2022年半导体器件物理_复习重点.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第一章 PN 结1.1 PN 结是怎么形成的？耗尽区：正由于空间电荷区内不存在任何可动的电荷,所以该区也称为耗尽区；空间电荷边缘存在多子浓度梯度,多数载流子便受到 了一个扩散力；在热平稳状态下,电场力与扩散力相 互平稳；p 型半导体和 n 型半导体接触面形成pn 结,p 区中有大量空穴流向 n 区并留下负离子, n 区中有大量电子 流向 p 区并留下正离子 （这部分叫做载流子的扩散） ,正负离子形成的电场叫做空间电荷区,正离子阻碍电 子流走,负离子阻碍空穴流走（这部分叫做载流子的 漂移）,载流子的扩散与漂移达到动态平稳,所以

2、pn 结不加电压下呈电中性；1.2 PN 结的能带图（平稳和偏压）无外加偏压,处于热平稳状态下,费米能级到处相等 且恒定不变；1.3 内建电势差运算N 区导带电子试图进入p 区导带时遇到了一个势垒,这个势垒称为内建电势差；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - V biFpFnkTlnNa学习必备欢迎下载Nden i21.4 空间电荷区的宽度运算Wax2sV biVRNaaNd1/2px nNdeNNNd1.5 PN 结电容的运算C2 V biesNaNdNd1/2sVRNaW其次章 PN 结二极管2.1 抱负 PN结电

3、流模型是什么？势垒维护了热平稳；反偏： n 区相对于 p 区电势为正,所以 n 区内的费米能级低于 p 区内的费米能级,势垒变得更高,阻挡了电子与空穴的流淌,因此pn 结上基本没有电流流淌；正偏： p 区相对于 n 区电势为正,所以 p 区内的费米能级低于 n 区内的费米能级,势垒变得更低,电场变低了,所以电子与空穴不能分别滞留在n 区与 p 区,名师归纳总结 所以 pn 结内就形成了一股由n 区到 p 区的电子和 p第 2 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载区到 n 区的空穴；电荷的流淌在 pn 结内形成了一股电流；

4、过剩少子电子：正偏电压降低了势垒,这样就使得 n区内的多子可以穿过耗尽区而注入到 电子增加了 p 区少子电子的浓度；p 区内,注入的2.2 少数载流子分布（边界条件和近似分布）2.3 抱负 PN结电流JJsexpeV anp01en i 21Dn1DpkTJseDppn0eD nLpLnNan0Ndp02.4 PN结二极管的等效电路（扩散电阻和扩散电容的 概念）？扩散电阻：在二极管外加直流正偏电压,再在直流上 加一个小的低频正弦电压,就直流之上就产生了个叠 加小信号正弦电流,正弦电压与正弦电流就产生了个 增量电阻,即扩散电阻；扩散电容：在直流电压上加一个很小的沟通电压,随 n 区 着外加正偏电

5、压的转变,穿过空间电荷区注入到内的空穴数量也发生了变化；P 区内的少子电子浓度也经受了同样的过程, n 区内的空穴与 p 区内的电子充放电过程产生了电容,即扩散电容；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2.5 产生- 复合电流的运算JrecWeR dxen iWexpeV a10202 kT2.6 PN 结的两种击穿机制有什么不同？齐纳击穿 : 重掺杂的 pn 结由于隧穿机制而发生齐纳击 穿；在重掺杂 pn 结内,反偏条件下结两侧的导带与价带离得特别近,以至于电子可以由p 区直接隧穿到n区的导带；即

6、齐纳击穿；雪崩击穿：当电子或空穴穿越空间电荷区时,由于电 场的作用,他们的能量会增加,增加到肯定的肯定程 度时,并与耗尽区的原子电子发生碰撞,便会产生新 的电子空穴对,新的电子空穴又会撞击原子内的电子,于是就发生了雪崩击穿；对于大多数 pn 结来说,雪崩击穿占主导位置； 在电场 的作用下,新的电子与空穴会朝着相反的方向运动,于是便形成了新的电流；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第三章 双极晶体管3.1 双极晶体管的工作原理是什么？3.2 双极晶体管有几种工作模式,哪种是放大模式？正向有源,反向有

7、源,截止,饱和；3.3 双极晶体管的少子分布（图示）3.4 双极晶体管的电流成分（图示）,它们是怎样形 成的？正向有源时同少子分布；3.5 低频共基极电流增益的公式总结（分析如何提高 晶体管的增益系数）T1pE0DELB1/LB/1BNB1Bx Btanhx BDEEEnB0DBLEtanhx E/LNDx E1LB111L2coshxB/xB211Jr0expeV BEJ2kTs0T1名师归纳总结 3.6 等效电路模型 （Ebers-Moll模型和 Hybrid-Pi模第 5 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载型）（

8、画图和简述）3.7 双极晶体管的截止频率受哪些因素影响？基区渡越时间；利用有内建电场的缓变掺杂基区；3.8 双极晶体管的击穿有哪两种机制？名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第四章 MOS场效应晶体管基础 4.1 MOS 结构怎么使半导体产生从积累、耗尽到反型 的变化？反型：当在棚极加上更大的负电压时,导带和价带的 弯曲程度更加明显了,本证费米能级已经在费米能级 的上方了,以至于价带比导带更接近费米能级,这个结果说明半导体表面是 电压半导体表面已经从 体表面的空穴反型层；p 型的,通过施加足够大的负

9、 n 型转为 p 型了；这就是半导4.2 MOS 结构的平稳能带图（表面势、功函数和亲和能）及平稳能带关系VOX0s0ms4.3 栅压的运算 非平稳能带关系 VGV OXsms4.4 平带电压的运算V FBmsQssC OX4.5 阈值电压的运算 * 名师归纳总结 V TNQSDmaxQssms2fpQSDmaxV FB2fp第 7 页,共 12 页x dTCOXC OXQ SDmaxeN a- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - x dT4sfp1学习必备欢迎下载2eNafpV ln thNafpms2fnQSDmaxV FB2fnn imsmEg2eCo

10、xoxmaxQsstoxQSDV TPC OXC OXmaxQ SDeN dx dT14sfx dTn2eNdfnNdfnV lnn iEgmsm2 eCoxoxtox4.6 MOS电容的运算总的电容公式：CdepltOXOXxdOXs名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 最大电容：CmaxCOX学习必备欢迎下载OXtOX平带电容：CFBtOXOXLD,LDs V thOXeNas最小电容：C mintOXOXx dT,xdT4sfpOXeNas4.7 MOSFET的工作原理是什么？4.8 电流- 电压关系（运算）N沟

11、道：IDWnCox2 V GSV T V DSWV2 DS V GSV T22 LVDSsatV GSV TsatnCoxWnCox2 V DSIDsat2L2LP沟道：IDWpCox2 VSGV T VSDV SD 2 V SGV T22LVSDsatV SGV TWpCoxIDsat WpCox2 V SDsat2L2L4.9 MOSFET的跨导运算gmIDV GS4.10 MOSFET的等效电路（简化等效电路）名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载4.11 MOSFET的截止频率主要取决于什么因

12、素？名师归纳总结 fT2ngmCM2gmG第 10 页,共 12 页CgsTCfT V GSV T22 L- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第五章 光器件5.1 电子- 空穴对的产生率：gxIxh5.2 PN 结太阳能电池的电流IILIsexpeV1kT5.3 光电导运算e nppe npGLp5.4 光电导增益phILtp1peG LALnn5.5 光电二极管的光电流JLeG L WLpLn5.6 PIN 二极管怎么提高光电探测效率？5.7 发光二极管的内量子效率主要取决于哪些因素？5.8 PN结二极管激光器怎样实现粒子数反转（借助于能带图说明）名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第六章 MOS场效应晶体管：概念的深化 6.1 MOSFET按比例缩小理论（恒定电场缩小）,哪些 参数缩小,哪些参数增大？6.2 结型场效应晶体管的工作原理是什么？它有什么 特点6.3 设计一种半导体器件,说明其工作原理；（1）结结构、 能带结构（势垒） 、电路结构（等效） ；（2）载流子分布、电流形成机制、伏（3）增益系数、频率响应；- 安特性；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页