半导体器件物理重要知识点

分别采用费米能级和载流子漂移与扩散的观点解释PN结空间电荷区
（SCR)的形成。 正确画出热平衡和加偏压PN结的能带图。


利用中性区电中性条件导出空间电荷区内建电势差公式。
了解 Poisson方程求解单边突变结结 SCR 内建电场、内建电势、内建 电势差和耗尽层宽度。 掌握反偏压下突变结，耗尽层宽度公式。
知识回顾
• 半导体器件核心知识：
• 知识领域A：二极管与双极结型晶体管
– 知识单元A1：第二章 PN结二极管
– 知识单元A2：第三章
– 知识单元A3：第四章
双极结型晶体管
金属-半导体结
• 知识领域B：场效应晶体管
– 知识单元B1：第五章 – 知识单元B3：第六章 结型和金属-半导体场效应晶体管 金属-氧化物-半导体场效应晶体管
第三章 双极结性晶体管
掌握概念：频率响应、共基极截止频率、共发射极截止频率、特征频率
（带宽）、基区渡越时间 导出基区渡越时间公式。
解释科尔克效应。
了解晶体管的开关特性。 熟悉晶体管穿通机制。
第四章 金属半导体结
了解金属—半导体接触出现两个最重要的效应 画出热平衡情况下的肖特基势垒能带图。 掌握肖特基势垒、内建电势差和空间电荷区宽度计算公式 。 画出加偏压的的肖特基势垒能带图，解释肖特基势垒二极管的整流特性。 理解界面态和镜像力对肖特基势垒高度的影响。


掌握概念：表面势、热电子、热载流子二极管、里查森常数、有效里查森
常数。 导出半导体表面载流子浓度表达式。 导出电流－电压特性〔李查德－杜师曼方程〕。 了解MIS肖特基二极管工作原理。 掌握结型二极管相比肖特基势垒二极管的主要特点。 了解肖特基势垒二极管的主要应用。

掌握欧姆接触概念和形成欧姆接触的条件。
掌握辐射复合和非辐射复合的概念和机制。


了解LED基本结构、工作过程和特性参数，了解各种不同类型LED。
理解等电子陷阱复合，解释等电子陷阱复合能提高半导体材料的发光 效率的原因。


解释各种俄歇过程。
画出能带图说明LED的发光机制。 掌握LED外量子效率和内量子效率概念。
第五章 结型场效应晶体管与MS场效应晶体管


画出JFET的基本结构示意图 。
熟悉JFET的基本工作原理。 熟悉沟道夹断、漏电流饱和、夹断电压等概念。


掌握理想JFET的基本假设及其意义。
导出夹断前JFET的I－V特性方程。 深入理解沟道夹断和夹断电压的含义。 掌握线性区条件和I－V特性。 掌握饱和区条件和I－V特性。 掌握沟道长度调制效应。 掌握GaAs MESFET的突出特点。
• 知识领域C：新型半导体光电子器件
– 知识单元C1：第八章 – 知识单元C2：第九章 半导体太阳电池与光电二极管 发光二极管与半导体激光器
第二章 PN结二极管
掌握下列名词、术语和基本概念：PN结、突变结、线性缓变结、单 边突变结、空间电荷区、耗尽近似、中性区、内建电场、内建电势 差、势垒、正向注入、反向抽取、扩散近似。
掌握场效应晶体管的类型。
第八章 半导体太阳电池和光电二极管
掌握概念：光生伏打效应、暗电流。 理解光生电动势的产生。 画出理想太阳电池等效电路图。
根据电池等效电路图写出了太阳电池的I－V特性方程。
了解太阳电池的I-V特性曲线，解释该曲线所包含的物理意义。 画出实际太阳电池等效电路图根据等效电路图写出I－V特性方程。 掌握概念：转换效率、占空因数。 导出太阳电池的最大输出功率公式。 了解光产生电流和收集效率。


掌握阈值电压公式。
了解在二氧化硅、二氧化硅－硅界面系统存在的电荷及其主要性质。 掌握实际阈值电压的公式及各项的意义。 导出萨支唐方程。 理解夹断条件的物理意义。
第六章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管
掌握交流小信号参数并导出线性导纳和饱和区跨导表达式。
指出提高工作频率或工作速度的途径。
第八章 半导体太阳电池和光电二极管
掌握提高提高太阳电池效率的主要措施。 了解光电二极管的工作原理。
源自文库
了解P-I-N光电二极管的工作原理的基本结构、能带图和工作原理。
了解P-I-N光电二极管中。 掌握概念：量子效率、响应度、响应速度。
列出光电二极管与太阳电池的三个主要不同之处。
第八章 发光二极管
解释理想BJT共基极连接和共发射极连接的输出特性曲线。
第三章 双极结性晶体管
理解理想双极结型晶体管的基本假设及其意义。 写出发射区、基区、集电区少子满足的扩散方程并解之求出少子分 布。 掌握正向有源模式基区输运因子公式。


掌握正向有源模式基区电子电流公式。
了解E－M方程中四个参数的物理意义 根据E－M方程写出四种模式下发射极电流和集电极电流表达式。 理解并记忆BJT四种工作模式下的少子分布边界条件 画出BJT四种工作模式下少子分布示意图。 了解缓变基区晶体管基区输运因子的计算。 理解电流集聚效应和基区宽度调变效应。
要成分。
第二章 PN结二极管
了解产生隧道电流的条件。 画出能带图解释隧道二极管的I－V特性。 了解隧道二极管的特点和局限性。
掌握概念：耗尽层电容、求杂质分布、变容二极管。
掌握C－V关系及其应用。 概念：交流导纳 扩散电导 扩散电阻 扩散电容 等效电路
了解二极管的开关特性。
掌握二极管的击穿机制。
第三章 双极结性晶体管
了解晶体管的基本结构及其制作工艺。

掌握四个概念：注射效率、基区输运因子、共基极电流增益、共
发射极电流增益

了解典型BJT的基本结构和工艺过程。 掌握BJT的四种工作模式。 画出BJT电流分量示意图，写出各极电流及其相互关系公式。


分别用能带图和载流子输运的观点解释BJT的放大作用。
第二章 PN结二极管


了解理想PN结基本假设及其意义。
导出长PN结和短PN结少子分布表达式。 掌握Shockley公式。 解释理想PN结反向电流的来源。 画出正、反偏压下PN结少子分布、电流分布和总电流示意图。 理解并掌握概念：正偏复合电流、反偏产生电流。 理解低偏压下复合电流占优，随着电压增加扩散电流越来越成为主

掌握JFET和MESFET的主要类型。
第六章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管
了解理想MOS结构基本假设及其意义。


根据电磁场边界条件导出空间电荷与电场的关系。
掌握载流子积累、耗尽和反型和强反型的概念。 正确画出流子积累、耗尽和反型和强反型四种情况的能带图。 导出反型和强反型条件。 掌握理想MOS系统的电容—电压特性。 导出耗尽层宽度和归一化MOS电容表达式。 掌握沟道电导公式。