半导体器件物理-复习重点.docx

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集中力在热平衡状态下，电场力与集中力相互平衡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〔这局部叫做载流子的集中〕， 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〔这局部叫做载流子的漂移〕，载流子的集中与漂移到达动态平衡，所以pn 结不加电压下呈电中性1.2 PN 结的能带图〔平衡和偏压〕无外加偏压，处于热平衡状态下，费米能级处处相等且恒定不变1.3 内建电势差计算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Vbi= f+f= lne çkTæ N Nöa dFpFnèn 2i÷ø1.4 空间电荷区的宽度计算W = êëé 2e(V + V ) æ Ns bieRç+ Nöù1/ 2a dèN Na d÷úøûN x = N xa p d n1.5 PN 结电容的计算C” =éêë2(ee N NV + V )(N + N )ù1/ 2es a dú=WsbiRadû其次章 PN 结二极管2.1 抱负 PN 结电流模型是什么？ 势垒维持了热平衡。

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 结上根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， 所以 pn 结内就形成了一股由 n 区到 p 区的电子和 p区到 n 区的空穴电荷的流淌在 pn 结内形成了一股电流过剩少子电子：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 p 区内，注入的电子增加了 p 区少子电子的浓度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é æ eV ö ùJ = Jêexpç a ÷ -1ús ë è kT ø ûeD pJ = p n0eD n+n p 0æ ö1NaDtnn01NdDtpp 0= en2 ç + ÷èøs L L i ç ÷p n2.4 PN 结二极管的等效电路〔集中电阻和集中电容的概念〕？集中电阻：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，则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，即集中电阻。

集中电容：在直流电压上加一个很小的沟通电压，随着外加正偏电压的转变，穿过空间电荷区注入到 n 区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，即集中电容2.5 产生-复合电流的计算J=ò WeRdx =en Wi2t0éêexpçæ eVarecö - 1ù÷0ëè 2kT øúû2.6 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格外近，以至于电子可以由 p 区直接隧穿到 n 区的导带即齐纳击穿雪崩击穿：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，增加到确定确实定程度时，并与耗尽区的原子电子发生碰撞，便会产生的电子空穴对，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，雪崩击穿占主导地位在电场的作用下，的电子与空穴会朝着相反的方向运动， 于是便形成了的电流第三章 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〕1g =+ ×p D L tanh( x1 E 0 E B B»+/ L ) NB 1 B1D x× B × B n D LB 0 B Etanh( xE/ L )EN D xE E Ea » 1 » 1T cosh(xBd »/ L )B11 + 12(x / L )2B B1 + Jr 0Js 0exp ç- BE ÷æ eV öè 2kT øa = ga dTb = a1 - a3.6 等效电路模型〔Ebers-Moll 模型和 Hybrid-Pi 模型〕〔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？第四章 MOS 场效应晶体管根底4.1 MOS 构造怎么使半导体产生从积存、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外表是 p 型的，通过施加足够大的负电压半导体外表已经从 n 型转为 p 型了。

这就是半导体外表的空穴反型层VOX 0+ fs 0= -fms4.2 MOS 构造的平衡能带图〔外表势、功函数和亲和能〕及平衡能带关系V = V+f +fG OX s ms4.3 栅压的计算(非平衡能带关系)4.4 平带电压的计算V= f-Q”FBmsCssOX4.5 阈值电压的计算*V =TNQ” (max) - Q”SDCOXss+fms+ 2f=Q”(max)SDf pC+V + 2fFB f pOXQ” (max) = eN xSD a dTö2æ 4e f 1÷x = çdT ès f pøeNaf = Vf p théæ N öèølnç na ÷iæ E öùf = êf - ç c + 2 g +f ÷úms ë m èeC = ox ox te f p øûV =TP- Q”SD(max) - Q”COXss+ fms- 2f= -Q”(max)SDf nCOX+ V - 2fFB f noxQ” (max) = eN xSD d dTö2æ 4e f 1÷x = çdT ès f nøeNdf = Vf n théæ N öèølnç nd ÷iæ E öù÷f = êfm - ç c + 2 gms- f úf në è e øûeC = ox ox tox4.6 MOS 电容的计算e总的电容公式：C” =depltOXOeXe+ OX xds最大电容： C”max= C”OX= OXete Vs theNaOXFB平带电容： C” =tOXeeOX L =e+ OX L ， DD4e fs f peNas最小电容： C”=mineeOX， xdT =et + OX xOX dTs4.7 MOSFET 的工作原理是什么？4.8 电流-电压关系〔计算〕 N 沟道：I= WmC[2(V -V )V-V ]D2Ln oxGST DS2DSV (sat ) = V - VDS GS TI (sat) =DWm Cn2Lox V 2 (sat) =DSWm Cn ox2L(V -V )2GSTV (sat ) = V + VSD SG TP 沟道：I =DWmCp2Lox [2(V + V )V -V 2 ]SGT SDSDI (sat) =DWm C2Lp ox V 2(sat) =Wm Cp ox (VSD2L+ V )2SG T4.9 MOSFET 的跨导计算g =m¶I¶VDGS4.10 MOSFET 的等效电路〔简化等效电路〕4.11 MOSFET 的截止频率主要取决于什么因素？f =T2p (CgmgsT+ C=)2pCgmMGf »Tm (V - V )n GS2 LpT2第五章 光器件5.1 电子-空穴对的产生率：aI (x)ng”(x) =hn5.2 PN 结太阳能电池的电流I = I- I éexpæ eV ö - ùê ç ÷ 1úL s ë è kT ø ûDs = e(m + m )dp = e(m + m )G tn p n p L p5.3 光电导计算5.4 光电导增益G =phIeG ALLL= æt p ö(1+ mp )ç t ÷èmnøn5.5 光电二极管的光电流J = eG (W + L + L )L L p n5.6 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〕第六章 MOS 场效应晶体管：概念的深入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） 构造造、能带构造〔势垒〕、电路构造〔等效。