清华大学微电子半导体物理期末考题 邓宁解读

发信人: blackeye (黑眼), 信区: Pretest

标题: 半导体期末题

发信站: FreeE&E (Fri Jul 2 10:05:20 1999), 转信

1.名词解释

平带电压；

光生伏特效应；

电子阻挡层。

2.C-V曲线

1）解释理想情况的；

2）算有功函数差和SI02电荷的平带电压；

3）解释有界面态的C-V曲线。

3.画异质结能带图，求出Vd和势垒的高度。

4.解释本征吸收限；

解释直接跃迁吸收，间接跃迁吸收；

解释本征吸收限和温度的关系；

解释为什么在一定的能量吸收系数陡峭上升。

发信人: thirteen (饿红坦克), 信区: Pretest

标题: 田奶奶2005年1月12日考题——半导体

发信站: 自由空间 (Wed Jan 12 17:32:53 2005), 站内

A卷

一。选择题

1。掺有磷的硅晶体中再掺入硼，电导率的变化如何（变大，变小，不变）

2。温度升高，pn结反向电流的变化（大，小，不变）

3。光照n型肖特基结，半导体一侧势垒高度变化（大，小，不变），金属一侧的势垒高度的变化（大，小，不变）

4。两种半导体除掺杂浓度不同Nd1>Nd2，其他都相同，求时间常数的关系（>.<,相等）

5。pn结通正向小电流时，计算值比实验值小，求在分析的时候忽略了什么（势垒区的复合电流，产生电流）

6。硅电子受光子激发，发生本征跃迁，下列那种说法错误（能量相等，波矢变，波矢不变）7。功函数为Wm的金属与Ws的半导体，Wm>Ws，将形成（电子阻挡层，电子反阻挡层，空穴阻挡层，空穴反阻挡层）

8。空穴与价带顶空态电子的速度（不同，相同），波失（不同，相同）

二。简答题

1。温度不同，吸收限不同的原因。300k时Ge在0.8eV处吸收系数陡峭上升，原因是什么（见书中P280的图10.7）

2。Ge和Si的散射机构是什么？温度升高，分别怎样变化

3。准热平衡以及准费米能的含义

三。Ge,Si的异质pn结，Ge为p型，Si为n型

已知两者的功函数，禁带宽度，X，以及Ef-Ev,Ed-Ef

请画出能带图。

四。单一受主的p型半导体，试推导：在低温弱电离情况下，dEf/dT的表达式

五。n型半导体，失主浓度满足以下关系Nd=No*exp(-x/L)

求： 1.内建电场表达式

2.求电位以及能带图

3.证明爱因斯坦关系

六。杂质补偿型半导体Si,Na=10^15/cm^3,Ef与Ed重合，平衡载流子n0=5*10^15/cm^-3，gd=2,ni=1.5*10^10/cm^-3，求：

1.平衡时少子的浓度

2.Si中的施主杂质浓度Nd

3.电离杂质和中性杂质的浓度

七。

---------------------------

/ / /

/ 光照 / /

/ / /

--------------------------

x<0 x=0 x>0

p型半导体，光照在体内均匀吸收，产生率为G, 求n(x)

发信人: smallsheep (小羊), 信区: Pretest

标题: 田立林－半导体物理 2004.1.12

发信站: 自由空间 (Wed Jan 12 17:24:45 2005), 站内

奶奶这次还算厚道呵呵。

简答题：

1.解释那个“肩形”图，为什么300K比77K本征吸收限低，为什么会有陡峭上升的那段。

2.Ge Si中的主要散射结构，他们的散射几率随温度怎么变

3.什么是准热平衡，什么是准费米能级。

计算：

1.推导出底低温弱电离时。只含一种受主的P型Si中EF随温度的变化率。

2.ND=N0exp(-x/a),求出电场强度，电势分部，并做图，最后证明爱因斯坦关系。

3.

4.

跟作业类似。不说啦。

天空题其它人补充吧。呜.............

发信人: gshh (我不是牛人), 信区: Pretest

标题: 1字班半导体（微）期末试题（部分）

发信站: 自由空间 (2004年01月03日10:31:17 星期六), 站内信件

一。简要说明

pn结势垒电容和扩散电容；

简并半导体和非简并半导体

光生伏特效应

二。填空（不全）

1。Si中两种主要散射机构__和__，前者迁移率随温度升高而__，后者迁移率随温度升高而__。

2。补偿p型Si，电中性条件。低温弱电离__，强电离__，本征区__

3。两个n型半导体形成同型异质结，Egaχb,Wa>Wb,平衡时，ΔEc=__,ΔEv=__

,Vd=__，画出能带图。

4。半导体中的光吸收类型有__,__,__,__,__

三。书上5。7题

四。画n型MOS C-V特性曲线

1。理想情况，标出平带电容

2。考虑功函数，Wm>Ws

3。考虑二氧化硅层中的正电荷

4。考虑界面态

5。已知Wm=4.6eV,Ws=4.3ev,Qi=10^12/cm^2， Ci=10^-7F/cm^2,q=1.6*10^-19C,

求平带电压

发信人: gshh (我不是牛人), 信区: Pretest

标题: Re: 1字班半导体（微）期末试题（部分）

发信站: 自由空间 (2004年01月03日12:40:40 星期六), 站内信件

五。MIS能带图(画的不好，见笑了)，给出Ea,Eb,Ec-Ef,Ec-Ei的能量值，

其中半导体为GaAs，给了KB*T,ni

___

∧ |\

|| | \ ___

Ea | |___Eb

|| | |\

∨ | | `'--------------------Ec

Efm-----------| |-----------------------Ef

| |\

| | `'--------------------Ei

| |

| |\

| | `'--------------------Ev

-----------------|---|---------------------->

0 dsc x

1。定性画出半导体部分的电势，以体内为电势零点

2。定性画出半导体部分的电场

下面为选择题

3。半导体是否处于热平衡状态

4。GaAs掺杂浓度

5。半导体所处状态：积累，平带，耗尽，反型

6。外加栅压Vg

7。功函数差Vms

8。平带电压

发信人: Ifisham (阿福), 信区: Pretest

标题: [半导体物理][微][简答题]（2003-1）

发信站: 自由空间 (2003年01月12日10:43:50 星期天), 站内信件

1.什么是施主杂质？

2.什么是受主杂质？

3.什么是电中性杂志，它的作用？

4.缺陷对半导体导电性的影响。单极性半导体CdS中有S2-空位。问他是什么导电类型？如何解释?

5.深能级杂质的作用？

发信人: Pretest (我是匿名天使), 信区: Pretest

标题: Re: 半导体物理-IM

发信站: 自由空间 (2002年01月10日14:15:50 星期四), 站内信件

2002年1月10日半导体物理考题（A卷）(微)

*********************************************************************

*********************************************************************

一、选择（15分）

1、下列那种情况下有载流子的净产生？

A）在平衡PN结的势垒区中

B）在正向PN结的势垒区中

C）在反向PN结的势垒区中

D）在正向PN结的扩散区中

E）在反向PN结的扩散区中

2、温度升高，电离杂质散射决定的迁移率将______。

A）增大 B）减小 C）不变 D）不确定

3、反向偏压增大时，PN结势电容将______。

A）增大 B）减小 C）不变 D）不确定

4、耗尽层近似是指______。

A）n≠0p≠0 B）n=0 p≠0 C）n≠0 p=0 D）n=0 p=0

二、任选3题作简要回答（15分）

1、什么是非简并半导体？什么是简并半导体？

2、过剩载流子寿命的含义。

3、通过霍尔系数的测量能够测定哪些半导体材料系数？

4、扩散长度的物理意义。

三、证明热平衡PN结费米能级处处相等。（15分）

提示：流过热平衡PN结x处的电子电流密度和空穴电流密度均为零。

四、图是室温下半导体硅样品的能带图。（20分）

1）定性画出半导体中电势随x的变化。

2）定性画出半导体中电场随x的变化。

3）定性画出半导体中载流子浓度随x的变化。

____________

/ \

____________/ \

,----------, \____________ Ec

_____________l____________l______________ Ef

------------' ____________ i

/ \ '------------ Ei

____________/ \

\____________ Ec

─────┼┼─────┼-┼─────→ x

A B C D

五、（20分）

光照一n型Si样品，在体内均匀产生过剩载流子。电子-空穴对的产生率为

10^18/cm^3·s,设样品的寿命为1μs，表面（光照面）的复合速度为200cm/s。1）求过剩少子的分布Δp(x)；

2）单位时间单位面积在表面复合的空穴数。

（设样品的厚度>>载流子扩散长度，kT=0.026ev，空穴迁移率μp=500cm^2/V·s）

六、(15分)

Au在Si中存在一个施主能级E[D]和一个受主能级E[A]，E[D]位于禁带下半部，E[D]-E[A]=0.35ev，E[A]位于禁带上半部，E[C]-E[A]=0.54ev，现有一掺Au的强

n型Si，施主浓度N[D]=10^17/cm^3，Au的浓度N[Au]=10^14/cm^3。

1）求室温费米能级位置；

2）光照射该样品并被体内均匀吸收。电子-空穴对产生率δG=10^22/cm^3，

计算准费米能级位置。

已知：室温：kT=0.026ev,Nc=2.9*10^19/cm^3,Nv=1.06*10^19/cm^3；

载流子热运动速度Vn=Vp=10^7 cm/s；

Si中Au的俘获截面δ[n 0]=5*10^(-16) cm^2,

δ[p -]=10*10^(-16) cm^2,

δ[n +]=35*10^(-16) cm^2,

δ[p 0]=1*10^(-16) cm^2；

本征载流子浓度n[i]=1.5*10^10/cm^3；

δ=r/v,τ[n0]=1/(r[n]·Nr),τ[p0]=1/(r[p]·Nr)。

发信人: mrdragon (小龙|我心中的eileen), 信区: Pretest

标题: 半导体物理（微）

发信站: 自由空间 (2002年06月03日12:52:40 星期一), 站内信件

概念非常的多，需要对物理过程理解的比较好

但是基本都是书本上的

给几个例子：

解释光生伏特效应

肖特级结两种理论(电子发射，扩散)

C-V曲线(比较不同情况，比如氧化层厚度不同，掺杂不同)

解释吸收光谱

计算体一般是一道作业

师弟师妹们一定要好好做作业亚

微所，田立林老师。

注重基础概念，精华区里面还有一些题。

除此之外，请v7的ggjj们补充。

发信人: cyberboy (开水超人), 信区: Pretest

标题: 半导体物理猜题(个人意见,仅供参考,概不负责)

发信站: 自由空间 (2001年06月18日18:11:01 星期一), 站内信件

没有去答疑，自己乱猜的。

1.由E-k关系求电子速度，有效质量等东西；

2.霍尔效应的计算题；

3.画MOS能带图（其它地方不太可能出能带图了），

求平带电压、域值电压等，包括解释概念；

4.CV特性，温偏法（BT法）；

5.光电导的题目，第十章和第五章的结合；

6.解释光吸收谱图，比如那个“肩形”。

发信人: yeshao (叶少·凡事不放弃), 信区: Pretest

标题: 半导体考题

发信站: 自由空间 (2001年06月19日17:59:14 星期二), 站内信件

大题：

BT法；

然后是一道作业题，10.5吧。

名词解释：

Si的本征吸收谱；

界面态电容；

简并半导体；

复合吸收截面。

然后是n型Si MOS的强反型能带图。

题空很多是第二章的东西，有Si,Ge的能带。

读书的好处

1、行万里路，读万卷书。

2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、读书破万卷，下笔如有神。

4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文

5、少壮不努力，老大徒悲伤。

6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿

7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。

8、读书要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。

10、一日无书，百事荒废。——陈寿

11、书是人类进步的阶梯。

12、一日不读口生，一日不写手生。

13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基

14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游

15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德

16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿

17、学习永远不晚。——高尔基

18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向

19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子

20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根

清华大学微电子学本科生培养

首页->人才培养->本科生培养 一、简介 微纳电子系本科生一级学科名称为电子科学与技术，二级学科名称为微电子学。共有2003级本科生92人，2004级本科生66人，2005级本科生67人。2007年微纳电子系开设了21门本科生课程，其中专业核心课8门，专业限选课5门，平台课2门，专业任选课4门，新生研讨课2门。 二、课程设置 ?课程编号：30260093 课程名称：固体物理学 课程属性：专业核心课 任课教师：王燕 内容简介：固体物理学是固体材料和固体器件的基础。该课程主要研究晶体的结构及对称性，晶体中缺陷的形成及特征，晶格动力学，能带理论的基础知识以及晶体中的载流子输运现象等。是微纳电子专业的核心课。 ?课程编号：40260103 课程名称：数字集成电路分析与设计 课程属性：专业核心课 任课教师：吴行军 内容简介：本课程从半导体器件的模型开始，然后逐渐向上进行，涉及到反相器，复杂逻辑门（NAND，NOR，XOR），功能模块（加法器，乘法器，移位器，寄存器）和系统模块（数据通路，控制器，存储器）的各个抽象层次。对于这些层次中的每一层，都确定了其最主要的设计参数，建立简化模型并除去了不重要的细节。 ?课程编号：40260173

课程名称：数字集成电路分析与设计（英） 课程属性：专业核心课 任课教师：刘雷波 内容简介：数字集成电路的分析与设计，包括：CMOS反相器、组合和时序逻辑电路分析与设计、算术运算逻辑功能部件、半导体存储器的结构与实现、互连线模型与寄生效应的分析。并介绍常用数字集成电路的设计方法和流程。 ?课程编号：30260072 课程名称：微电子工艺技术 课程属性：专业核心课 任课教师：岳瑞峰 内容简介：本课程授课目的是使学生掌握微电子制造的各单项工艺技术，以及亚微米CMOS集成电路的工艺集成技术。本课程讲授微电子制造工艺各单项工艺的基本原理（包括氧化、扩散、离子注入、薄膜淀积、光刻、刻蚀、金属化工艺等），并介绍常用的工艺检测方法和MEMS加工技术、集成电路工艺集成技术和工艺技术的发展趋势等问题。另通过计算机试验，可学习氧化、扩散、离子注入等工艺设备的简单操作和模拟。 ?课程编号：40260033 课程名称：模拟集成电路分析与设计 课程属性：专业核心课 任课教师：王自强 内容简介：本课程介绍模拟集成电路的分析与设计方法，帮助学生学习基础电路理论，实现简单的模拟集成电路。课程分成3个部分：电路理论知识、电路仿真和版图介绍。课程以讲述电路理论为主，通过电路仿真对电路理论加以验证，最后介绍版图、流片方面的内容，使学生对全定制集成电路的设计流程有初步了解。 ?课程编号：40260054

清华大学《模拟电子技术基础》习题解答与答案

第一章 半导体基础知识 自测题 一、（1）√ （2）× （3）√ （4）× （5）√ （6）× 二、（1）A （2）C （3）C （4）B （5）A C 三、U O1≈1.3V U O2＝0 U O3≈－1.3V U O4≈2V U O5≈2.3V U O6≈－2V 四、U O1＝6V U O2＝5V 五、根据P CM ＝200mW 可得：U CE ＝40V 时I C ＝5mA ，U CE ＝30V 时I C ≈6.67mA ，U CE ＝20V 时I C ＝10mA ，U CE ＝10V 时I C ＝20mA ，将改点连接成曲线，即为临界过损耗线。图略。 六、1、 V 2V mA 6.2 A μ26V C C CC CE B C b BE BB B =-====-= R I U I I R U I β U O ＝U CE ＝2V 。 2、临界饱和时U CES ＝U BE ＝0.7V ，所以 Ω ≈-= == =-= k 4.45V μA 6.28mA 86.2V B BE BB b C B c CES CC C I U R I I R U I β 七、T 1：恒流区；T 2：夹断区；T 3：可变电阻区。 习题 1.1（1）A C （2）A （3）C （4）A 1.2不能。因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.3V 时管子会因电流过大而烧坏。 1.3 u i 和u o 的波形如图所示。 t t u u O O i o /V /V 1010

1.4 u i 和u o 的波形如图所示。 1.5 u o 1.6 I D ＝（V －U D ）/R ＝ 2.6mA ，r D ≈U T /I D ＝10Ω，I d ＝U i /r D ≈1mA 。 1.7 （1）两只稳压管串联时可得1.4V 、6.7V 、8.7V 和14V 等四种稳压值。 （2）两只稳压管并联时可得0.7V 和6V 等两种稳压值。 1.8 I ZM ＝P ZM /U Z ＝25mA ，R ＝U Z /I DZ ＝0.24～1.2k Ω。 1.9 （1）当U I ＝10V 时，若U O ＝U Z ＝6V ，则稳压管的电流为4mA ，小于其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。故 V 33.3I L L O ≈?+= U R R R U 当U I ＝15V 时，由于上述同样的原因，U O ＝5V 。 当U I ＝35V 时，U O ＝U Z ＝5V 。 （2）=-=R U U I )(Z I D Z 29mA ＞I ZM ＝25mA ，稳压管将因功耗过大而损坏。 1.10 （1）S 闭合。 （2）。，Ω=-=Ω≈-=700)V (233)V (Dm in D m ax Dm ax D m in I U R I U R t t

清华大学微电子本科生培养课程设置.

一、简介 微纳电子系本科生一级学科名称为电子科学与技术,二级学科名称为微电子学。 二、课程设置 课程编号:30260093 课程名称:固体物理学 课程属性:专业核心课开课学期:09秋 任课教师:王燕 内容简介:固体物理学是固体材料和固体器件的基础。该课程主要研究晶体的结构及对称性,晶体中缺陷的形成及特征,晶格动力学,能带理论的基础知识以及晶体中的载流子输运现象等。是微纳电子专业的核心课。 课程编号:40260103 课程名称:数字集成电路分析与设计 课程属性:专业核心课开课学期:09秋 任课教师:吴行军 内容简介:本课程从半导体器件的模型开始, 然后逐渐向上进行, 涉及到反相器, 复杂逻辑门 (NAND , NOR , XOR , 功能模块(加法器,乘法器,移位器,寄存器和系统模块(数据通路,控制器,存储器的各个抽象层次。对于这些层次中的每一层,都确定了其最主要的设计参数,建立简化模型并除去了不重要的细节。 课程编号:40260173 课程名称:数字集成电路分析与设计(英 课程属性:专业核心课开课学期:09秋 任课教师:刘雷波

内容简介:数字集成电路的分析与设计,包括:CMOS 反相器、组合和时序逻辑电路分析与设计、算术运算逻辑功能部件、半导体存储器的结构与实现、互连线模型与寄生效应的分析。并介绍常用数字集成电路的设计方法和流程。 课程编号:30260072 课程名称:微电子工艺技术 课程属性:专业核心课开课学期:09秋 任课教师:岳瑞峰 内容简介:本课程授课目的是使学生掌握微电子制造的各单项工艺技术, 以及亚微米 CMOS 集成电路的工艺集成技术。本课程讲授微电子制造工艺各单项工艺的基本原理(包括氧化、扩散、离子注入、薄膜淀积、光刻、刻蚀、金属化工艺等,并介绍常用的工艺检测方法和 MEMS 加工技术、集成电路工艺集成技术和工艺技术的发展趋势等问题。另通过计算机试验,可学习氧化、扩散、离子注入等工艺设备的简单操作和模拟。 课程编号:40260054 课程名称:半导体物理与器件 课程属性:专业核心课开课学期:09春 任课教师:许军 内容介绍:主要讲授半导体材料的基本物理知识,半导体器件的工作原理以及现代半导体器件的新进展。主要内容包括:半导体中的电子态和平衡载流子统计,载流子的输运(非平衡载流子,产生和复合,载流子的漂移、扩散,电流连续性方程, PN 结二极管和双极型晶体管,场效应晶体管,半导体光电器件,纳电子器件基础。 课程编号:40260033 课程名称:模拟集成电路分析与设计 课程属性:专业核心课开课学期:09春 任课教师:王自强

清华考研辅导班-2020清华大学832半导体器件与电子电路考研真题经验参考书

清华考研辅导班-2020清华大学832半导体器件与电子电路考研真题 经验参考书 清华大学832半导体器件与电子电路考试科目，2020年初试考试时间为12月22日下午14:00-17:00进行笔试，清华大学自主命题，考试时间3小时。 一、适用院系及专业 清华大学026微电子与纳电子学系085400电子信息专业学位 二、考研参考书目 清华大学832半导体器件与电子电路2019年没有官方指定的考研参考书目，盛世清北根据专业老师指导及历年考生学员用书，推荐使用如下参考书目： 《电子线路基础》高教出版社，1997 高文焕，刘润生 《数字电子技术基础》高等教育出版社，第4版阎石 《半导体物理与器件》（第三版）电子工业出版社，ISBN: 7-121-00863-7 (美) Donald A. Neamen著; 赵毅强, 姚素英, 谢晓东等译 盛世清北建议： 参考书的阅读方法 目录法：先通读各本参考书的目录，对于知识体系有着初步了解，了解书的内在逻辑结构，然后再去深入研读书的内容。 体系法：为自己所学的知识建立起框架，否则知识内容浩繁，容易遗忘，最好能够闭上眼睛的时候，眼前出现完整的知识体系。 问题法：将自己所学的知识总结成问题写出来，每章的主标题和副标题都是很好的出题素材。尽可能把所有的知识要点都能够整理成问题。 三、考研历年真题 2018年清华大学832半导体器件与电子电路考研真题（回忆版） 今年的题整体来看与往年风格略不同 半器四道题 证明费米能级 给半导体掺杂浓度算内建电场，画载流子分布 画n+n结的能带图计算接触电势 老生常谈的mos管电流计算

数电4道题 给真值表化简并画电路图 3-8译码＋数据选择器的真值表 求一个组合逻辑的表达式并画状态转换图 最要吐槽的就是这个！流水线给延时求周期 模电也与往年风格略不同 3道题 分别是电流镜、集成运放以及波特图。 2010年清华大学832半导体器件与电子电路考研真题（回忆版） 选择天空全是半导体与电子器件的概念 大题： 1、算二极管参数 2、算MOS阈值电压 3、MOS放大2级算静态工作电流电压增益米勒电容去零点电阻 4、负反馈 5、集成预防搭电路 6、二进制数反补原+ 运算 7、卡诺图 8、2个电阻2个非门组合问工作原理电压传输曲线正负阈值电压 9、D触发器时序图 10、画COMS 异或门 盛世清北建议： 认真分析历年试题，做好总结，对于考生明确复习方向，确定复习范围和重点，做好应试准备都具有十分重要的作用。分析试题主要应当了解以下几个方面：命题的风格（如难易程度，是注重基础知识、应用能力还是发挥能力，是否存在偏、难、怪现象等）、题型、题量、考试范围、分值分布、考试重点、考查的侧重点等。考生可以根据这些特点，有针对性地复习和准备，并进行一些有针对性的练习，这样既可以检查自己的复习效果，发现自己的不足之处，以待改进；又可以巩固所学的知识，使之条理化、系统化。 四、全年复习规划

清华大学电工跟电子技术作业习题文档

第1章 电路理论及分析方法习题(共9题) （注：英文习题采用美国电路符号） 1.1（直流电源功率）图1.1所示电路，求各电流源的端电压和功率，并判断出哪个电流源输出功率，哪个电流源吸收功率。已知：I S1=1 A, I S2=3A, R 1=5Ω, R 2=10Ω。 （答案：U S1= -10V , U S2=40V , P S1=10W, P S2= -120W ） 1.2 图1.2所示电路，求8Ω电阻两端的电压U R 和恒流源的端电压U S 各是多少。 （答案： U R = -32V ，U S = -40V ） 1.3 图1.3所示电路，求2A 恒流源的功率。（答案： P = -24W ） 1.4 (仿真习题)用仿真的方法求图1.4所示电路中的I 1 和I 2 。 （答案：I 1=0.5A 、I 2=2A ） 说明：1、要求自己下载Multisim 仿真软件，可以是Multisim2001、V7~V10等版本 中的任一种。 2、自学第10章 Multisim 电路仿真有关内容。 3、仿真题作业要求有仿真电路图和仿真的数据结果，图和数据结果可以打印 也可以手写。 图1.1 习题1.1的图 R I S2 U S1 图1.4 习题1.4的图 18V 图1.2 习题1.2的图 20 V + - U R 图1.3 习题1.3的图 8 V

1.5 (电源模型的等效互换法)Use source transformations to find the voltage U across the 2mA current source for the circuit shown in Figure 1.5. (Answer: U = 1.8 V) 1.6 (戴维宁定理)Using Thevenin’s theorem, find the current I through the 2V voltage source for the circuit shown in Figure 1.6.（Answer ： I=5A ） 1.7 （戴维宁定理，结点电位法）图1.7所示电路，已知 R 1=1k Ω, R 2=2k Ω, R 3=6k Ω, R 4=2k Ω, R 5=4k Ω,。用戴维宁定理和结点电位法两种方法求电流I 3。（答案：-0.5mA ） 1.8 （解题方法任选）如图1.8所示电路，当恒流源I S 为何值时，它两端的电压U S ＝0。（答案：-1.5A ） 1.9 (仿真习题) 图1.9所示电路，用仿真方法求电流I ，用直流工作点分析法求A 、B 、C 三个结点电位（答案：I = 2.6 A ， V A = 7.8 V ，V B = 2.8 V ，V C = 10 V ） 2V Ω Ω Figure 1.6 图1.7 习题1.7的图 +12V R 图1.8 习题1.8的图 - U Figure 1.5 图1.9 习题1.9的图 12 V Ω

第2章-清华大学半导体物理与器件

1 第二章半导体中的电子状态 要求：掌握能带、有效质量和空穴的概念、 常见半导体的能带结构、杂质能级。 纲要 ?半导体中的电子状态和能带的概念?半导体中电子在外力下的运动，有效质量?材料导电性的差别（半导体如何导电）?空穴的概念 ?常见半导体的能带结构（结论性知识）?杂质和缺陷能级

2 其中 布洛赫波为一个被周期函数u k (r )所调制的平面波。电子的空间分布几率|Ψ*Ψ|=|u *u |是晶格的周期函数。 u k (r )反映电子在原胞内的运动。e ik·r 反映电子在整个晶体中的共有化运动（如何理解？）。 §2.1 半导体中的电子状态和能带（复习） 布洛赫波 采用单电子近似，在晶体的周期场中，电子的波函数为布洛赫波函数： （a n 为任意晶格矢） r k i k k e r u r v v v v v v ?=)()(ψ)()(n k k a r u r u v v v v v +=

3 半导体能带的两种处理方法（半导体中的电子介于自由和强束缚之间） 1、近自由电子近似：从自由出发，加束缚条件 2、紧束缚近似：从束缚出发，减弱束缚 ?电子在原胞中不同位置上出现的几率不同(归一化)。 ?电子在不同原胞的对应位置出现的几率相同（几率能否叠加？），真正反映电子的共有化运动。?如何理解电子的宏观运动？ 电子的波函数几率和统计力学得到电子空间分布的变化，电子空间分布变化表现为宏观的电子运动。

4 例：Si(金刚石结构）能带的形成(SP 3杂化和电子占据能态情况) 1、能级数目； 2、能级间隔； 3、电子不再是局域的。

5 轨道杂化和电子占据情况：价带完全填满；导带没有电子。

清华大学微纳电子系课程

微电子与纳电子学系 00260011 晶体管的发明和信息时代的诞生 1学分 16学时 The Invention of Transistors and the Birth of Information Age 晶体管的发明，是二十世纪最重要的科技进步。晶体管及以晶体管核心的集成电路是现代信息社会的基础，对社会的进步起着无以伦比的作用。晶体管的发明，源于19世纪末20世纪初物理学、电子学以及相关技术科学的迅速成熟。晶体管的发明造就了一大批物理学家、工程师。晶体管的发明，也随之产生了许多著名的研究机构与重要的公司，如贝尔实验室、仙童公司、Intel等都与晶体管的发明密切相关。“以铜为鉴，可正衣寇；以古为鉴，可知兴替；以人为鉴，可明得失”。晶体管发明作为现代科技史上的重大事件发生过鲜为人知的重要经验和教训，涉及科研管理、人才和科学方法等诸多方面，可以从成功和失败两个方面为后人提供十分重要的借鉴与启示。本课程试图从晶体管的发明到信息社会的诞生，探讨技术革命和创新的方向，为大学低年级学生将来从事科学研究建立正确的思想观。所讨论的课题包括，科学预见和准确选题的重要性、科学研究的方法、放手研究的政策、知人善任和合理配备专业人才等。 00260051 固体量子计算器件简介 1学分 16学时 Introduction to solid-state quantum computing devices 作为量子力学和信息学的交叉，量子信息学是最近二十多年迅速发展起来的新兴学科，量子信息处理技术能够完成许多经典信息技术无法实现的任务。比如，一旦基于量子信息学的量子计算机得以实现，其在几分钟内就可解决数字计算机几千年才能解决的问题，那么用它就可及时地破解基于某些数学问题复杂性假定之上的传统保密通信的密钥，从而对建立于经典保密系统行业的信息安全构成根本性的威胁。这种新兴技术的实现可以直接地应用于国防，政治，经济和日常生活。本课程在此大的学术背景下展开，主要介绍最有希望成为量子比特的固体量子相干器件的基本原理和目前的研究状况，以及如何用这些器件实现量子计算。 00260061 量子信息处理的超导实现 1学分 16学时 Quantum information process and its implemention with superconducting devices 基于半导体集成电路的经典信息处理技术已渗透到我们生活的各个方面，信息处理器件，例如个人电脑和手机，为我们生活质量的提高提供了强有力的技术支持。但是经典信息处理技术的继续发展面临着技术上的瓶颈，其性能很难在现有技术路线上继续提高。一种新型的完全基于量子力学原理的量子信息处理技术，有望提高信息处理的效率并解决一些经典信息处理技术无法解决的问题。量子信息处理技术的成功实施，将为我们提供绝对保密的量子通信技术和高效的量子计算机。本课程将学习量子信息处理的基本原理；超导材料的基本特性以及利用超导器件实现量子信息处理的原理与方法。通过文献调研和小组讨论等方式了解利用超导器件实现量子信息处理的最新进展和面临的挑战，探讨可能的解决方案。 00260071 智能传感在社会生活中的应用 1学分 16学时 Smart Sensing in Social Activities 智能传感已经深入到社会生活的每个领域，深刻地影响着我们的社会组织方式和行为方式。本课程采用视频、图片等多媒体方式，以活泼生动地方式，向具有不同专业背景的学生深入浅出地讲述智能传感器及其在社会和生活中的应用。例如，在文化与智能传感器章节中，结合大家熟知的电影形象《指环王》中的“咕噜”，介绍智能运动传感器在电影制作中的应用；结合《机械战警》中的形象，介绍脑机接口传感器在脑神经科学研究及帕金森症等疾病治疗中的应用。在传感器与智能交通章节中，介绍汽车中种类繁多的传感器对未来无人驾驶汽车的作用。在传感器与智能家居章节中，介绍iphone手机中集成的多种传感器，及其功能扩展。在传感器与现代国防章节中，结合南斯拉夫亚炸馆事件，介绍控制炸弹穿透多层建筑后再爆炸的

chapt1-清华大学半导体物理

半导体物理与器件Semiconductor Physics and Devices 邓宁田立林 2006.3

邓宁 清华大学微电子所器件室。微电子所新所器件室302#电话：62789151（或62789147）转302 Email：ningdeng@https://www.wendangku.net/doc/9f3496444.html, 田立林 清华大学微电子所CAD室。东主楼九区一楼116# 电话：62773315 Email：tianlilin@https://www.wendangku.net/doc/9f3496444.html,.ch 助教博士生 张艳红31# 703 电话：62777761 Email: zhangyanhong03@https://www.wendangku.net/doc/9f3496444.html, 伍建峰紫荆公寓1313A电话：51537212 Email：wujf05@https://www.wendangku.net/doc/9f3496444.html,

答疑 每周一次。时间待定。东主楼九区115# 作业（20%） 周二交作业。注重对概念的理解。 课堂练习和讨论 2次。 考试 期中考试第9周，期末考试在17周。开卷。 成绩评定 作业20%，期中考试40％，期末考试40%。

课本: 1. “半导体物理学” 顾祖毅、田立林、富力文，电子工业出版社 2. ‘Fundamentals of semiconductor devices’ Betty Lise Anderson & Richard L. Anderson 影印本，清华大学出版社 参考书：1.“半导体器件基础”中译本 著者：Robert F. Pierret 电子工业出版社

引言 ?微电子学的知识体系和本课程的结构?什么是半导体器件？ ?本课程的特点和学习方法 ?主要内容和学时安排 ?微电子技术发展的历史回顾

电工和电子技术基础习题答案解析清华大学第3版

第1章电路的基本定律与分析方法 【思1.1.1】(a) 图U ab＝IR＝5×10＝50V，电压和电流的实际方向均由a指向b。 (b) 图U ab＝－IR＝－5×10＝－50V，电压和电流的实际方向均由b指向a。 (c) 图U ab＝IR＝－5×10＝－50V，电压和电流的实际方向均由b指向a。 (d) 图U ab＝－IR＝－(－5)×10＝50V，电压和电流的实际方向均由a指向b。 【思1.1.2】根据KCL定律可得 (1) I2＝－I1＝－1A。 (2) I2＝0，所以此时U CD＝0，但V A和V B不一定相等，所以U AB不一定等于零。 【思 1.1.3】这是一个参考方向问题，三个电流中必有一个或两个的数值为负，即必有一条或两条支路电流的实际方向是流出封闭面内电路的。 【思1.1.4】(a) 图U AB＝U1＋U2＝－2V，各点的电位高低为V C＞V B＞V A。 (b) 图U AB＝U1－U2＝－10V，各点的电位高低为V B＞V C＞V A。 (c) 图U AB＝8－12－4×(－1)＝0，各点的电位高低为V D＞V B(V A＝V B)＞V C。 【思1.1.5】电路的电源及电位参考点如图1-1所示。当电位器R W的滑动触点C处于中间位置时，电位V C＝0；若将其滑动触点C右移，则V C降低。 【思1.1.6】(a) 当S闭合时，V B＝V C＝0，I＝0。 当S断开时，I＝ 12 33 +＝2mA， V B＝V C＝2×3＝6V。 (b) 当S闭合时，I＝－6 3 ＝－2A，V B＝－ 3 21 + ×2＝－2V。 当S断开时，I＝0，V B＝6－ 3 21 + ×2＝4V。 【思 1.1.7】根据电路中元件电压和电流的实际方向可确定该元件是电源还是负载。当电路元件上电压与电流的实际方向一致时，表示该元件吸收功率，为负载；当其电压与电流的实际方向相反时，表示该元件发出功率，为电源。 可以根据元件电压与电流的正方向和功率的正、负来判别该元件是发出还是吸收功率。例如某元件A电压、电流的正方向按关联正方向约定，即将其先视为“负载模型”，如图1-2(a)所示，元件功率P＝UI。设U＝10V(电压实际方向与其正方向一致)，I＝2A(电流实际方向与其正方向一致)，U、I实际方向一致，P＝UI＝10×2＝20W＞0(P值为正)，可判断A元件吸收功率，为负载。设U＝10V(电压实际方向与其正方向一致)，I＝－2A(电流实际方向与其正方向相反)，U、I实际方向相反，P＝UI＝10×(－2)＝－20W＜0(P值为负)， 专业技术资料精心整理分享

清华大学出社模拟电子技术习题解答

第三部分 习题与解答 习题1 客观检测题 一、填空题 1、在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于掺入的 杂质浓度 ，而少数载流子的浓度则与 温度 有很大关系。 2、当PN 结外加正向电压时，扩散电流 大于 漂移电流，耗尽层 变窄 。当外加反向电压时，扩散电流 小于 漂移电流，耗尽层 变宽 。 3、在N 型半导体中，电子为多数载流子， 空穴 为少数载流子。 二．判断题 1、由于P 型半导体中含有大量空穴载流子，N 型半导体中含有大量电子载流子，所以P 型半导体带正电，N 型半导体带负电。（ × ） 2、在N 型半导体中，掺入高浓度三价元素杂质，可以改为P 型半导体。（ √ ） 3、扩散电流是由半导体的杂质浓度引起的，即杂质浓度大，扩散电流大；杂质浓度小，扩散电流小。（× ） 4、本征激发过程中，当激发与复合处于动态平衡时，两种作用相互抵消，激发与复合停止。（ × ） 5、PN 结在无光照无外加电压时，结电流为零。（ √ ） 6、温度升高时，PN 结的反向饱和电流将减小。（ × ） 7、PN 结加正向电压时，空间电荷区将变宽。（× ） 三．简答题 1、PN 结的伏安特性有何特点？ 答：根据统计物理理论分析，PN 结的伏安特性可用式)1e (I I T V V s D -?=表示。 式中，I D 为流过PN 结的电流；I s 为PN 结的反向饱和电流，是一个与环境温度和材料等有关的参数，单位与I 的单位一致；V 为外加电压； V T =kT/q ，为温度的电压当量（其单位与V 的单位一致），其中玻尔兹曼常数k .J /K -=?23 13810 ，电子电量

)(C 1060217731.1q 19库伦-?=，则)V (2 .11594T V T = ，在常温（T=300K ）下，V T ==26mV 。当外 加正向电压，即V 为正值，且V 比V T 大几倍时，1e T V V >>，于是T V V s e I I ?=，这时正向电流 将随着正向电压的增加按指数规律增大，PN 结为正向导通状态.外加反向电压，即V 为负值，且|V|比V T 大几倍时，1e T V V <<，于是s I I -≈，这时PN 结只流过很小的反向饱和电流，且数 值上基本不随外加电压而变，PN 结呈反向截止状态。PN 结的伏安特性也可用特性曲线表示，如图所示.从式伏安特性方程的分析和图特性曲线（实线部分）可见：PN 结真有单向导电性和非线性的伏安特性。 2、什么是PN 结的反向击穿？PN 结的反向击穿有哪几种类型？各有何特点？ 答：“PN”结的反向击穿特性：当加在“PN”结上的反向偏压超过其设计的击穿电压后，PN 结发生击穿。 PN 结的击穿主要有两类，齐纳击穿和雪崩击穿。齐纳击穿主要发生在两侧杂质浓度都较高的PN 结，一般反向击穿电压小于4Eg/q （E g —PN 结量子阱禁带能量，用电子伏特衡量，Eg/q 指PN 结量子阱外加电压值，单位为伏特）的PN 的击穿模式就是齐纳击穿，击穿机理就是强电场把共价键中的电子拉出来参与导电，使的少子浓度增加，反向电流上升。 雪崩击穿主要发生在“PN”结一侧或两侧的杂质浓度较低“PN”结，一般反向击穿电压高于6 Eg/q 的“PN”结的击穿模式为雪崩击穿。击穿机理就是强电场使载流子的运动速度加快，动能增大，撞击中型原子时把外层电子撞击出来，继而产生连锁反应，导致少数载流子浓度升高，反向电流剧增。 3、PN 结电容是怎样形成的？和普通电容相比有什么区别？ PN 结电容由势垒电容C b 和扩散电容C d 组成。 图 PN 伏安特性

清华大学微电子832考研真题回忆.docx

今年整体来说比较难吧，我个人觉得难，器件重半导体物理部分，后面的器件基本没怎么考，模点比以往偏，没有考差分运放，重在运算放大器的部分，数电前面简单，但是最后一题也比较难。下面详细回忆下。 共11道题，前面器件，后模电，最后数电。 ?第一道，让分析半导体的电阻率随温度的变化关系，画出曲线并分析。 ?第二道，是半导体物理，告诉导带底和价带顶的能量与波矢的关系，求禁带宽度，空穴和电子的有效质量，还有电子从价带顶跃迁到导带底时的准动量变化。 ?第三道，是一道计算扩散电流的题，还算简单，第二问求要使得电流为零所需加的电场强度。 ?第四道，是mos管电流的计算，但是最后一问考了速度饱和，写个没复习，不知道怎么算。 器件好像就这么几道其他的想不起来了。 模电具体的题号我都忘了，只能说说考了那些点，

首先2011年的真题原题又考了， ?第五题，有好几道简单的问答题，1.问BJT与MOS管的跨导电流比，为什么BTJ要大，2.饱和时的cmos小型号等效电路图，3.让根据一个电路图设计电路，这次应该是一个积分运算电路，4.根据一个电路图分析一个二极管的导痛还是截止，5.一个运放后面接一个mos管然后构成一个负反馈，分别在漏级和源级有两个输出电压，第一问判断输出极性和反馈组态，后面求对于两个输出电压的增益。 ?第六题，是一个含有三个运算放大器组成的电路，让求各个电压，还有在不同的频率下的输出电压的幅值。这题比较难，分值最大25分， 还有什么我想不起来了，接下来的数电 1.还是给两个二进制数，让求原码反码补码，求和， 2.根据给的输出函数，用卡洛图化简电路图 3.给一个触发器的时序图，让判断什么类型的触发器，触发方式是电平还是脉冲， 4.给了一个38译码器和2位数据选择器求输出函数的表达式，并列出真值

chapt4-清华大学半导体物理

第四章弱场下的载流子输运 * 大量载流子的统计规律 知识点： ?迁移率 ?主要散射机构 ?电导率（电导率有效质量） ?霍尔效应（霍尔迁移率）

第四章弱场下的载流子输运 （经典力学和统计力学框架） 外场（包括电场、磁场、温度场等）作用引起载流子迁移，载流子在外场作用下的运动称为输运。 外场下载流子的输运可以引起电荷输运、能量输运，还可能引起自旋的输运，表现为各种效应； 温度场对现代器件中的载流子的输运影响越来越小 载流子输运取决于载流子浓度和迁移率。 弱场下，只考虑载流子迁移引起的电荷输运，不考虑载流子的能量变化。

§4.1 载流子的散射和迁移率 根据能带理论，理想晶格对载流子没有散射。 实际晶格由于晶格热振动、各种杂质和晶格缺陷等使势场偏离严格的周期性，相当于在周期势场上叠加了“附加势”。 附加势作用于载流子，引起载流子状态k改变从而准动量和能量改变。附加势的这种作用称为“散射”或“碰撞”。任何偏离理想周期势的附加势都可引起载流子的散射。 “散射”正是导致大量载流子统计的平均漂移速度达到平衡的原因。（对比真空中的电子）

半导体中同时存在两种载流子，有： 迁移率是表征半导体中载流子迁移能力的重要参量，其数值和具体的散射机构（和温度、杂质浓度等）密切相关。 300K ，掺杂浓度不太高时（体材料）： p n p n q p q n μμσσσ00+=+=(4.7)总电导率:p n j j j +=漂移电流密度: μn （cm 2/V.s ）μp （cm 2/V.s ） Ge 3900 1900Si 1350 500GaAs 8500 400

清华大学微电子半导体物理期末考题 邓宁

发信人: blackeye (黑眼), 信区: Pretest 标题: 半导体期末题 发信站: FreeE&E (Fri Jul 2 10:05:20 1999), 转信 1.名词解释 平带电压； 光生伏特效应； 电子阻挡层。 2.C-V曲线 1）解释理想情况的； 2）算有功函数差和SI02电荷的平带电压； 3）解释有界面态的C-V曲线。 3.画异质结能带图，求出Vd和势垒的高度。 4.解释本征吸收限； 解释直接跃迁吸收，间接跃迁吸收； 解释本征吸收限和温度的关系； 解释为什么在一定的能量吸收系数陡峭上升。 发信人: thirteen (饿红坦克), 信区: Pretest 标题: 田奶奶2005年1月12日考题——半导体 发信站: 自由空间 (Wed Jan 12 17:32:53 2005), 站内 A卷 一。选择题 1。掺有磷的硅晶体中再掺入硼，电导率的变化如何（变大，变小，不变） 2。温度升高，pn结反向电流的变化（大，小，不变） 3。光照n型肖特基结，半导体一侧势垒高度变化（大，小，不变），金属一侧的势垒高度的变化（大，小，不变） 4。两种半导体除掺杂浓度不同Nd1>Nd2，其他都相同，求时间常数的关系（>.<,相等） 5。pn结通正向小电流时，计算值比实验值小，求在分析的时候忽略了什么（势垒区的复合电流，产生电流） 6。硅电子受光子激发，发生本征跃迁，下列那种说法错误（能量相等，波矢变，波矢不变）7。功函数为Wm的金属与Ws的半导体，Wm>Ws，将形成（电子阻挡层，电子反阻挡层，空穴阻挡层，空穴反阻挡层） 8。空穴与价带顶空态电子的速度（不同，相同），波失（不同，相同） 二。简答题 1。温度不同，吸收限不同的原因。300k时Ge在0.8eV处吸收系数陡峭上升，原因是什么（见书中P280的图10.7） 2。Ge和Si的散射机构是什么？温度升高，分别怎样变化 3。准热平衡以及准费米能的含义

半导体物理学课程教学大纲

半导体物理学课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程名称、所属专业、课程性质、学分； 课程名称：半导体物理学 所属专业：微电子科学与工程 课程性质：专业基础课 学分：4 （二）课程简介、目标与任务； 本课程是微电子科学与工程专业本科生必修的专业基础课。该课程的主要内容可分为三大部分。第1-5章是晶体半导体的基本知识和性质的阐述；第6-9章为半导体的接触现象；第10章介绍半导体的一些特殊效应。本课程的任务是揭示和研究半导体的微观机构，从微观的角度解释发生在半导体中的宏观物理现象。通过该课程的学习使学生熟练掌握半导体物理方面的基本概念、知识和理论及半导体物理的基本模型和分析方法，为进一步学习微电子科学的其他课程提供理论依据。此外，半导体物理学是半导体材料、半导体工艺、半导体器件及半导体集成电路等相关研究领域的专业基础课，是微电子学与固体电子学专业方向硕士、博士研究生入学考试必考科目。在微电子科学与工程专业教学中占有重要地位。 该课程的目的是使学生全面地了解和掌握半导体物理的基本知识和基本理论，重视理论与实践的结合，能够利用所学知识解决实际问题，为学生将来从事半导体物理方面的理论研究和相关后续课程的学习打好基础。 （三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接； 先修课程：量子力学、固体物理、热力学统计物理 本课程的学习需要掌握量子力学、固体物理及热力学统计物理的基本物理概念、模型及理论。需要了解微观物质的基本运动规律、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、相互关系以及统计物理的基本概念。这几门课程分别为本课程的学习提供最基本的理论支持。同时半导体物理学也是后续相关课程如：半导体材

半导体物理

半导体物理 大纲撰写者徐军 一、教学目标和基本要求(500字以内) 半导体物理是是物理学科群的专业基础课，是物理类和材料类专业学生的专业课。本课程主要揭示半导体主要基本性质，探讨半导体在热平衡态和非平衡态下所发生的物理过程、规律以及相关应用，并通过实验加深对半导体物理理论的理解，掌握半导体的基本原理和测量技术，为后续课程的学习和将来的科研工作打下基础。 该课程为半导体器件、半导体工艺和半导体集成电路提供了理论基础和一定的实验技能，是后续相关课程的开设的前提。由于本科的教学目标不仅仅是培养学生熟练的实践技能，更重要的是培养学生的创新能力。创造能力的培养需要体现在扎实的理论知识学习中。半导体物理是实现这种创新能力培养的一门重要的课程。通过本课程的学习，有助于学生在半导体器件研制、集成电路芯片设计及光电子、电子材料及其相关学科的科学研究奠定扎实的理论与实践技能。通过本课程的学习，要求学生掌握半导体物理的基础理论、概念和方法，学会运用半导体物理理论分析、处理和解决微电子学相关领域实际问题的技能和方法。 二、课程简介 中文：（500字以内） 《半导体物理》是微电子及半导体物理专业的必修课，是在学习《固体物理》、《量子力学》等课程的基础之上，使学生掌握半导体物理的基本概念，了解光电子器件、技术的基本概念、基本理论，为今后从事相关工作打下基础。本课程要求学生掌握半导体晶体结构和能带理论，半导体中的电子状态及载流子的输运理论。对半导体的基本性质：半导体P-N结、异质结、半导体表面性质和光学性质等能进行理论分析，对一些简单的半导体器件进行定性分析。对以上内容要求概念准确，基本理论和运算熟练，并能应用它们解决后继专业课基本理论问题和今后工作遇到的实际问题，为专业课学习打下必要的基础。 英文：(1000字符以内) The semiconductor physics, is a professional required course of microelectronics and semiconductor physics subject. It is based on learning solid state physics and the quantum mechanics, to make students master the basic concepts of semiconductor physics, to understand the basic concepts, basic theories of optoelectronic devices and technology, to lay a foundation for future. The course requires students to master the theory of semiconductor crystal structure and energy level, electron state and the carrier transport in semiconductor theory, to theoretical analysis of the basic properties of semiconductors, such as semiconductor P-N junctions, heterojunction, surface properties and optical properties of semiconductors. The course also requires students to qualitative analysis of some simple semiconductor devices, and requires accurate concept, basic theory and arithmetic skills, and to apply them to solve practical problems encountered in the work in the future. So that the necessary foundation are laid for professional course study.

期中习题课-清华大学半导体物理

1、半导体材料的特性、价键模型（对电子、空穴的理解）、实际半导体中的杂质和缺陷等； 2、从能带理论出发理解半导体中电子的运动状态。能带的形成，电子的共有化运动，有效质量的概念，空穴的概念，半导体的具体能带结构（和半导体的电学特性有密切关系）。 3、平衡半导体的载流子统计：状态密度，分布几率，杂质能态的占据几率，电中性条件(通过不同温度下费米能级的位置变化加深对载流子统计的理解)；简并的本质。 4、弱场下半导体中载流子的漂移，平均漂移速度，半导体中的散射机构。 1

5、非平衡半导体中载流子分布： 漂移、扩散、产生、复合：都影响载流子分布。 产生和复合：非平衡时存在。（寿命） 漂移和扩散：热平衡时也可以存在。 连续性方程：将这四个过程综合起来，得到关于载流子分布满足的方程。（粒子数守恒） 双极输运方程：半导体材料保持电中性的内在性质的体现。适用条件：准电中性成立。 连续性方程、泊松方程、电流方程 半导体中主要的复合机构，载流子陷阱 2

6、pn结：平衡、非平衡能带图 平衡pn结（广义上的非均匀掺杂的半导体材料）：空间电荷区和接触电势差的成因（载流子扩散），空间电荷区的耗尽近似；不同区域中载流子浓度的关系。 直流特性：空间电荷区漂移、扩散平衡的打破，导致过剩少子的注入（可正可负），注入少子的扩散电流决定pn结的直流特性。多子漂移流和少子扩散流的转化是在空间电荷区外一个扩散长度内进行的（复合、产生）。 3

习题讲解 目标： ?如何利用所学理论解决实际问题（实 际问题和理论的对应关系） ?通过实例加深对基本概念的理解，同 时强化量的概念 4

《半导体物理学》课程教学大纲

《半导体物理学》课程教学大纲 （Semiconductor Physics） 课程编号：163151870 学分：4 学时：64（其中：讲课学时：64 实验学时：0 上机学时：0 ） 先修课程：《量子力学》、《固体物理》、《统计力学》和《数学物理方程》等后续课程：《半导体器件物理》、《微电子技术》、《集成电路设计》等 适用专业：应用物理（微电子技术）、光信息科学与技术、电子信息类专业开课部门：理学院 一、课程教学目的和课程性质 《半导体物理学》是讲述半导体物理性质(电学性质、光学性质、热学性质、磁学性质等)的学科。通过本课程的学习应使学生对半导体中的基本物理概念、基本实验技术和基本器件物理有比较全面、系统的认识，培养学生分析和解决半导体技术基础问题的能力，为进一步学习相关专业课打下基础。作为应用物理专业（电子技术）的专业基础课，它主要介绍半导体的重要物理现象、物理性质、相关理论和实验方法。为学生学习其它专业课(材料、器件、集成电路等)以及毕业后从事半导体专业工作打下必备的理论基础，为将来将基础理论与半导体技术最新需求相结合，提高工作能力做好理论储备。 二、课程的主要内容及基本要求 第1单元半导体中的电子状态（6学时） [知识点] 这一单元主要介绍能带论的一些基本概念。常见半导体的能带结构的特点。要求学生懂得半导体中有哪些可能的电子能量状态；在这些状态中电子运动有什么特点。 1. 半导体中的电子状态和能带； 2. 半导体中电子的运动、有效质量； 3. 两种载流子； 4. 半导体的能带结构。 [重点]

半导体结构，能带结构，有效质量，载流子。 [难点] 能带结构，有效质量。 [基本要求] 1、识记：晶体结构、有效质量、能带结构、载流子； 2、领会：有效质量以及计算方法； 3、简单应用：能带结构判断材料的电学性能； 4、综合应用：载流子产生原理，能带结构与有效质量计算问题。 [实践与练习] 能判断几种常见晶体结构，金刚石结构，判断能带结构对称性。 [考核要求] 1. 半导体中的电子状态和能带概念； 2. 半导体中电子的运动、有效质量计算方法； 3. 两种载流子概念； 4. 常见几种半导体的能带结构及其判断。 第2单元半导体中的杂质和缺陷能级（4学时） [知识点] 这一单元主要介绍常见半导体中的浅能级杂质和深能级杂质的特点、作用以及缺陷能级的作用。 1. Si、Ge中的杂质能级； 2. III-V族化合物中的杂质能级； 3. 缺陷、位错能级； 4. 半导体电学杂质与玷污。 [重点] Si、Ge中的杂质能级，深能级，缺陷能级。 [难点] 载流子产生原理，杂质能级判别。 [基本要求] 1、识记：n、p型掺杂原理、双性掺杂原理、深浅能级作用； 2、领会：半导体导电性判断方法； 3、简单应用：杂质与电学电学性能关系；