半导体器件物理 复习重点

标准 第一章 PN结 1.1 PN结是怎么形成的？ 耗尽区：正因为空间电荷区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。在热平衡状态下，电场力与扩散力相互平衡。 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 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，这个势垒称为建电势差。 文案． 标准 ??NNklFbFi 1.4 空间电荷区的宽度计算 21/?????N2N(V?V)???dasRbi ?W????eNN????dax?NNx nadp 1.5 PN结电容的计算 21/????NeN ssad?C ???WN2(V?V)(N?)??bidRa PN结二极管第二章 结电流模型是什么？理想2.1PN 势垒维持了热平衡。区的费米能np区电势为正，所以区相对于反偏：n区的费米能级，势垒变得更高，阻止了电子p级低于 pn结上基本没有电流流动。与空穴的流动，因此区的费米能p区电势为正，所以p区相对于n正偏：电场变低了，势垒变得更低，级低于n区的费米能级，区，所以区与p所以电子与空穴不能分别滞留在nn区到区的电子和区到结就形成了一股由pnnpp 文案． 标准 结形成了一股电流。pn区的空穴。电荷的流动在n过剩少子电子：正偏电压降低了势垒，这样就使得区，注入的电子p区的多子可以穿过耗尽区而注入到 区少子电子的浓度。增加了p 少数载流子分布（边界条件和近似分布）2.2 结电流2.3 理想PN??eV??aexp??J1J???? s kT??????DeDneDpD11??p0npn0p2n???Jen? ??is??NLLN??0p0npand2.4 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，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，即扩散电阻。 扩散电容：在直流电压上加一个很小的交流电压，随着外加正偏电压的改变，穿过空间电荷区注入到n区的空穴数量也发生了变化。P区的少子电子浓度也经历了同样的过程，n区的空穴与p区的电子充放电过程产生了电容，即扩散电容。 2.5 产生-复合电流的计算 文案． 标准 ??eVenW??eexdrek0 2.6 PN结的两种击穿机制有什么不同？结由于隧穿机制而发生齐纳击重掺杂的pn齐纳击穿:结，反偏条件下结两侧的导带与价pn穿。在重掺杂n区直接隧穿到带离得非常近，以至于电子可以由p 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，增加到一定的一定程度时，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的电子， 于是就发生了雪崩击穿。结来说，雪崩击穿占主导地位。在电对于大多数pn新的电子与空穴会朝着相反的方向运动，场的作用下，于是便形成了新的电流。 文案． 标准 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） 11? ?? xDpDLN)/Ltanh(xBBBBE0EBB???1??1 xDN)LLnDtanh(x/EEEEEEB0B11??? T1 )/Lcosh(x2)/L(x?1BB BB21?? JeV?? 0rBE?p1?ex?? J2kT??0s????? T??? ??13.6 等效电路模型（Ebers-Moll模型和Hybrid-Pi 文案． 标准 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？ 文案． 标准 场效应晶体管基础 第四章MOS耗尽到反型结构怎么使半导体产生从堆积、4.1 MOS 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，这个型的，通过施加足够大的负p结果表明半导体表面是这就是半导型了。电压半导体表面已经从n型转为p 体表面的空穴反型层。结构的平衡能带图（表面势、功函数和亲和4.2 MOS 能）及平衡能带关系???V?? mss0OX0) 非平衡能带关系4.3 栅压的计算(???V??V msGsOX4.4 平带电压的计算 Q ?ss?V? msFBCOX4.5 阈值电压的计算* Q (max)?Q Q (max)SDSDss???2???V?2??V pFBfmspfTNCCOXOX x?eN(max) QdTaSD 文案． 标准 1??4 ??2psf???x?? dTeN??a??N???aln?V?? thfpn??i??E??g?????????????? pfmsme2?????ox?C oxtox (max)Q (max)?Q Q?SDSDss???2????V???2VnmsfnTPFBfCCOXOX x (max)?eNQdTSDd1??4?? 2nsf???x?? dTeN??d??N???dlnV??? thnfn??i??E??g?????????????? nmmsfe2????? ox?C oxtox 电容的计算4.6 MOS ?OX?C 总的电容公式?depl ：OXxt?dOX?s 文案． 标准 ?最大电容：OX?CC ? OmaO??OC平带电容：ths?F，DeO?O???O 最小电容：psf?mindTeO?dOs 4.7 MOSFET的工作原理是什么？ -电压关系（计算）4.8 电流 N沟道： ?CW 2oxn]?)?VV?V[2(VIDSTDGSDSL2 Vsat)?V?V(TDSGS ??CCWW 22oxnoxn)?V(?V(sat)?V)I(satTDGSDSL22L 沟道：P ?CW oxp2]V?I?VV)V?[2(SDSDSGDTL2 V)?V?satV(TSDSG ??CCWW oxoxpp22)V(?V(?sat)V?sat(I)TDSDSGL2L2 4.9 MOSFET的跨导计算 I?D?g mV?GS 4.10