电子科学与技术导论(第3版)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：李哲英,骆丽,等

出版社：电子工业出版社

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电子科学与技术导论(第3版)试读：

第3版前言

本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

本书第2版于2011年出版至今已有5年之余。这5年中，电子科学与技术领域的研究与应用依然保持高速发展。特别是3G、4G、云计算、物联网、大数据等应用领域的快速发展等，极大地促进了电子科学与技术的研究与发展。正是应用领域的促进作用，使得电子科学与技术这个学科领域处在了发展的历史转折点，这个转折点的起点就是信息技术不再仅仅是电子科学与技术的一个应用领域，而是逐步成为电子信息科学与技术的一个重要组成部分，成为电子科学与技术学科发展的催化剂。为此，作者在近3年研究的基础之上，对本书做了少量修订，重点修订了信息技术相关的内容，力求在体现电子科学与技术的基本理论与应用技术内涵的基础之上，向读者提供新的应用技术概念。

根据电子科学与技术（特别是其应用技术）的变化，对本书第2版做了如下修订：（1）

绪论

本书修订工作中，李哲英教授负责第1～3章，刘元盛教授负责第4～6章，骆丽教授负责第7～8章，刘佳讲师负责第9～10章。李哲英教授主持了全书的修订，并负责统稿。此外，北京联合大学微电子应用技术研究所教师修丽梅、吕彩霞、韩玺参与了部分绘图、文字处理和仿真计算的工作。

本书第2版出版后，多所高校教师对本书有关内容提出了宝贵意见和建议，其中包括北京联合大学的鲍泓教授、王毓银教授、钮文良教授，北京理工大学罗伟雄教授，台湾中原大学锺文耀教授，台湾修平科技大学余建政助理教授等，作者在此一并表示衷心的感谢。

由于作者水平有限，本书难免还存在一些问题与缺陷，敬请广大同行和读者不吝赐教，批评指正。

作者联系方式：zheying＠buu.edu.cn作者绪论

专门研究电子科学理论与应用技术的学科叫做电子科学与技术。电子科学与技术的主要研究内容，是电子技术的核心理论、制造电子元器件的材料、方法与工艺，以及电路设计理论与应用技术。电子科学与技术是现代应用科学的重要组成部分，也是实现信息技术的基础。

作为电子科学与技术的重要研究内容，电子技术是现代工程技术的重要组成部分，其重要性主要体现在几乎所有的现代生产工具都包含有相应的电子电路。因此，电子技术的应用能力，是对现代电子工程师的基本要求。作为一种实用工程技术，电子技术又是其应用领域中各种理论与技术的实现方法，因此，电子技术也是现代科学与工程技术的主要研究对象。

从应用的角度看，电子技术的突出特点是电子技术本身的发展速度十分惊人，涉及领域十分宽广。因此，现代电气、电子等相关专业的人才培养目标之一，就是培养此类人才的电子技术应用能力。

本章介绍电子技术的基本内容，使相关专业的学生能够对电子技术的发展有一个概括的了解，为进一步学习电子技术及其相关的专业课程打下基础。

0.1 电子科学与技术的发展历史

从硅堆整流装置到集成电路，电子科学与技术和应用电子技术的发展已经有100多年的历史。从工程应用的角度看，电子科学与技术和应用电子技术的发展，可以用主要元器件的发明与应用作为里程碑。

电子科学与技术和应用电子技术是在现代科学技术和社会生活中得到广泛应用的基础技术，更是电子信息、计算机与信息技术等学科与工程技术学习和研究的重要基础。从工程应用的角度看，电子技术也是研究电子器件（Devices）与系统（System）分析、设计、制造的工程实用技术。

电子科学与技术和应用电子技术研究的目的，是提供特殊功能的电子器件、电路的设计、分析和制造方法与技术。因此，电子技术的基本分析方法是建立在电路理论、信号与系统理论基础之上的。随着电子技术、信息技术的发展，电子技术的应用方法也日趋信息化和数字化。

以元器件为特征划分的电子技术发展历程，可以简单地描述为图0.1-1。从图中可以看到，从20世纪50年代后，电子技术以极高的速度发展着，其应用领域不断地扩大。

1.电子管阶段

电子管阶段是现代电子科学与技术和应用电子技术的早期应用阶段，大约从 20 世纪初到 20 世纪 60 年代。这个时期中，基本电子元器件是真空电子管（简称电子管），电子科学与技术提供给应用领域的核心器件是电子管以及机电式器件（如继电器、变压器、磁放大器等）。从应用的角度看，这个阶段的电子系统比较笨重，消耗的功率比较大。因此，这一阶段电子技术的应用受到了一定的限制。图0.1-1 电子技术发展历程

2.半导体分立元件阶段

半导体分立元件阶段是现代电子科学与技术和应用电子技术在不同工程应用领域得到迅速发展的阶段，主要的原因是，与电子管相比较，半导体器件的体积大为缩小，从而使得电子系统技术性能大幅度地提高，电子系统的体积大为缩小，电子系统所消耗的功率也迅速减少，系统效率得到了很大提高。例如，使用7个电子管的收音机所消耗的功率约50瓦，而使用7个晶体管的半导体台式收音机所消耗的功率仅为1～3瓦。由于半导体元器件克服了电子管元器件体积大、效率低、对环境要求比较高、使用不便等缺点，同时，伴随着计算机和智能技术的发展，这一时期的电子技术在不同的工程技术领域得到了广泛的应用，并奠定了应用电子技术在工程应用中的基础地位。特别是在宇航和军事设备中，半导体分立元件更是得到了迅速而广泛的应用。应用领域的扩大，不仅对电子科学与技术和应用电子技术的发展提供了强大的推动力，同时也向电子科学与技术和应用电子技术提出了新的挑战。

3.集成电路阶段

1958年，美国TI公司工程师Kilby（Jack Kilby，1924—2005，2000年诺贝尔物理奖得主）发明了第一块模拟集成电路，标志着集成电路时代的到来，也标志着电子技术进入了一个飞速发展的全新时代。

集成电路的发明，是电子技术发展的重要里程碑。集成电路技术不仅大大地缩小了电子系统的体积和功率损耗，进一步扩大了电子技术的应用范围，同时还提供了更加简单的应用技术，使得不同工程领域的工程师都能比较容易地使用电子技术完成相应的工程目标。集成电路阶段的电子科学与技术和应用电子技术的研究和应用方法与半导体分立器件时期有着极大的不同。特别是电子系统的设计方法和技术，更加依赖计算机。目前集成电路技术已经进入到了纳米技术阶段，2012年最先进的集成电路工艺已经达到了28纳米。同时，集成电路也不再是50年前的简单电路集成，而是可以把一个完整的电子系统集成在一个芯片中，构成片上系统（System on a Chip，SoC）。值得指出的是，在信息技术应用促进与电子科学与技术发展支持下，集成电路阶段出现了微处理器芯片，这为现代信息处理和信息网络提供了核心器件；而在纳米集成电路时代，微处理器技术在SoC的促进下，开始转向利用片上网络（Network on a Chip）实现的多处理器并行系统器件，这必将成为未来处理器和信息技术的基本支撑技术。图0.1-2 集成电路发明者Jack Kilby

0.2 电子科学与技术的应用领域

从图0.1-1可以看出，从第一支双极三极管（Bipolar Junction Transistor，BJT）诞生到现在，现代电子技术已经历了60多年的发展历史。这60多年可以被看成是一个电子技术飞速发展的时期，也是一个电子技术不断扩大应用领域的时期。从应用角度看，电子科学与技术中的应用电子技术是实现各种工程电子系统设计的基本方法。从学科领域看，电子技术又是现代科学技术研究的对象。随着科学技术的发展和人类的进步，应用电子技术已经成为各种工程技术的核心；特别是进入信息时代以来，应用电子技术更是成为了基本技术。

为了更好地了解电子科学与技术和应用电子技术的研究内容、研究对象和研究方法，必须对其应用领域有一个大概的了解。以下是对一些电子科学与技术具体应用领域的简单介绍。

1.通信系统

通信系统是现代社会的基础，而现代通信系统的基础之一就是电子技术，这是因为现代通信系统本身就是一个复杂的电子信息处理系统，所有通信设备无一例外都是电子产品，如电话机、电视机、寻呼机（俗称BP机）、移动电话等。特别是高清晰度数字电视、流媒体通信系统、3G（第三代移动通信）、4G乃至5G（第四、五代移动通信）通信系统，完全是一个电子技术支撑下的信息系统。

2.控制系统

控制系统实际上是执行系统加信号处理系统。对控制系统的要求是，根据设计的功能和技术指标要求，在相应控制信号作用下实现系统的设计功能。现代控制系统的基本实现技术之一就是现代电子系统。利用集成电路设计与制造技术，可以把一个控制系统集成在一个单片的集成电路中，实现信息对系统设备运行的智能控制。例如，对各种机床的控制、对环境温度和湿度的控制、对铁路机车的控制、对各种交通信号的控制等。随着电子与信息技术的发展，电子技术已经成为现代控制系统的基础；特别是在智能控制领域，电子技术已经成为必不可少的基本实现技术了，如机器人、自动驾驶系统等领域。

3.信息处理系统

随着智能技术、计算机技术与电子技术的发展，信息处理系统已经成为现代工程技术和社会生活的重要基础。信息技术的设备，其核心是软件系统，其基础则是电子技术所提供的硬件，如各种计算机和计算设备、嵌入式系统、显示设备、网络设备等。随着信息化社会发展进程的加快，特别是大数据引领的信息网络技术及其应用领域的不断扩展，信息处理系统必将会对有关的电子技术提出更高的要求，这将促进电子技术的进一步发展。

4.测试系统

测试系统对于工业生产来说是十分重要的系统，其主要作用是对产品质量实施有效控制、监测与监视等。同时，在产品设计和研制过程中，各种测试技术也是必不可少的。由于电子技术的信号处理能力十分强大，特别是电子系统的计算功能，使得电子技术在测试系统中占有十分重要的地位。从传感器到测试仪器，几乎所有的测量系统都离不开电子技术。实际上，现代测试系统已经成为现代信息系统的一个重要基础，成为现代信息系统的重要信息来源。同时，测试系统也是现代工业系统的基础。

5.计算机

计算机是现代信息社会的基础设备，利用计算机可以对各种信息进行处理。计算机由两部分组成，一部分叫做硬件，另一部分叫做软件。硬件提供软件功能的实现技术和方法，软件在硬件支持下工作。计算机实际上是一个软件控制下的复杂电子系统，在硬件的支持下，通过运行相应的软件，计算机可以完成十分复杂的信号和信息处理任务。同时，随着信息技术的发展，分布式、嵌入式计算系统硬件成为现代各种信息网络的核心设备，各种形式的计算机正在现代工程技术中发挥着系统核心的作用。

6.生物医学电子系统

生物医学工程是第二次世界大战后发展起来的一门新兴学科，其基本技术特点是以生物信号、信息处理理论为基础，提供生物医学电子设备。在生物医学工程中，生物医学电子系统是各种生物医学仪器的基本实现技术，也是现代信息医学和定量医学的重要技术基础。例如，生命信息监视系统、手术设备、医学特征检测设备、物理治疗设备等，都是生物医学电子系统。除此之外，近年来基因技术和生物技术的发展，引出了生物芯片。

7.绿色能源中的电子系统

绿色能源是人类社会持续发展的基础，是当今科学研究和工程技术研究的重要领域。绿色能源技术包括各种低碳化能源应用技术、无碳的太阳能获得技术、风能应用技术等。这些技术中，其核心就是根据能源提供与应用之间的关系实现最佳能源配置与利用。而要实现最佳能源利用，现代电子技术和信息处理技术是两个支撑技术。绿色能源中的电子系统主要完成能量转换及能量存储与释放的最佳控制。目前，电子技术在绿色能源中的应用具有极大的发展空间。

8.传媒技术中的电子系统

传统的传媒技术中，电子技术仅仅起到了信号传播、装饰、照明等简单功能。在信息技术发展的推动下，传媒技术已经进入了依靠电子技术达到创意目的的时代。例如，利用电子信息技术，可以实现各种不同特技的电子合成，从而可以极大地节省成本、提高制作速度。传媒技术中，电子系统主要的功能包括制作、保存、传播，因此，传媒技术中的电子系统一般都是比较复杂的电子信息处理系统。

9.智能家居中的电子技术

智能家居是近15年发展起来的电子技术应用领域，随着信息技术的发展，它已经成为电子应用技术的重要研究领域。智能家居的目的是提供信息化居住环境，实现家庭环境的信息化、智能化和节能化。智能家居实际上是一个智能信息控制网络，这个信息控制网络可以完成对家居环境的监视、各种设备的智能控制、娱乐设备的管理等。智能家居也是一个十分复杂的电子系统，需要电子传感技术、智能控制技术等的支撑。智能家居正在向绿色节能的方向发展，涉及的技术领域广泛，同时，家居环境的信息化还属于一个比较新的研究领域，具有广泛的发展空间。

10.物联网系统中的电子技术

物联网是一个新的信息技术应用概念。所谓物联，就是把物质世界中人类所关心的物质或物体，通过信息网络连接起来。这种新的网络技术实际上是信息网络和物流网络的合二为一，是一种直接把各种物理实体通过信息网络技术连接在一起并提供智能化的物理实体传输，从而形成一个信息网络支撑下的、物理的巨大仓库。人们可以在物联网中查找有关的物品或商品，并以完全透明的方式通过信息网络和物流网络迅速获得所需要的产品或商品。从电子信息技术的角度看，物联网的数据源来自由各种传感器构成的传感网络，而网络的作用，则是通过智能处理达到满足人类各种需要的目的。物联网是传感器技术、传感网络技术、信息网络技术、智能信息处理技术、物流管理技术的综合应用，是一个新兴的现代信息技术应用概念，为电子技术提出了一个新的、具有巨大发展空间的研究与工程应用领域。可以毫不夸张地说，物联网将会改变传统的经济管理和经济运行观念、方式和方法，将与20年前信息网络的出现相同，为人类架起物质流动的高速公路。

还可以举出许多其他应用领域，如可穿戴电子系统、家用电器、机电一体化、农业工程等，限于篇幅就不一一列举了。

通过以上电子技术的应用领域可以看出，在现代工程技术中，只要把任何其他形式的信号转变为电信号（大部分是电压信号），就可以使用电子技术进行处理。从信息传输和处理的角度看，所有的工程系统都可以看成是一个信号和信息处理系统，而任何信息处理，都可以看成是对输入信号进行某种数学运算，实现工程信号和信息处理的最好方法，是使用电子技术的理论与知识设计出相应的电子系统。

0.3 基本内容与学科体系

对电气、电子及其相关专业的学生来说，为了能够正确应用电子技术，除了必须了解电子科学与技术中应用电子技术相关的内容外，还应当了解与电子技术相关的学科体系，这对学习和了解电子技术、获得电子技术应用能力来说是十分必要的。而对于电子工程和电子信息工程专业的学生，更是应当了解有关电子科学与技术的学科体系和基本内容，这样才能在学习之初就对学科体系概况有一个基本的了解，使今后的学习具有系统性和方向性。

1.电子科学与技术的基本内容

作为工程技术，电子科学与技术的基本内容包括电子元器件、电子材料、电子系统分析与设计的基本理论、工程应用技术和方法。（1）电子元器件

电子元器件是电子系统的基本组成单元。它包括分立形式的元器件（如电阻器、电容器、电感器、半导体元件、继电器、开关、显示器件），以及集成电路器件（如集成运算放大器、专用集成电路、微处理器、单片机、CPLD等）。由于电子技术的应用领域十分广泛，因此电子元器件的种类十分繁杂。如何设计出满足应用系统要求的电子元器件，是电子科学与技术的重要研究内容。（2）电子材料

电子材料是指用于制造电子元器件的基本材料。例如，半导体材料、各种金属或非金属材料等。在电子技术应用中，对每一个元件都有相应的技术要求，如对元器件的功能要求、技术指标要求等。采用什么样的材料才能满足工程实际的需要，是电子材料研究的重要内容。在电子工程中，制造电子元器件及构成电子系统的主要材料包括制造半导体元件和集成电路的各种半导体材料、制造系统结构和支撑的绝缘材料、连接电路的金属材料、电路的保护材料等。（3）分析与设计基本理论

分析与设计的基本理论，是电子科学与技术的重要组成部分，其研究对象是电子材料的基本物理和化学性质、元器件的基本工作原理等。分析与设计基本理论提供了工程应用的基本理论和分析设计方法。在电子科学与技术中，分析理论属于基础理论研究，设计理论则是在分析理论基础之上的应用理论。（4）工程应用技术与方法

工程应用技术与方法的研究目标，是电子技术在工程实际中的应用，属于应用研究领域。例如，复杂电子系统的分析和设计方法、电路综合技术等。工程应用技术和方法提供了最直接的应用技术，是电子科学与技术理论研究与工程应用技术的纽带，也是应用电子技术中的重点学习内容。

2.相关的学科体系

从电子科学与技术角度看，如果仅考虑电子技术的应用，则电子科学与技术的学科体系可以用图0.3-1来表示。图0.3-1 电子科学与技术的学科体系

在我国教育部公布的学科体系中，电子科学与技术包括有电路与系统、电磁场与微波技术、固体物理学与微电子学等学科方向。

学科方向是专业的基础，专业是面向工程体系的教学系统，专业学习的任务是学习工程中有关领域的基本理论与技术，以及专业技术的应用方法。在电子信息、集成电路设计等相关专业中，学科知识点和技术点分布在不同的课程中，通过学习这些课程，可以建立完整的专业技术体系。

有关电子科学与技术的课程见表0.3-1。

注意，表0.3-1中的应用技术课程实际上也是电子、电气、计算机、机电一体化等专业的应用技术课程。这些专业学习应用技术课程的目的是结合本专业的应用实际，学习本专业各种理论与技术的工程实现方法。而电子信息、集成电路设计理论与技术专业学习应用课程的目的，除了学习如何应用本专业的理论和技术外，还应当包含有对应用技术本身的研究。表0.3-1 电子科学与技术专业的课程

必须指出，随着电子技术应用领域的不断扩大，以及集成电路制造技术的飞速发展，电子技术的主要分析和应用设计方法及工具发生了巨大的转变。计算机辅助分析（CAD）和电子系统设计自动化（EDA）已经成为电子技术研究和分析的基本工具。因此，电子科学与技术的理论与技术研究中，基于计算机工具的模型和模型分析技术已经成为重要研究内容。

0.4 集成电路与应用技术的进展

在集成电路设计和制造的历史中，由于设计和制造技术发展的限制，传统的集成电路设计技术是为电子技术应用提供相应的通用集成电路或某些专用电路。可以把这种集成电路设计技术看成是电子技术应用中的一项专门技术，也可以把这个阶段的集成电路设计技术看成是电子技术应用中的独立技术。对于一般应用工程师来说，只需要了解集成电路的基本功能和外特性技术指标，就可以使用集成电路，而不需要了解集成电路的内部结构和设计方法。简单地说，这个阶段中电子技术工程师的任务就是学会使用集成电路。所以可以把这个阶段叫做集成电路技术的器件阶段。在该阶段，集成电路设计技术是电子技术应用的支持技术，而不是电子系统的基本设计技术。

随着微电子技术、集成电路制造技术以及EDA技术的发展，特别是集成电路制造技术进入亚微米、纳米阶段后，电子应用技术乃至电子工程技术发生了极大的变化。这种变化不是体现在电子技术应用领域的扩展，而是体现在基本应用设计技术上。这种应用设计技术的主要标志就是SoC技术，也可以叫做SoC阶段。与器件阶段的集成电路设计技术相比较，集成电路设计技术已经成为电子技术的基本应用技术，而不仅仅是提供器件的支持技术。这种变换具有里程碑的意义，标志着电子系统的设计技术从器件级设计进入到了系统集成设计阶段，标志着电子技术的技术基础从器件特性应用进入了电路特性设计阶段。同时，电子技术学习和应用的工具也从线性计算进入到了仿真分析阶段。

把器件阶段和SoC阶段相比较，可以看出明显的区别：

① 器件阶段的设计基础是器件，SoC阶段的设计基础是系统和电路。

② 器件设计阶段的系统实现技术使用器件组成系统，SoC阶段的系统实现技术使用系统集成技术。

③ 器件设计阶段的基本工具是器件分析和系统仿真，SoC阶段的基本工具是系统和电路模型的仿真分析。

④ 器件设计阶段对器件的功率损耗关心的较少，同时，要降低功率损耗也比较困难；在SoC阶段，低功耗与微功耗的绿色设计，是电路、器件与系统设计的核心要求。

尽管器件阶段和SoC阶段的系统设计都需要系统设计背景，但二者有严格的区别。器件阶段的应用系统设计要求设计者掌握相应系统知识和电路器件，SoC阶段的应用系统设计者则应掌握相应系统知识和集成电路设计技术。

由上述讨论可知，集成电路设计之所以成为现代电子技术的基本应用技术，就是因为现代应用电子系统的基本设计方法是集成电路设计技术。

从总体上看，电子技术的应用范围越来越广泛，电子技术也在信息技术的支持下以极高的速度在发展。现代电子技术所关心的已经不再是简单的电路集成，而是关心系统集成，就是把整个系统制作在一个集成电路芯片上（System on Chip，SoC）。因此，现代电子技术的发展趋势可以包括两个方面，一个是硬件系统集成技术，另一个是系统设计软件技术。

系统的硬件集成技术包括电路集成和系统集成。集成电路的基本特点是，实现完整的电路功能，用户不必关心具体的实现技术，只关心器件的使用参数。这样就把复杂的电路设计和调试实现工作，变成了简单的模块电路连接设计和调试工作。不仅提高了工作效率，也提高了电路的可靠性和其他技术特性。系统集成，是指把完整的系统功能集成在一起，集成后的系统完全满足系统所有功能和技术指标。

系统集成包括硬件集成、软件集成和固件集成三种。

硬件集成—把系统全部功能集成在一个电路芯片中，用户只要附加少量外部元件，就可以形成完整系统。例如，收音机集成电路、信号发生器集成电路。

软件集成—把系统功能用所有的控制软件集成在一个平台内，可以实现对系统的完整控制。例如，工业控制系统、PC多媒体系统等（Windows）。

固件集成—固件是指软件控制下的硬件电路器件。由此可知，固件集成实际上就是通过硬件和软件的集成，形成一个完整的系统。例如，数码相机、工业马达控制器、变频调速器、图形加速器、IP电话等。

必须指出，集成电路功能的应用开发，已经成为电子信息工程的重要组成部分，如何充分发挥集成电路的功能、最大限度地降低电路损耗，是近年来越来越受到重视的工程技术。

另一方面，随着信息网络安全问题日益严重，近年来硬件安全技术重新得到了重视，成为电子技术应用领域新的研究内容。

电子科学与技术和应用电子技术的另一个重要发展领域，是系统设计软件技术。没有现代系统设计软件技术的发展，就没有现代电子技术。目前软件技术的主要目标就是实现彻底的和真正的电子系统设计自动化。

练习题

0-1 电子科学与技术主要研究哪些内容?

0-2 电子技术在哪些工业领域中得到了应用?

0-3 为什么说应用电子技术是现代工程技术的基础?

0-4 电子科学与技术学科具有怎样的学科体系?包含哪些分支?

0-5 降低移动通信设备电能消耗的可能措施有哪些?

第1章 电子科学与技术概述

从应用的观点看，电子科学与技术是建立在物理学和数学基础之上的一门应用科学。电子科学与技术的重要作用，是提供工程实际所需要的各种电子元器件和系统的分析、设计、制造与应用的基本理论与技术。

由于电子科学与技术包含了诸如材料、应用原理等多学科的研究和应用内容，因此，电子科学与技术是一个十分庞大的现代科学技术体系。本章的目的是对电子科学与技术的学科研究领域进行简单介绍，使读者能够初步了解电子科学与技术的学科研究内容、领域和方向。

1.1 物理学基础

电子科学与技术的物理基础，是自然界的电磁现象。正如物理学所指出的，电磁现象是一种自然力的表现。所以，说到底，电子科学与技术就是研究电现象及电学参数相互作用的一门科学。与物理学不同，电子科学与技术所研究的是如何把已经发现的物理电磁现象应用到工程实际中，也就是说，如何利用物理电学所提供的各种电现象和电特性。因此，电子科学与技术不属于基础物理的研究领域，而是属于应用技术研究领域。

电子科学与技术中，重点研究各种物理现象应用的领域，包括固体物理学与微电子技术、光电子技术等。这些领域的主要研究内容是提供工程实际的应用技术，研究有关物理电学现象的基本应用原理。例如，如何利用半导体物理的基本定律设计制造相应的半导体器件。这些基本定律和工程分析方法主要反映在电路分析和信号与系统理论中。

物理学中与电子科学与技术相关的分支包括固体物理学、半导体物理学、纳米电子学及量子力学。1.1.1 固体物理学

固体物理学所研究的是固态物质的物理学基本规律，包括固态物质的结构、能量规律等。固态物质的基本结构属于晶体结构，这种物质叫做晶态物质。由于半导体材料采用的是晶态材料，而在加工制作过程中又需要掺入非晶态结构，因此，固体物理的基本规律对电子科学与技术来说是一个十分重要的研究领域。

在电子科学与技术中，固体物理学的基本定律对集成电路和其他一些电子元器件的制造、加工和应用具有决定性的指导意义，因此，固体物理学是电子科学与技术的基础。特别是在建立元器件的电路模型时，必须根据固体物理学所提供的基本概念和参数，才能建立正确的分析模型。由于计算机辅助分析与设计已经成为电子科学与技术和应用电子技术的基本工具，所以，固体物理学的基本概念与参数已经成为电子技术应用分析的基础。

作为电子科学与技术的基础，应当十分注意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方法。这些是分析电子元器件结构、物理特性和工程参数的重要基础。

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，包括晶体和非晶态的固体。

固体物理学的基本问题包括：

● 固体的组成成分。

● 固体中的原子是如何排列与结合的。

● 固体结构的形成原因。

● 特定固体中的电子和原子所具有的运动形态。

● 固态物质的宏观性质与其内部微观运动形态之间的关系。

● 固体的工程应用。

● 研制用于工程实际的新固体。

1.晶体

在较长的时间里，固体物理学的主要研究对象是晶体。晶体的结构及其物理、化学性质同晶体键合的基本形式有密切关系。从结构上看，通常晶体结合的基本形式可分成高子键、金属键、共价键、分子键和氢键等。例如，主要半导体材料中的单晶硅就具有共价键基本结构，如图1.1-1所示，图中双线“=”代表晶体结构中的键。

键实际上反映了原子之间的结构关系。根据原子核理论，这种键合是通过电子形成的。因此，固体中电子的状态和行为，是了解固体22的物理、化学性质的基础。固体中每立方厘米内有10个粒子，这些粒子之间靠电磁相互作用联系。在固体中，粒子之间不同的耦合方式，导致粒子具有特定的集体运动形式和个体运动形式，从而形成了固体在物理性质上的差别。这些固体的物理性质差别，就是工程中材料的应用和分析基础。图1.1-1 单晶硅的共价键结构

如果在晶体中存在杂质和缺陷，则对固体材料的技术性能产生较大的影响。在工程实际中，纯净的固体往往不能满足工程对材料的特性要求，因此，需要根据具体的需要，对纯净晶体有控制地掺入杂质，工程上叫做掺杂。半导体材料的电学、发光学等特性，就是依赖于其中掺入杂质来实现的。在电子器件的制造材料中，特别是大规模集成电路的制造工艺中，控制和利用杂质是极为重要的。

2.非晶体

非晶态固体的物理性质同晶体有很大差别，这同非晶态固体的原子结构、电子态及各种微观过程有密切联系。从结构上看，非晶态固体有成分无序和结构无序两类。成分无序是指在具有周期性的固态晶体点阵位置上，随机分布着其他原子。结构无序是指晶体链的周期性被完全破坏，晶格点阵失去意义，但相邻原子间还存在有一定的类似于晶体的配位关系，即存在短晶链（类似于晶体的情形）。

与晶体相比较，非晶体具有特殊的物理性质。例如，非晶体的电阻率一般较晶体要大。非晶体的特点在电子元器件及集成电路制造中有着重要的应用，如用来制造集成电阻、集成电路的连接点等。1.1.2 半导体物理学

半导体物理学对于从事有关半导体材料研制和集成电路加工制作，以及对半导体元器件进行模型分析，是十分重要的基础。

现有的半导体材料都属于晶态固体物质，就是所谓的单晶材料。单晶材料的基本特征和物理学特性及参数，对器件的加工制造十分重要。因此，从半导体元器件设计和制造的角度对半导体材料的各种物理特性进行研究，形成了半导体物理学。半导体物理学是现代电子技术的基础之一。研究半导体物理学的目的，是提供材料加工和集成电路制造的基本规律和分析理论。

半导体物理学的主要研究对象包括：

● 半导体的晶格结构和电子状态。

● 杂质和缺陷能级。

● 载流子的统计分布。

● 载流子的散射及电导问题。

● 非平衡载流子的产生、复合及其运动规律。

● 半导体的表面和界面—包括 PN 结、金属半导体接触、半导体表面及 MIS 结构、半导体异质结。

● 半导体的光、热、磁、压阻等物理现象。

● 非晶半导体。1.1.3 纳米电子学

在拉丁文中，Nano 是“矮小、侏儒”的意思。纳米-9（nanometer，nm）是一个长度的数量级单位，1nm=10m，大约是一至十几个原子直径的长度，是非常微小的空间尺度。

如果材料的最小直径尺寸为0.1～100nm，则就把这种材料定义为纳米材料。如果集成电路的加工尺寸（最细的加工线条宽度）处于0.1～100nm之间，则称为纳米级集成电路。

纳米技术涵盖了微型化技术、光刻技术、电光学技术、激光技术、分子生物学等工程技术领域。同时，纳米技术的主要研究领域包括纳米物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学，以及纳米力学等。

随着集成电路制造技术的发展，纳米电子学已成为近年来电子科学与技术的一个重要研究领域。之所以需要研究纳米电子学，主要是如下几个方面的原因：

1.纳米技术研究的必要性（1）纳米尺寸下的强电场作用。根据物理电学，不同电极之间的电场强度与电极之间的距离有关。当电极之间的距离进入纳米尺寸后，电场强度会迅速增加。例如，如果集成电路中的两个不同电极相距 1μm，电极之间的电压为 1V，则电极之间绝缘材料中的电场强度-66为1/10 =10 V/m。如果两电极间的间距为 10nm，则电极之间绝缘8材料中的电场强度为10V/m。由此可知，进入纳米尺寸后，电子元器件的内部将出现强电场。这种强电场对元器件的结构有什么影响，以及如何解决纳米尺寸下电子元器件、特别是集成电路内部的电路结构，是电子科学与技术中的关键问题之一。（2）纳米尺寸下电子元件的热耗散。与强电场问题相类似，纳米尺寸下的集成电路中，元件的密度非常高。由于每个元器件都消耗一定的能量，因此，会在纳米尺寸的电路中引起热能的集中，从而形成热耗散问题。如果不解决热耗散问题，纳米尺寸下的集成电路器件就无法正常工作。（3）纳米尺寸下半导体加工结果的非均匀性。根据半导体材料加工的基本特点，材料的加工及半导体元器件的加工过程中不可避免地存在非均匀性，也就是不可能完全按照设计要求对材料进行加工。例如，在集成电路制作过程中需要对一些部分通过扩散掺入杂质，由于纳米尺寸接近杂质的原子尺寸，因此会出现扩散的不均匀性。这种不均匀性对所加工的集成电路会形成怎样的影响，是集成电路设计和制造中的关键问题之一。

2.纳米技术下，集成电路设计的相关问题

从电路设计制造的角度看，微米及深亚微米的集成电路在工程和理论上存在如下的差别，这些是在集成电路设计和相关电路设计中需要考虑的：（1）低电压工作条件下的电路结构。微米及深亚微米（100～180nm）工艺条件中，所使用的电源电压可以在1.2V以上，集成电路中的绝缘层或不同的功能区域之间的电场强度还处于可以容忍和安全的范围内。但使用纳米技术时，正如上述所述，会出现极高的场强，这会形成不同区域之间的绝缘层遭到破坏，同时，还会引起相应的泄漏电流。这些都要求纳米技术制造的集成电路必须使用超低电压（如0.7V或更低）。目前，超低电压条件下的电路结构设计，是基于纳米工艺的集成电路设计中的重点研究对象。（2）电源波动抑制。由于绝大多数电子设备使用的是直流电源，并且对直流电源的波动比较敏感，因此电子器件或电子设备的电源波动抑制能力一直是工程中的一个重要设计参数。在微米技术中，一般使用附加的电路（如电流镜电路等）来抑制电源波动对器件工作的影响。由于微米技术中的电源电压相对比较高，这为器件自身电源抑制能力提供了空间，所以，微米技术中比较容易实现电源波动的抑制。由于纳米技术条件下设计的集成电路或其他器件只能使用很低的电源电压，因此，纳米技术条件的电源波动成了一个比较突出的技术问题。这是纳米技术电路和电路系统设计和使用中必须关注的问题。（3）低功耗设计。上面已经指出，由于纳米技术提高了集成电路的元件密度，从而形成了能量密度的迅速增加，突出了集成电路的散热问题。从固体物理学和半导体物理学的角度看，与微米级电路相比较，纳米级电路的功率密度提高了几个数量级，所以，在设计相应的电路时必须考虑功率损耗的问题。另外，随着绿色电子技术概念的提出，要求电子系统的功率损耗越小越好。对于纳米技术的电子器件来说，其单个功能电路的功率损耗要比微米级电路小很多，但是由于集成度迅速增加，也会引起芯片的功率损耗增加。因此，传统的功能/功耗比概念已经不能满足信息系统低功耗的要求。

纳米电子学所研究的是在纳米尺寸限制条件下，电子器件基本结构，以及半导材料的基本特性，从而为集成电路在纳米条件限制下的设计、分析和制造提供理论基础。

3.纳米电子学研究的重点问题（1）碳管（Carbon Nanotubes）问题，包括制备方法、碳管特性、碳管电极、生物传感器、化学传感器、碳管逻辑电路等。（2）分子电子学（Moleculer Electronic）问题，包括有机分子综合、特征分析、器件结构等。（3）无机纳米线（Inorganic Nanowire）问题。（4）蛋白质纳米管（Protein Nanotubes）问题，包括综合技术、提纯技术等。（5）计算纳米技术（Computational Nanotechnology）问题，包括机制、温度性质、电子学性质、基本器件的物理特征与设计方法、基本构成、基本传感器、纳米线中的传输和热电效应等。（6）量子计算（Quantum Computing）问题，包括信息表达方式与方法、计算结构等。（7）计算量子电子学（Computational Quantum Electronics）问题，包括基于非平衡态格林函数的器件仿真。（8）计算光电子学问题（Computational Optoelectronics）。（9）计算处理建模问题（Computational Process Modeling），包括纳米电子学、非CMOS电路、结构及可重置系统等，量子计算、纳米磁性。1.1.4 量子力学

当集成电路制造尺寸小于100nm时，量子效应就成为集成电路工作的基本支配规律。尤其是随着集成电路工作速度的不断提高，当信号波长与元件尺寸接近时，纳米效应所引起的现象会成为电路基本特征。因此，电子科学与技术必须考虑量子力学的基本规律和分析方法。

经典物理学提供了有关自然界的宏观物理规律，它所涉及的都是与物质基本结构没有直接关系的基本现象，以及对这些现象的解释。随着科学技术的发展，经典物理学已经无法解释基本粒子，以及基本粒子运动规律的现象。量子力学（也是量子物理学）的目的，是对物质在基本粒子层次上进行研究，通过对量子现象的研究分析，提供量子水平的基本运动规律。由于量子力学所研究的是量子水平的基本物理学规律，因此，当电子科学与技术发展到纳米以下水平，以及信息表示方法必须实现突破时，量子力学就成为了新的研究方法和手段。特别是近年来量子信息理论与技术的发展，为电子科学与技术提供了新的研究方向和研究领域，不仅是降低电路的体积，更主要的是突破了现有理论对设计原理、制造工艺的限制，使得电子科学与技术能为其他工程技术提供更好的应用电子技术。

量子力学涉及了整个物理学的研究领域，尤其是在固体比热容、黑体辐射、光电效应及原子光谱等方面，更是只有依靠量子力学的方法才能对所观察到的现象提供正确的解释，从而提供工程应用的基础。

必须注意，物理学基本原理和基本规律是电子科学与技术的基础，电子科学与技术的所有学科都是建筑在物理学定律的基础之上的，而电子科学与技术的每一个新的发明，都是对物理学原理应用的结果。因此，掌握物理学的基本定律，理解物理学的基本现象是电子科学与技术，以及应用电子技术的学习基础。

1.2 基本电磁理论

电子科学与技术和应用电子技术的研究对象，是元器件与电子系统的分析和设计方法与实用技术。对于电子元器件和电子系统来说，其物理功能是电磁现象存在形式的反应（即其工作的基础是物理电磁现象和理论），因此，基本电磁理论是研究电子元件、电路系统的基础。只有在一定的限制条件下，才成为电路分析的理论。

在工程实际中，电磁场与电磁波的基本概念和分析理论是建立元件、系统分析模型的理论基础。特别是在集成电路技术进入深亚微米后，由于电磁能量处于高密度集中和强电场条件，使得电磁理论的作用更加重要。

此外，电磁理论还是分析材料电学和磁学特性及电磁信号传输方式与方法的重要分析理论。

基本电磁理论的重要作用在于，提供基本分析概念，这些基本概念就是电子元件、材料和系统工作的基本规律，如电压分布、电流分布的概念。只有正确地应用电磁现象和理论的基本概念，才能建立正确的元器件或系统模型，以及正确的分析方法与分析结论，从而设计出正常工作的电子元器件或电子系统。

基本电磁理论属于物理学的研究内容，这里之所以强调基本电磁理论，是因为它不仅是电子元器件和电子材料分析、设计和选择的基础理论，同时也是电子系统设计和分析的基本理论。就是说，无论是从事电子科学与技术或者应用电子技术基础研究，还是应用研究，都离不开基本电磁理论。基本电磁理论是建立电子系统分析和设计理论体系的基础。

电磁理论的基本研究内容包括：（1）电磁变量的形态

主要研究电场、磁场、电流的存在形式，以及结构相关参数（如电容、电感和电阻）的描述方法。（2）电磁现象的基本工程定义

主要研究电磁现象的工程描述方法，即工程建模方法。由于电磁能量是以场的形式存在的，在工程实际的分析和建模中会遇到困难。因此，工程中往往采用建模的方法进行分析，这就需要提供基本的工程定义。（3）电磁现象的基本规律

电磁现象的基本规律是自然界的重要规律之一，电子科学与技术的研究与应用目的，就是如何充分利用电磁现象的基本规律，设计出符合工程实际需要的电子元器件或电子系统。因此，电磁现象的基本规律是电子科学与技术分析、设计和应用的基本物理基础和最常用的基本概念。（4）电磁现象的工程计算方法

物理学规律的应用，是工程技术的基本目的。在物理学基本规律的应用中，对物理现象和定律的描述往往比较复杂。因此，针对不同物理定律在工程中的应用，不同的工程技术领域会使用相应的工程计算方法，这样不仅可以极大地简化分析计算过程，同时也可以使物理定律的应用与工程实际联系的更加紧密。工程计算方法不仅简化了工程计算，更主要的是使工程师不必对所有的问题都直接从物理定义或定律出发，从而直接根据工程计算定义和方法完成工程分析和计算。（5）电磁现象的工程应用方法

电磁现象的工程应用方法是现代工业的基本方法，特别是电子科学与技术、电气科学与技术、计算机科学与技术及相关的信息网络技术领域中，电磁现象的工程应用实际上是新发明创造的基础。电磁现象的工程应用是指在工程实际中，利用已经发现的电磁现象设计新的电子系统、发明新技术。因此，作为电子工程师必须熟知有关的基本电磁现象，以及工程实际中对电磁现象应用的基本方法。【例.2-1】 一个信号发生电路中，输出信号中总是有很高频率的1噪声成分，这说明电路受到了高频信号的干扰。电子电路中的高频电磁干扰可以用电磁感应定律分析。物理电磁学的电磁感应定律指出了电场能量与磁场能量之间的转换关系，也说明了随时间变化的电场与磁场是不可分割的。由于电子电路中导线等金属的电磁参数特性，使得电子电路具有发射和接收高频电磁信号的能力，因此产生了高频电磁干扰。【例1.2-2】 普通物理学指出，靠机械波的方式无法实现长距离音频信号传输，所以现代通信系统的基本原理是：（1）把语音信号或其他低频信号转换为电压信号；（2）把连续时间的电压信号转换为数字信号；（3）经过适当的调制，实现高频电压信号驮载数字信号；（4）把高频信号通过天线或光纤发送出去；（5）接收者对高频信号解调后，把数字信号转换为模拟电压信号（语音信号）。

在这里天线的原理是电磁能量辐射，而语音信号到电压信号的转换则是利用固体物理学中某些材料的压电（声压转换为电压）现象（麦克的基本工作原理）。电子科学技术利用物理电子学和物理电磁学的基本原理，提供了各种电子器件来实现现代通信系统。

1.3 半导体材料

半导体材料是一类具有一定导电性能、用来制作半导体器件和集-3-9成电路的固体材料，其电导率在 10～10Ω/cm 范围内。正是由于半导体材料（Semiconductor Material）是制作现代电子元器件的基本材料之一，所以电子科学与技术领域对半导体材料的研究十分重视，包括材料的制备方法、新材料研究、材料的加工特性和工艺方法等。

工程实际应用中，基本半导体材料一般都属于绝缘体，如单晶硅，这种材料叫做本征半导体。在半导体材料中掺入少量杂质后，可以改变本征半导体材料的电导率，使其具有一定的导电能力。由于半导体材料是在单晶体中加入杂质后，才形成一定的导电能力，因此半导体材料的电学性质对光、热、电、磁等外界因素的变化比较敏感。

半导体材料是电子技术的工业基础之一，对电子科学与技术的发展具有极大的影响。

半导体材料按化学成分和内部结构，大致可分为以下几类。

1.元素半导体

由单个元素组成的半导体材料叫做元素半导体，如锗（Germanium）、硅（Silicon）、硒（Selenium）、硼（Boron）、碲（Te）、锑（Stibium）等。20世纪50年代，锗（Ge）在半导体中占主导地位。由于锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差，20世纪60年代后期硅（Si）材料逐渐取代了锗（Ge）材料。用硅（Si）材料制造的半导体器件，具有较好的耐高温和抗辐射性能，而且特别适合大功率器件的制造。目前，硅（Si）材料已成为应用最多的半导体材料，绝大多数集成电路都是用硅（Si）材料制造的。

2.化合物半导体

化合物半导体是指由两种或两种以上元素组成的半导体材料。其种类很多，主要有砷化镓、磷化锢、锑化锢、碳化硅、硫化镉及镓砷硅等。其中砷化镓是制造微波器件和高频集成电路的重要材料。碳化硅具有抗辐射能力强、耐高温和化学稳定性好等特点，主要应用在航天技术领域。

3.无定形半导体材料

用做半导体的玻璃是一种非晶体无定形半导体材料，分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃两种。这类材料具有良好的开关和记忆特性和很强的抗辐射能力，主要用来制造阈值开关、记忆开关和固体显示器件。

电子科学与技术的研究领域中，对半导体材料的研究十分重视，特别是各种不同半导体材料的工程特性对现代电子技术有着十分重要的影响。不仅影响电子元器件的结构，还对电子系统的基本特性产生影响。在设计电子系统和集成电路时，必须十分注意所使用的半导体材料的特性和参数，以及这种材料的加工制造工艺对元器件工程参数和特性的影响。

1.4 工程中的电子器件

从应用的观点看，电子科学与技术的一个重要研究对象就是基本的半导体器件。在电子科学技术的研究领域中，无论是对量子力学、固体物理学和半导体物理学的研究，还是对电路系统和微电子技术的研究，其目的只有一个，就是为工程应用提供满足需要的电子器件。

在电子技术应用技术中，其研究对象为基本元件、器件及电路。研究的重点是电路分析和应用设计中元件特性的应用和改进。

在电子科学与技术中，所谓半导体器件，是指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。目前，半导体器件是各种电子系统的核心器件。

从电学特性上分，半导体器件可以分为有源器件和无源器件两种。从器件形式上分，半导体器件可以分为分立器件和集成电路器件。

1.有源器件和无源器件（1）无源器件

如果电子元器件工作时，其内部没有任何形式的电源，则这种器件叫做无源器件。

从电路性质上看，无源器件有两个基本特点：

① 自身或消耗电能，或把电能转变为不同形式的其他能量。

② 只需输入信号，不需要外加电源就能正常工作。

工程实际中使用的各种电阻器、电容器、电感器、变压器、各种机械开关、按键及连接电路使用的连接器件和导线，都属于无源器件。用半导体材料制造的半导体无源器件包括半导体二极管、半导体电阻器、半导体电容器等。其中半导体电阻器和电容器主要用在集成电路的设计制造中。此外，利用半导体材料制作的各种传感器也属于无源器件，如扩散硅压力敏感元件、光敏二极管等。（2）有源器件

如果电子元器件工作时，其内部有电源存在，则这种器件叫做有源器件。

从电路性质上看，有源器件有两个基本特点：

① 自身也消耗电能。

② 除了输入信号外，还必须要有外加电源才可以正常工作。

目前电子系统中使用的有源器件几乎都是半导体器件。半导体有源器件包括双极三极管、金属氧化物半导体晶体管（MOS）、结型场效应管（JEFT）、晶闸管（俗称可控硅）等。这些器件同时也是设计和制造集成电路的基本单元。各种用途的集成电路，都是由有源器件和无源器件组成的、具有特殊电路功能的半导体器件，因此，集成电路属于有源器件。

由有源器件和无源器件的基本定义可知，有源器件和无源器件对电路的工作条件要求和工作方式完全不同，因而使得这两大类的电子器件具有本质的区别。这一点应在电子科学与技术和应用电子技术的学习过程中特别注意。

2.分立器件和集成电路器件

从结构上划分，电子器件可分为分立器件和集成电路器件。

具有一定电压电流关系的独立器件，叫做分立器件。基本的无源分立器件包括电阻器、电容器、电感器、电子变压器、按键开关等。基本的半导体分立器件包括二极管、双极三极管、场效应管、晶闸管等。

将一个完整的电路采用集成制造技术制作在一个硅片上，组成具有特定电路功能和技术参数指标的器件，叫做集成电路器件。

分立器件与集成电路的本质区别是，分立器件只具有简单的电压电流转换或控制功能，不具备电路的系统功能；而集成电路则是一个完全独立的电路，具有完整的系统功能。1.4.1 有源器件

有源器件是电子电路的主要器件，从物理结构、电路功能和工程参数上，有源器件可以分为分立器件和集成电路两大类。图1.4-1是部分分立器件和集成电路的外形图。图1.4-1 部分分立器件和集成电路的外形图

有源器件的最大特点就是必须外加电源才能工作，这是设计电路和使用电子器件时必须十分注意的。

1.分立器件（1）双极三极管（Bipolar Transistor）。这是一种具有电流放大能力的半导体器件，是集成电路的基本元件之一。在外部电源和电路的支持下，双极晶体管相当于一个电流控制电流源。双极晶体管一般简称三极管。在物理结构上，三极管有三个电极。（2）场效应管（Field Effective Transistor）。利用电场效应形成电流放大的半导体器件，在外部电源和电路的支持下，场效应管相当于一个电压控制电流源。场效应管与三极管的外部结构十分相似，通常也有三个电极，但也有四个电极的场效应管，其中一个电极用于满足电路连接的特殊需要。（3）晶闸管（Thyristor）。工程实际中也把晶闸管叫做可控硅，是一种能通过大电流的电流控制电流型半导体开关器件。晶闸管的结构比较复杂，其功能是控制电流的通断，因此，晶闸管的电路功能与继电器或开关相似，通过弱小的信号控制较大的导通电流。但晶闸管不是通过触点实现电路连接，而是通过半导体的导电特性实现电路连接，因此，晶闸管是一种无触点开关器件。

2.模拟集成电路器件

模拟集成电路器件是用来处理随时间连续变化的模拟电压或电流信号的集成电路器件。由于信号处理的应用领域十分复杂，因此模拟集成电路的种类非常多。

基本模拟集成电路器件一般包括如下几种。（1）集成运算放大器（Operation Amplifier）。集成运算放大器简称运放，是一种具有良好工作特性、使用方便的集成电路器件。可用于信号放大、微分、积分、滤波等电路。运算放大器可分成通用、宽带、精密、差分和专用等不同类型。（2）电压比较器（Voltage Comparator）。这是一种用来比较两个输入电压大小的模拟集成电路。电压比较器能比较输入信号电压幅度大小，并根据两个信号电压的比较结果输出两种不同的直流电压信号。例如，当输入信号V>V时输出一个5V电压，其他情况下输出一ab个0V电压。（3）模拟乘/除法器（Multiplier/Divider）。模拟乘法器和除法器

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