半导体器件物理_复习重点

第一章 PN 结

1.1 PN 结是怎么形成的？ 1.2 PN 结的能带图（平衡和偏压） 1.3 内建电势差计算

1.4 空间电荷区的宽度计算

n d p a x N x N =

1.5 PN 结电容的计算

2.1理想PN 结电流模型是什么？

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

⎥⎦

⎤⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛=1exp kT eV J J a s

⎪⎪

⎭

⎫ ⎝

⎛+=+=

0020

11p p d n n a i

n

p n p

n p s D N D N en L n eD L p eD J ττ

2.4 PN 结二极管的等效电路（扩散电阻和扩散电容的概念）？

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？

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？ 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？

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）

E

B E B E B

E E B B E B B B E E x x D D N N L x L x L D n L D p ⋅⋅+≈

⋅

+=

11

)

/tanh()/tanh(11

00γ

2

)/(2

111

)/cosh(1B B B B T L x L x +≈

≈α

⎪⎭

⎫ ⎝⎛-+

≈

kT eV J J BE s r 2exp 11

00δ

δγααT =

ααβ-=

1

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？ 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？

（加负压时，半导体产生堆积型，因为负电荷出现在金属板上，如果电场穿入半导体，作为多子的空穴将会被推向氧化物—半导体表面，形成堆积；加一个小的正压时，正电荷堆积在金属板上，如果电荷穿过电场时，作为多子的空穴被推离氧化物—半导体表面，形成一个负的空间电荷区；加一个更大的正压时，MOS 电容中负电荷的增多表示更大的空间电荷区以及能带弯曲程度更大，半导体表面从P 型转化为N 型。） 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

ms s OX V φφ-=+00

4.3 栅压的计算(非平衡能带关系)

ms s OX G V V φφ++=

4.4 平带电压的计算

4.5 阈值电压的计算

*

dT a SD x eN Q =(max)'

2

1

4⎪

⎪⎭⎫ ⎝

⎛=a p f s dT

eN x φε

⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=i a

th p

f n

N V ln φ ⎥⎦⎤⎢⎣

⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-=p f g m ms

e E φχφφ2

ox

ox

ox t C ε=

dT d SD x eN Q =(max)'

2

1

4⎪

⎪⎭⎫ ⎝

⎛=d n f s dT

eN x φε

⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=i d

th n

f n

N V ln φ ⎥⎦⎤⎢⎣

⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=n f g m ms

e E φχφφ2

ox ox

ox t C ε=

4.6 MOS 电容的计算

总的电容公式

a th

s D

eN V L ε=

a

p f s dT

eN x φε4=

4.7 MOSFET 的工作原理是什么？

（N 沟道增强型，N 沟道耗尽型；P 沟道增强型，P 沟道耗尽型。流入为N 沟道，流出为P 沟道）

4.8 电流-电压关系（计算） N 沟道：

T

GS DS V V sat V -=)(

P 沟道：

T SG SD V V sat V +=)(

4.9 MOSFET的跨导计算

4.10 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？

第五章 光器件

5.1电子-空穴对的产生率：

ν

ανh x I x g )

()('=

5.2 PN 结太阳能电池的电流

⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1exp kT eV I I I s L

5.3光电导计算

p L p n p n G e p e τμμδμμσ)()(+=+=∆

5.4 光电导增益

5.5 光电二极管的光电流

)(n p L L L L W eG J ++=

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）