n x n kT ??-= ??? 2.PN 结总的扩散电流密度 d J
先进制造技术试题与答案25
先进制造技术试题 一、填空题（每空2分，共30分） 1、典型FMS的三个子系统是：加工系统、运储系统、计算机控制系统。 2、先进制造技术的特点：先进性、规范性、实用性、集成性、系统性、动态性。 3、 CIMS系统的三要素：丄、经营、技术。 4、FMS中央管理计算机肩负的任务：控制、监控、监视。 二、名词解释（共15分，每题3分） 1、DFC Design For Cost 的意思是面向成本的设计，它最早出现于九十年代初期，属于并行工程中的DFX（Design For X ）技术的一个分支。面向成本的设计是指在满足用户需求的前提下，尽可能地降低成本，通过分析和研究产品制造过程及其相关的销售、使用、维 修、回收、报废等产品全生命周期中的各个部分的成本组成情况，并进行评价后，对原设计中影响产品成本的过高费用部分进行修改，以达到降低成本的设计方法。DFC将成本作为设计的一个关键参数，并为设计者提供分析、评价成本的支持工具。 2、AM敏捷制造（Agile Manufacturing ）敏捷制造是在具有创新精神的组织和管理结构、先进制造技术（以信息技术和柔性智能技术为主导）、有技术有知识的管理人员三大类资源支柱支撑下得以实施的，也就是将柔性生产技术、有技术有知识的劳动力与能够促进企业内部和企业之间合作的灵活管理集中在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变的市场需求和市场进度作出快速响应。敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。 3、CE并行工程即concurrent engineering，简称CE，是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程（包括制造过程和相关过程）的一种系统方法。换句话说，就是融合公司的一切资源，在设计新产品时，就前瞻性地考虑和设计与产品的全生命周期有关的过程。在设计阶段就预见到产品的制造、装配、质量检测、可靠性、成本等各种因素。 4、 CIM Computer Integrated Manu-facturing,简称CIM。20年来，CIM概念不断得以丰富和发展。CIM在世界各工业国的推动下，历经了 百家争鸣的概念演变而进入蓬勃发展时期。80年代初，美国和日本关于 CIM的定交基本上都是紧密围绕制造和产品开发这一范围。德国自 80年代初期开始注意探讨 CIM这一主题，出现了各种不同的概念定义，直到1985年（联邦）德车经济和平委员会（AWFA）提出了 CIM的推荐 性定义，取得了一定程度上的统一。 5、FMS柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系 统，英文缩写为FMS。FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物 料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产（即具有柔性”）并能及时地改变产品以满 足市场需求。 三、简答题（共15分，每题5分） 1、先进制造技术的内涵 目前对先进制造技术尚没有一个明确的、一致公认的定义，经过近年来对发展先进制造技术方面开展的工作，通过对其特征的分析研究，可以认为：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。 2、数据库系统在 CIMS中的作用和地位 数据库分系统是支持 CIMS各个分系统、覆盖企业全部信息的数据存储和管理系统。它是逻辑上统一、物理上分布的全局数据库管理系统，可以实现企业数据和信息集成。数据库系统提供了定义数据结构和方便地对数据进行操纵的功能；具有安全控制功能，保证了 数据安全性；提供完整性控制，保证数据正确性和一致性；提供并发控制，保证多个用户操作数据库数据的正确性。所以数据库技术是管理数据、实现共享的最通用的方法。 在CIMS中还有一个专用的工程数据库系统，用来处理大量的工程数据，如图形、工艺规程、NC代码等。工程数据库系统中的数据与生产管理、经营管理数据按一定的规范进行交换，从而达到全CIMS的信息集成和共享。 3、快速原型技术的基本过程 快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称，其原理为：产品三维CAD模型-分层离散-按离散后的平面几何信息逐层 加工堆积原材料—生成实体模型。 该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面几何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制作岀产品实体模型。 1.FMS由哪几部分组成 2简单说明扫描隧道显微镜工作原理。 3简要说明快速原型制造技术实现零件的成型过程。 4 ISO全面质量管理的内涵是什么？全面质量管理的内容由哪四个方面？问题补充：
基于多角度光散射的微纳颗粒检测方法研究
基于多角度光散射的微纳颗粒检测方法研究PM2.5颗粒受到社会的广泛关注是由于它对人体健康的严重危害,而PM2.5 的科学有效治理离不开及时精确的高分辨率监测。PM2.5质量浓度的快速准确检测是一个具有现实意义而又面临重大挑战的课题。光散射方法测量颗粒物这一技术从诞生以来就受到了产业界和学界的广泛关注,受颗粒粒径、折射率、成分等多重因素的复合影响,利用光散射方法测量颗粒物质量浓度的精度一直无法保证,相关的研究一度陷入停滞。总的来说,光散射技术测量颗粒物质量浓度的研究存在三个方面的不足:在测量方案的设计方面,颗粒物信息的获取不够全面,单个角度的散射光无法有效辨识颗粒物各项参数的变化;在测量理论方面,没有完整的 理论分析来针对不同的精度需求提供简洁适用的信号处理方案;在应对气象参数影响方面,没有通过颗粒散射光自身来校正测量结果的方案,导致仪器的复杂和 低效。 针对以上三个问题,本文设计并研制一款新型的多角度光散射颗粒物浓度检测仪,在更全面地获取颗粒信息的基础上提出多种信号处理方案,同时通过颗粒 散射光的变化来校正气象参数对颗粒物浓度检测结果的影响。全文的研究内容及创新总结如下:(1)深入剖析光散射方法的理论基础,从Mie散射理论出发,构建 不同采光角和立体角时颗粒粒径与散射光的关系,创造性地选取40°、55°、140°三个角度用于设计多角度光散射颗粒物质量浓度传感器。这三个角度的光探测器分别用于收集颗粒物的折射率实部、折射率虚部以及颗粒形状信息。利用计算机辅助设计技术、3D打印技术、微弱信号检测技术制造了一台新型的多角度光散 射颗粒物质量浓度传感器样机,随后在此基础上搭建了一套颗粒物质量浓度检 测系统。 (2)研究了颗粒物折射率、粒径与散射光通量之间的关系,提出三种基于多角度光散射颗粒传感器的信号处理及数据融合方案。基于真有效值检测的方案减少了大颗粒对传感器检测精度的影响,具有结构简单、性能优良、价格低廉等特点;通过结合夫琅禾费衍射和瑞利散射,提出一种简化的颗粒物传感器测量模型并对模型参数进行优化,该测量模型能够极大提高单角度光散射式颗粒物传感器的检测性能;根据三个角度采集颗粒信息的差异,提出一种基于多角度光散射颗粒物 浓度传感器的数据融合模型,通过融合不同角度光探测器的信息而得到优于单个
微电子器件公式表
微电子器件公式： 部分物理常数： 191412S 1031412G i S 13314G i OX 1.610C,0.026V (300k),(Si)11.88.85410 1.04510F cm,(Si) 1.09eV,(Si) 1.510cm ,(Ge)168.85410 1.41710F cm,(Ge)0.66eV,(Ge) 2.410cm , 3.98.85410 3.45q kT q T E n E n εεε--------=?===??=?==?=??=?==?=??=13310F cm -? 第1章 半导体器件基本方程 1. 泊松方程 D A s d ()d E q p n N N x ε=-+- 2. 电流密度方程 n n n p p p d d d d n J q nE qD x p J q pE qD x μμ=+=- 3. 电荷控制方程 n n n n p p p p d d d d Q Q I t Q Q I t ττ?=-- ?=- - 第2章 PN 结 2.1 PN 结的平衡状态 1.平衡多子 p0A i n0D i ()p N n n N n =>>=>>P 区（N 区） 2.平衡少子 22 i i p0i p0A 22i i n0i n0D () n n n n P p N n n p n n N ==<<= =<<区（N 区） 3.内建电势 A D bi 2i ln N N kT V q n = 4.最大电场强度 1 2 0max bi s 2qN E V ε??= ??? 5.N 区耗尽区宽度 12 s s A n max bi D D A D 2()N x E V qN q N N N εε??= =???+?? 6.P 区耗尽区宽度 1 2 s s D p max bi A A A D 2()N x E V qN q N N N εε??= =???+?? 7.总耗尽区宽度 12 bi s d n p bi max 022V x x x V E qN ε??=+==???? 2.2 PN 结的直流电流电压方程 1.在N 型区与耗尽区的边界处，即 n x 处 n n n0()exp qV p x p kT ??= ???