7 第七章 信息显示材料与器件
半导体器件物理课后习题解答
半导体器件物理课后作业第二章对发光二极管（LED）、光电二极管（PD）、隧道二极管、齐纳二极管、变容管、快恢复二极管和电荷存储二极管这7个二端器件，请选择其中的4个器件，简述它们的工作原理和应用场合。
解：发光二极管它是半导体二极管的一种，是一种固态的半导体器件，可以把电能转化成光能；常简写为LED。
工作原理：发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。
当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。
不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。
当电子和空穴复合时释放出的能量多少是不同的，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短；反之，则发出的光的波长越长。
应用场合：常用的是发红光、绿光或黄光的二极管，它们主要用于各种LED显示屏、彩灯、工作（交通）指示灯以及居家LED节能灯。
光电二极管光电二极管（Photo-Diode）和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性，但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。
工作原理：普通二极管在反向电压作用时处于截止状态，只能流过微弱的反向电流，光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大，以便接收入射光，而电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。
光电二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子—空穴对，称为光生载流子。
它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流迅速增大到几十微安，光的强度越大，反向电流也越大。
这种特性称为“光电导”。
光电二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。
如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。
LED显示屏功能简介
LED显示屏功能简介LED显示屏是最近几年来应用十分普遍的高科技显示设备，具有清楚度高、质量稳固、寿命长、显示功能灵活多变的特点，十分适用于文字、图形和多媒体节目的播放宣传。
在多媒体信息显示领域中，它乃至占据了不可取代的地位。
由于采纳了最新的半导体材料和高科技工艺手腕，LED 的性能有了极大的提高，尤其是在颜色、亮度、靠得住性方面具有其它显示光源无法比拟的优势，为户外显示技术和产品的进展提供了良好的基础。
依照用户方的实际利用环境,此电子显示屏屏幕可达以下功能：播放时事新闻、公益广告、商业广告、娱乐信息、影视动画等多种媒体类型，达到视听一体的成效。
二、LED显示屏可达到以下的功能：2.1 视频播出功能1）、能够直接接入播放有线电视节目；2）、播放摄像机、清楚、无闪烁的实时显示视频图像，实现各类节目的现场直播；3）、播放录像机、影碟机（TV、VCD、DVD、LD）等视频节目，知足文体活动的大体需求；4）、能够播放AVI、MOV、MPG、DAT、VOB等多种格式的文件；5）、亮度、对照度、饱和度、色度能够通过软件调剂；6）、具有重叠（VGA+VIDE）、影像（Video）、VGA三种显示模式；7）、具有Video影像紧缩操纵功能；8）、具有移动补偿功能；9）、有一路音频信号提供给功放利用，并预留至少2路摄像视频输入接口；10）、具有与微机同步显示功能，即所谓的所见即所得；11）、可不能有“拖尾”、“频闪”、“水波纹”等现像。
2.2 信息发布功能1）、能够显示各类运算机信息、图形、图画及二、三维动画等，具有丰硕的播放方式，显示转动信息、通知、口号口号等，存储数据信息容量大；2）、有多种中文字体和字型可供选择，还能够输入英文、法文、德文、希腊文、俄文及日文等诸多的外文；3）、播出系统具有多媒体软件，可灵活输入及播出多种信息；可播放文本信息，播放形式可滚点、滚行、引入引出模式、可上移、左移，消息可循环播出。
电子信息材料基础知识单选题100道及答案解析
电子信息材料基础知识单选题100道及答案解析1. 以下哪种材料常用于制造集成电路中的半导体？（）A. 铜B. 硅C. 铝D. 铁答案：B解析：硅是制造集成电路中常用的半导体材料，具有良好的半导体特性。
2. 光纤通信中使用的光导纤维的主要成分是（）A. 二氧化硅B. 硅C. 氧化铝D. 氧化钙答案：A解析：光纤的主要成分是二氧化硅。
3. 下列属于磁性材料的是（）A. 铜B. 铁氧体C. 铝D. 玻璃答案：B解析：铁氧体是常见的磁性材料。
4. 用于制造印刷电路板的材料通常是（）A. 陶瓷B. 塑料C. 铜箔覆层的玻璃纤维板D. 木材答案：C解析：铜箔覆层的玻璃纤维板常用于制作印刷电路板。
5. 以下哪种材料的电阻率较大？（）A. 银B. 铝C. 塑料D. 铜答案：C解析：塑料是绝缘体，电阻率很大，而银、铝、铜是导体，电阻率较小。
6. 超导材料在一定温度下电阻变为零，这个温度称为（）A. 临界温度B. 转变温度C. 超导温度D. 以上都是答案：D解析：超导材料电阻变为零的温度被称为临界温度、转变温度或超导温度。
7. 以下哪种电子信息材料具有压电效应？（）A. 石英B. 玻璃C. 塑料D. 铜答案：A解析：石英具有压电效应。
8. 液晶材料在显示技术中广泛应用，其工作原理基于（）A. 光的折射B. 光的反射C. 光的偏振D. 光的散射答案：C解析：液晶显示的工作原理基于光的偏振。
9. 电子陶瓷材料不包括以下哪种？（）A. 压电陶瓷B. 磁性陶瓷C. 绝缘陶瓷D. 金属陶瓷答案：D解析：金属陶瓷不属于电子陶瓷材料。
10. 以下哪种材料常用于制作电阻器？（）A. 碳B. 硅C. 锗D. 铜答案：A解析：碳常用于制作电阻器。
11. 半导体材料的导电能力介于（）之间。
A. 导体和绝缘体B. 金属和非金属C. 正电荷和负电荷D. 以上都不对答案：A解析：半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。
12. 光电材料是指能够实现（）相互转换的材料。
《光电子材料与器》.(DOC)
光电子材料与器件绪论1 例举信息技术与光电子技术所涵盖的几大方面：信息技术主要包括信息的产生、传输、获取、存储、显示、处理等六大方面；与之相对应的光电子技术主要包括光的产生与转化、光传输、光探测、光存储、光显示、光信息处理。
2 简述光电子技术的定义及其特征：光电子技术：是电子技术与光子技术相结合而形成的一门新兴的综合性的交叉学科，主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转换的相关技术。
光电子技术的特征：光源激光化、传输波导（光纤）化、手段电子化、现代电子学中的理论模式和电子学处理方法光学化。
3 简述信息技术的发展趋势及各阶段的主要特点：第一阶段——电子信息技术其特征是：信息的载体是电子；半导体，计算机等第二阶段——光电子信息技术其特征是：光子技术和电子技术相结合；激光器，光纤等第三阶段——光子信息技术其特征是：以光子作为信息的载体；全光通信，光计算机等4 简述光子传递信息的特点：（1）极快的响应时间，可用于超高速、宽带通信（2）传输信息容量大（3）信息传输过程中失真小（4）高抗干扰、高可靠性（5）光储存具有储存量大、速度快、密度高、误码率低的优点总之，超高速、抗干扰、大容量、高可靠性是光子技术的特点。
太阳能电池1、举例说明太阳能利用的优缺点优点：普遍（不受地域及技术条件限制，无需开采和运输）洁净（不产生废渣、废水、废气，无噪声，不影响生态）巨大（1.68×1024cal/年，相当于20万亿吨标准煤燃烧的热量）缺点：能流密度低（1kw/m2，需要相当大的采光集热面才能满足使用要求）不稳定（受时间，天气影响明显）大规模使用的成本和技术难度均很高（5～15倍）2、例举太阳能电池发展史中的里程碑事件1839年法国科学家E. Becquerel发现液体的光生伏特效应（简称光伏现象）1954年美国贝尔实验室三位科学家关于单晶硅太阳电池的研制成功，在太阳电池发展史上起到里程碑的作用3、光电效应包括哪几类？举出每类的代表性器件光电效应(photoelectric effect)：物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量而产生的电效应。
电子信息材料讲义
电子信息材料（讲义初稿）唐永柏材料科学与工程学院四川大学2008-9目录第一章绪论 (2)1.1电子信息材料的界定 (2)1.2 电子信息材料的分类 (2)1.3 电子信息材料的特点 (3)1.4 电子信息材料的发展趋势 (3)复习思考题 (4)第二章电阻材料 (5)2.1 线绕电阻材料 (5)2.2 薄膜电阻材料 (8)2.3 厚膜电阻材料 (10)复习思考题 (11)第三章介电材料 (12)3.1 介电材料概述 (12)3.2 电容器介电材料 (13)复习思考题 (18)第四章超导材料 (19)4.1 超导材料的物理特性 (19)4.2 超导材料的临界参数 (20)4.3 超导材料的分类、特点及制备 (21)4.4 超导材料的应用 (23)复习思考题 (24)第五章半导体材料 (25)5.1半导体材料的基础知识 (25)5.2 半导体材料的分类 (28)5.3 半导体材料的制备工艺方法 (30)5.4 半导体材料的应用 (33)复习思考题 (35)第六章光电子材料 (37)6.1 激光器基质材料 (37)6.2 光电显示材料 (40)复习思考题 (43)第七章光导纤维材料 (44)7.1 光纤的概述 (44)7.2 光纤的分类 (46)7.3 光纤的制备工艺 (47)复习思考题 (49)第八章信息记录与存储材料 (50)8.1 磁性记录与存储材料 (50)8.2 光记录存储介质材料 (54)复习思考题 (58)主要参考资料 (59)第一章绪论主要介绍了电子信息材料的概念和分类，总结了电子信息材料的特点，并展望了电子信息材料的发展趋势。
1.1 电子信息材料的界定所谓电子信息树料，是以发挥其物理性能(如电、磁、光、声、热等)或物理与物理性能之间、力学与物理性能之间、化学与物理性能之间相互转换的特性为主而用于电子信息工业的材料。
对照功能材料的定义(凡具有优良的物理性能、化学和生物学功能及其相互转换特性，而被用于非单纯结构目的的材料，即功能材料)，不难断定．电子信息材料属于功能材料的范畴。
第四章信息显示技术
静态图像 动态图像 立体图像 画面尺寸 显示容量（分辨率） 亮度 中间色调 显示色数、色域 响应速度 可视角 功耗 体积、重量
性能
显示器件的主要技术参量
(1)工作电压和消耗电流（功耗） 工作电压：驱动显示器件需要施加的电压 消耗电流：驱动时所流过的电流
消耗功耗W 工作电压V 消耗电流I
◎－优；
（大） ○－良； (○) △－中； ○
×－差。
对比度
中间色调 显示色
○
○ ○
○
○ ○
◎
◎ ◎
◎
◎ ◎
◎
◎ ◎
△
△ △
△
△ △
△
△ △
显示速度
视场角 功耗 体积/重量
○
○ △
△~○
△~○ ○ ○
◎
◎ △ ○
◎
◎ ○ ○
◎
◎ ◎ ○
○
○ △ ○
○
○ △ △
○
○ △ ---
各种显示器性能和用途的比较
(3)灰度和显示色 灰度是指图象的明暗层次。 显示色是指能够显示的颜色的总数，用每个基色的灰 度等级数相乘之积来表示。显示色由显示原理、显示材料 和驱动信号水平决定，可分为黑白、各种颜色的单色、多 色以及全色等。
显示器件的主要技术参量
(4)对比度 显示部位的亮度与非显示部位的亮度之比。
Incident ambient light Lin
非单一波长的光源，其发出之光通量，是它在各 波长范围所发出的光通量总和。 对于N个单色光λ1、λ2、… λN组成的光源，
标准 主 要 的 显 示 图 像 级 别
QVGA VGA SVGA XGA SXGA UXGA
第五章 信息材料
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8．力敏
半导体应变计材料：利用半导体压阻效应和压电 效应，特点是单位应变的电阻率变化大。
主要有：单晶硅，采用掺杂或扩散的方式获得 （压阻效应）、GaAs、CdS、ZnO（压电效应）。
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8．力敏
加速度计：目前测量加速度，是采用测量位移、 质量和作用力来换算的，所以所用的材料主要还是来 测量位移和力，通过集成电路的方式来求解。 可用于汽车安全气囊、航海器、心房脉动探测器、 机器监控等。
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1．光敏
光敏传感材料主要是利用光电子材料的特性，将光 信息转换为电信息，从而加以利用。
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1．光敏
光电传感材料主要有：
光敏电阻材料
最常用的是CdS、CdSe和PbS等半导体化合物 光敏二极管和光敏三极管用光敏材料
最常用的是Si和CdS
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1．光敏
紫外传感器
最常用的是G种伏安特性为非线性的电阻元件制 作的电压敏传感器。此时，当在传感器的两端施加 电压低于某一特定值时，其电阻值就会急剧变小， 是导体；而高于某一特定值时，电阻值升高，接近 绝缘体。这在碳化硅、金属氧化物，钛酸钡、硒化 镉等材料中都有这种特性。
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5．热敏
热敏陶瓷材料是利用电阻值对温度极为敏感的电阻 元件来制作的热敏传感器。该类传感器可以由单晶、 多晶以及玻璃、塑料等半导体材料制成。例如，正温 度系数热敏半导体是用钛酸钡半导体陶瓷加微量稀土 元素制成的；负温度系数热敏半导体是用多晶金属氧 化物半导体制成的，也可采用硅、锗、玻璃等半导体 材料制成。这种传感器应用广泛，如温度测量(高温至 超低温)、温度控制、火灾报警、气象探空、过荷保护 等。在空间技术，火箭导弹等军事技术上应用更为普 遍。
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光电材料与器件的应用前景
光电材料与器件的应用前景光电材料与器件是当今科技领域中备受瞩目的研究方向之一，它们的应用前景非常广阔。
光电材料是一类特殊的功能材料，能够将光能量转化为电能量或者是在外部电场的作用下产生光，具有光电转换和电光转换功能。
光电器件则是利用光电材料制成的具有特定功能的器件，如太阳能电池、发光二极管、激光器等。
1.太阳能光伏领域：随着能源危机和环境保护问题的日益凸显，太阳能光伏技术逐渐成为解决能源问题的重要途径。
光电材料在太阳能电池中的应用已经取得了重大突破，使得太阳能电池的效率和稳定性得到了显著提升。
未来，光电材料与器件将在太阳能领域发挥更加重要的作用，推动太阳能光伏技术的迅速发展和普及。
2.光通信领域：随着信息技术的迅猛发展，光通信技术已经成为信息传输的主要方式之一、光电材料与器件在光通信领域的应用能够提高通信的传输速度和带宽，提高光通信系统的性能稳定性和可靠性，为高速宽带通信技术的发展提供有力支持。
3.激光器领域：激光器是一种高亮度、高相干性的光源，在医疗、通信、制造等领域有着广泛的应用。
光电材料与器件在激光器的设计与制造中起着至关重要的作用，能够提高激光器的效率和稳定性，扩大激光器的应用范围。
4.光电显示领域：光电显示技术作为显示技术的一种重要发展方向，已经在电子产品、汽车、家居装饰等领域得到广泛应用。
光电材料与器件在光电显示器的设计与制造中具有重要作用，能够提高显示器的显示效果和色彩表现，改善人机交互体验。
5.生物医学领域：光电材料与器件在生物医学领域的应用是一个新兴领域，如光动力疗法、生物成像、激光治疗等。
光电材料与器件能够在生物医学领域中发挥重要作用，实现精准治疗、疾病诊断和监测等功能。
总的来说，光电材料与器件在能源、通信、显示、医疗等各个领域都有着广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和进步，光电材料与器件的应用前景将会更加广阔，为人类社会的发展和进步带来更多的机遇和挑战。
光电显示技术考试考点
光电显示技术考试考点1.像素：指构成图像的最小面积单位，具有一定的亮度和色彩属性。
2.亮度：指从给定方向上观察的任意表面的单位投射面积上的发光强度，单位cd/m2.3.对比度：指画面上最大亮度和最小亮度之比。
4.灰度：指画面上亮度的等级差别。
5.分辨率：指单位面积显示像素的数量。
6. CRT显示器是一种使用阴极射线管的显示器，主要分为黑白CRT和彩色CRT显示器两大类。
它的核心部件是CRT显像管主要由5部分组成：电子枪，偏转线圈，荫罩，荧光粉层及玻璃外壳，其中电子枪是显像管的核心。
6.彩色CRT整体工作过程如下：由灯丝，阴极，控制栅极组成电子枪，通电后灯丝发热。
阴极被激发，发射出电子流，电子流受到带有高压电的内部金属层的加速，经过透镜聚焦形成极细的电子束，在阳极高压作用下，获得巨大的能量，以极高的速度去鸿基荧光粉层。
这些电子束轰击的目标就是荧光屏上的三原色。
7.全球两大主要电视广播制式---NTSC和PAL。
日美加墨等采用NTSC；德英西欧国家，新加坡中国澳大利亚新西兰采用PAL。
8.液晶的晶相：有向列相，胆==相和近晶相。
9.单色液晶显示器的原理：LCD技术是把液晶灌入列有细槽的平面之间，这两个平面上的槽相互垂直。
即位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转状态，粤语光线顺着分子的排列方向传播，所以光线经过液晶时也被扭转了90度。
但当液晶加上一个电压时，分子便重新垂直排列，使光线能直射出去，而不发生任何扭转。
10.彩色LCD显示器工作原理：彩色显示器具备专门处理彩色显示的色彩过滤层，通常，在彩色LCD面板中，每一个像素都是由3个液晶单元格构成。
这样，通过不同的单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。
11.典型的LED显示系统一般由信号控制单元，扫描控制单元和驱动单元以及LED阵列组成。
信号控制单元：任务是生成或接收LED显示所需要的数字信号，并控制整个LED显示系统的各个不同部件按一定的分工和时序协调工作。
光电信息材料与器件专业核心课程
光电信息材料与器件专业核心课程一、引言光电信息材料与器件专业是一个融合了光学、电子学、信息科学等多个学科的交叉学科，其核心课程旨在培养学生对光电信息领域的专业知识和技能。
本文将介绍光电信息材料与器件专业的核心课程设置，旨在帮助学生和从业者更好地了解该专业的学习内容和要求。
二、光电信息材料与器件专业核心课程1. 光学基础光学基础是光电信息材料与器件专业的重要基础课程之一，主要包括光的基本性质、光的传播、光的干涉和衍射等内容。
通过学习光学基础课程，学生能够初步理解光的行为规律，为后续的学习打下坚实的基础。
2. 半导体物理与器件半导体物理与器件是光电信息材料与器件专业的核心课程之一，涉及半导体材料的物理性质、半导体器件的基本原理和应用等内容。
学生通过学习本课程，可以掌握半导体器件的制备、测试和应用技术，为今后的研究和工作奠定扎实的基础。
3. 光电子学光电子学是光电信息材料与器件专业的重要课程之一，主要介绍光子器件、光电器件以及光电子器件的原理、制备方法和应用技术。
学生通过学习本课程，可以了解光电信息领域的前沿技术和发展趋势，为将来的研究和创新提供必要的知识支持。
4. 微纳光电子学微纳光电子学是光电信息材料与器件专业的新兴课程之一，主要涉及微纳米结构光电子器件的设计、制备和应用。
学生通过学习本课程，可以了解微纳米技术在光电信息领域的应用前景，为未来的研究和创新提供新的思路和方法。
5. 光电信息材料光电信息材料是光电信息材料与器件专业的核心课程之一，涉及光学材料、半导体材料、光波导材料等内容。
学生通过学习本课程，可以了解不同类型光电信息材料的性能特点和应用领域，为今后的研究和工作提供必要的材料基础。
6. 光电信息器件设计与制备光电信息器件设计与制备是光电信息材料与器件专业的重要课程之一，主要包括光电信息器件的设计原理、制备工艺和测试方法。
学生通过学习本课程，可以掌握光电信息器件的设计和制备技术，为今后的实践和应用提供必要的技能支持。