北京联合大学信息学院
北京联合大学微电子应用技术研究所
北京交通大学电子工程系
电子科学与技术导论
李哲英The Introduction of Electronic
Science and Technology
内容
第一部分电子科学与技术课程概述
第二部分电子科学与技术的基本内容第三部分电子科学与技术的核心技术
第二部分电子科学与技术的基本内容
一、电子科学与技术学科概述（第1章）
二、半导体物理与数学工具（第2，3章）
三、基本元器件与电路分析工具（第4，5章）
四、应用技术概述（第6章）
五、集成电路（第7章）
六、制造工艺（第8章）
一、电子科学与技术学科概述（第1章）
1.1 物理学基础
1.2 基本电磁理论
1.3 半导体材料
1.4 工程中的电子器件
1.5 电子器件与系统
1.6 应用电子系统分析的基本概念
一、电子科学与技术学科概述（第1章）
物理学基础
•固体物理学
•半导体物理学
•纳米电子学
•量子力学
一、电子科学与技术学科概述（第1章）第二部分电子科学与技术的基本内容物理学基础
•固体物理学固体物理学是研究固体物质的物理性质、微观结构、
构成物质的各种粒子的运动形态，及其相互关系的科学
。
固体通常指在承受切应力时具有一定程
度刚性的物质，包括有晶体和非晶态的固体。
电子科学与技术的基础：
1）分析电子元器件结构、物理特性和工程参数。
2）固体晶态结构的描述和分析方法，以及非晶
态结构的描述和分析
•固体物理学
非晶体
非晶态固体有成份无序和结构无序两类非晶体具有特殊的物理性质：
非晶体的电阻率一般较晶体要大。
非晶体的特点对电子元器件以及集成电路制造
特别重要，例如用来制造集成电阻、集成电路的连接点等。
•半导体物理学
半导体材料研制和集成电路加工制作技术的基础半导体元器件建模和模型分析的基础。
现有半导体材料属于晶态固体物质，即单晶态材料。
单晶材料是半导体元件分析的基础
第1章第二部分电子科学与技术的基本内容工程中的电子器件
电子器件是电子科学与技术的一个重要研究半导体器件：
以半导体为主要材料、利用半导体
的物理特征设计制造的电子器件。
是各种电子系统的核心器件。
第1章
工程中的电子器件第二部分电子科学与技术的基本内容
1。有源器件(Active Devices)
必须有外加电源才能工作
双基三极管（Bipolar Junction Transistor）场效应管（Field Effective Transistor）
晶闸管（俗称可控硅，Thyristor ）
第1章
工程中的电子器件
第二部分电子科学与技术的基本内容
1。有源器件(Active Devices)必须有外加电源才能工作数字集成电路
：只能处理数字信号
逻辑门电路（Logic Gate）
可编程逻辑器件(Programmable Logic Device)DSP 器件
微处理器（Microprocessor ）单片机（Microcontroller)
第1章
第二部分电子科学与技术的基本内容
工程中的电子器件
1。无源器件(Passive Devices)无须外加电源就能工作
电容C （Capacitor ）
电解电容器
陶瓷片电容器
薄膜电容器
第1章
工程中的电子器件
第二部分电子科学与技术的基本内容
1。无源器件(Passive Devices)无须外加电源就能工作电感L （Inductor ）变压器（Transformer ）
第1
章
工程中的电子器件
第二部分电子科学与技术的基本内容
1。无源器件(Passive Devices)无须外加电源就能工作继电器（Relay ）
开馆与按键（Switch and Key）
扳键开关拨键开关
按键
第1章
第二部分电子科学与技术的基本内容
应用电子系统分析的基本概念
电路分析基本概念：1）基本物理量：
电位、电压、电流、功率
交流：交流变量或信号的物理参数是幅度、频率和相位直流：幅度
应用电子系统分析的基本概念
系统分析概念
1）激励与响应电压电流关系激励：系统的输入响应：系统的输出
应用电子系统分析的基本概念
系统分析概念
2）LTI 线性系统：
设
i 1(t )=f {v 1(t )}，i 2(t )=f {v 2(t )}，i (t )=ai 1(t )+bi 2(t ) ，f {v (t )}=av 1(t )+bv 2(t ) ，
有
i (t )=ai 1(t )+bi 2(t )=af {v 1(t )}+bf {v 2(t )}=f {av 1(t )+bv 2(t )}
例如：V=kI 中，k 是常数，V 和I 是变量
应用电子系统分析的基本概念
系统分析概念
2）LTI 非时变：
设i (t ) = f {v (t )}，如果对于t －t
有
i (t －t )=f {v (t －t )}
LTI 系统响应
=暂态响应+稳态响应=零输入响应+零状态响应
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北京联合大学微电子应用技术研究所
北京交通大学电子工程系
电子科学与技术导论
李哲英The Introduction of Electronic
Science and Technology
内容
第一部分电子科学与技术课程概述
第二部分电子科学与技术的基本内容第三部分电子科学与技术的核心技术
第二部分电子科学与技术的基本内容
一、电子科学与技术学科概述（第1章）
二、半导体物理与数学工具（第2，3章）
三、基本元器件与电路分析工具（第4，5章）
四、应用技术概述（第6章）
五、集成电路（第7章）
六、制造工艺（第8章）
一、电子科学与技术学科概述（第1章）
1.1 物理学基础
1.2 基本电磁理论
1.3 半导体材料
1.4 工程中的电子器件
1.5 电子器件与系统
1.6 应用电子系统分析的基本概念
一、电子科学与技术学科概述（第1章）
物理学基础
•固体物理学
•半导体物理学
•纳米电子学
•量子力学
一、电子科学与技术学科概述（第1章）第二部分电子科学与技术的基本内容物理学基础
•固体物理学固体物理学是研究固体物质的物理性质、微观结构、
构成物质的各种粒子的运动形态，及其相互关系的科学
。
固体通常指在承受切应力时具有一定程
度刚性的物质，包括有晶体和非晶态的固体。
电子科学与技术的基础：
1）分析电子元器件结构、物理特性和工程参数。
2）固体晶态结构的描述和分析方法，以及非晶
态结构的描述和分析
•固体物理学
非晶体
非晶态固体有成份无序和结构无序两类非晶体具有特殊的物理性质：
非晶体的电阻率一般较晶体要大。
非晶体的特点对电子元器件以及集成电路制造
特别重要，例如用来制造集成电阻、集成电路的连接点等。
•半导体物理学
半导体材料研制和集成电路加工制作技术的基础半导体元器件建模和模型分析的基础。
现有半导体材料属于晶态固体物质，即单晶态材料。
单晶材料是半导体元件分析的基础
第1章第二部分电子科学与技术的基本内容工程中的电子器件
电子器件是电子科学与技术的一个重要研究半导体器件：
以半导体为主要材料、利用半导体
的物理特征设计制造的电子器件。
是各种电子系统的核心器件。
第1章
工程中的电子器件第二部分电子科学与技术的基本内容
1。有源器件(Active Devices)
必须有外加电源才能工作
双基三极管（Bipolar Junction Transistor）场效应管（Field Effective Transistor）
晶闸管（俗称可控硅，Thyristor ）
第1章
工程中的电子器件
第二部分电子科学与技术的基本内容
1。有源器件(Active Devices)必须有外加电源才能工作数字集成电路
：只能处理数字信号
逻辑门电路（Logic Gate）
可编程逻辑器件(Programmable Logic Device)DSP 器件
微处理器（Microprocessor ）单片机（Microcontroller)
第1章
第二部分电子科学与技术的基本内容
工程中的电子器件
1。无源器件(Passive Devices)无须外加电源就能工作
电容C （Capacitor ）
电解电容器
陶瓷片电容器
薄膜电容器
第1章
工程中的电子器件
第二部分电子科学与技术的基本内容
1。无源器件(Passive Devices)无须外加电源就能工作电感L （Inductor ）变压器（Transformer ）
第1
章
工程中的电子器件
第二部分电子科学与技术的基本内容
1。无源器件(Passive Devices)无须外加电源就能工作继电器（Relay ）
开馆与按键（Switch and Key）
扳键开关拨键开关
按键
第1章
第二部分电子科学与技术的基本内容
应用电子系统分析的基本概念
电路分析基本概念：1）基本物理量：
电位、电压、电流、功率
交流：交流变量或信号的物理参数是幅度、频率和相位直流：幅度
应用电子系统分析的基本概念
系统分析概念
1）激励与响应电压电流关系激励：系统的输入响应：系统的输出
应用电子系统分析的基本概念
系统分析概念
2）LTI 线性系统：
设
i 1(t )=f {v 1(t )}，i 2(t )=f {v 2(t )}，i (t )=ai 1(t )+bi 2(t ) ，f {v (t )}=av 1(t )+bv 2(t ) ，
有
i (t )=ai 1(t )+bi 2(t )=af {v 1(t )}+bf {v 2(t )}=f {av 1(t )+bv 2(t )}
例如：V=kI 中，k 是常数，V 和I 是变量
应用电子系统分析的基本概念
系统分析概念
2）LTI 非时变：
设i (t ) = f {v (t )}，如果对于t －t
有
i (t －t )=f {v (t －t )}
LTI 系统响应
=暂态响应+稳态响应=零输入响应+零状态响应