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1、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
2、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。、，kT.Vbi = Fp Fn ln eNaNd2- niJ1.4 空间电荷区的宽度计算1/2W _ 2晨(V.+Vr)Na+Nd- e I NaNd 人NaXp ;1.5 PN结电容的计算-.1/2C=eSNaNd：2(Vbi+VR)(Na + Nd) 一 W第二章PN结二极管2.1 理想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，阻止了 电子与空穴的流动，因此p
3、n结上基本没有电流流动。 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。电荷的流动在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 理想PN结电流evaJ = Js lexpl I - 1A kT J 一 = eDp Pn。+ eDnnp0 = 2 1 / Dn + 1 I
4、D p ）p02.4 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区内的空穴数量也发生了变化。P区内的少子电子浓度 也经历了同样的过程，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2.5产生-复合电流的计算2.6 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
5、，反偏条件下结两侧的导带与价 带离得非常近，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，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。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
6、（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1fe d NbDbXb1NeDeXe晶体管的增益系数）1PEDELB tanh(XB/LB)nBoDBLE tanh(XE /Le)Ct Ts?cosh(XB / Lb)1121 -(Xb/Lb)2Js0.J r0eVBE2kT1 一二3.6 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
7、效应晶体管基础4.1 MOS结构怎么使半导体产生从堆积、耗尽到反型 的变化？ 反型：当在棚极加上更大的负电压时，与带和价带的 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 结果表明半导体表面是p型的，通过施加足够大的负 电压半导体表面已经从n型转为p型了。这就是半导 体表面的空穴反型层。4.2 MOS结构的平衡能带图（表面势、功函数和亲和 能）及平衡能带关系V 十中 =4VOX 0 s0 ms4.3 栅压的计算（非平衡能带关系）Vg =Vox ”s”ms4.4 平带电压的计算Qss4.5 阈值电压的计算*QSD(max) -QCOXss -2m
8、sf- f pQSD(max).= SD L + / + o4VFB 2 fpCOXQSD (max) = eNaXdTxdT4s% eNafpms,Eg2e fpCoxox tox-QSD (max)|-QCOXss ms fnQSD(max)VFB N f n COXqsd(max) = eNdxdT%ln*msE _f n2eYIICoxox tox4.6 MOS电容的计算C OX总的电容公式：C deplt : -OX xI OXxd最大电容:平带电容:最小电容:Cmax=COXcfb=_OXtOX二；OXt OX L tOXD飞；OXmin 二OXtOXxdT飞LDXdT4.7 MO
9、SFET勺工作原理是什么?4.8 电流电压关系(计算)N沟道：Id =W；ic0X2(Vgs -Vt)Vds -VD2sVDs(sat)=VGs-VTWJnCox 2WnC2Id (sat)：n oxVDS(sat) n ox (Vgs -Vt)22L2LP沟道：W4Cx2Id2p-2X2(VSG+VT)VSD-VS2DVSD(sat)|vSGTWpCox 2WCox2lD(sat) = pV2D(sat)=当一(Vsg +Vt)22L2L4.9 MOSFET勺跨与计算gmVgsId4.10 MOSFET勺等效电路（简化等效电路）4.11 MOSFET勺截止频率主要取决于什么因素?gm _ g
10、m2二（CgsT Cm） - 2 Cg（Vgs 二 Vt）2- L2第五章光器件5.1 电子-空穴对的产生率:g(x)二 L (x)h5.2 PN结太阳能电池的电流I = Il - Is exp(eV、1-1ikTJ I5.3 光电与计算e( n 1 p) p= e( n /p)Gl p5.4光电与增益5.5光电二极管的光电流JL=eGL(W+Lp + Ln)5.6 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效应晶体管：概念的深入6.1 MOSFET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- 安特性；（ 3）增益系数、频率响应。