半导体器件物理I复习笔记

半一复习笔记

By 潇然

2018。1。12 1.1平衡PN结的定性分析

1. pn结定义:在一块完整的半导体晶片（Si、Ge、GaAs等）上，用适当的掺杂工艺使其一边形成n型半导体，另一边形成p型半导体，则在两种半导体的交界面附近就形成了pn结

2。缓变结：杂质浓度从p区到n区是逐渐变化的,通常称为缓变结

3。内建电场：空间电荷区中的这些电荷产生了从n区指向p区，即从正电荷指向负电荷的电场

4. 耗尽层:在无外电场或外激发因素时,pn结处于动态平衡，没有电流通过，内部电场E为恒定值，这时空间电荷区内没有载流子，故称为耗尽层

1.2 平衡PN结的定量分析

1。平衡PN结载流子浓度分布

2。耗尽区近似：一般室温条件，对于绝大多部分势垒区，载流子浓度比起N区和P 区的多数载流子浓度小的多，好像已经耗尽了，此时可忽略势垒区的载流子,空间电荷密度就等于电离杂质浓度，即为耗尽区近似.所以空间电荷区也称为耗尽区.在耗尽区两侧，载流子浓度维持原来浓度不变.

1.4 理想PN结的伏安特性(直流）

1. 理想PN结：符合以下假设条件的pn结称为理想pn结

(1) 小注入条件—注入的少数载流子浓度比平衡多数载流子浓度小得多；Δn

(2）突变耗尽层条件—外加电压和接触电势差都降落在耗尽层上，耗尽层中的电荷是由电离施主和电离受主的电荷组成，耗尽层外的半导体是电中性的。

（3）通过耗尽层的电子和空穴电流为常量，不考虑耗尽层中载流子的产生及复合作用;

（4)玻耳兹曼边界条件—在耗尽层两端,载流子分布满足玻耳兹曼统计分布。

2. 理想pn结模型的电流电压方程式（肖特来方程式)：

1.5 产生—复合电流

1。反偏PN结的产生电流

2. 正偏PN结的复合电流

1。6 理想PN结交流小信号特性

1。扩散电阻

2. 扩散电容

1。7 势垒电容

在考虑正偏时耗尽层近似不适用的情况下,大致认为正偏时势垒电容为零偏时的四倍，即

1。8 扩散电容

定义：正偏PN结内由于少子存储效应而形成的电容

1.9 PN结的瞬态

1.10 PN结击穿

1. 雪崩击穿

（1) 定义：在反向偏压下，流过pn结的反向电流，主要是由p区扩散到势垒区中的电子电流和由n区扩散到势垒区中的空穴电流所组成。当反向偏压很大时，势垒区中的电场很强，在势垒区内的电子和空穴受到强电场的漂移作角，具有很大的动能,它们与势垒区内的晶格原子发生碰撞时,能把价键上的电子碰撞出来,成为导电电子，同时产生一个空穴。

（2) 击穿电压

，与NB成反比,意味着掺杂越重，越容易击穿;

(3）临界电场

(4）特点

(5）提高雪崩击穿电压的方法

2。齐纳击穿

(1) 定义:隧道击穿是在强电场作用下，由隧道效应,使大量电子从价带穿过禁带而进入到导带所引起的一种击穿现象。

(2) 特点

(3) 注意事项（帮助理解）

隧道击穿时要求一定的NVA 值,它既可以是N小VA大;也可以是N大VA 小。

前者即杂质浓度较低时,必须加大的反向偏压才能发生隧道击穿。但是在杂质浓度较低，反向偏压大时，势垒宽度增大，隧道长度会变长,不利于隧道击穿,但是却有利于雪崩倍增效应，所以在一般杂质浓度下，雪崩击穿机构是主要的。

而后者即杂质浓度高时，反向偏压不高的情况下就能发生隧道击穿，由于势垒区宽度小，不利于雪崩倍增效应，所以在重掺杂的情况下，隧道击穿机构变为主要的。

附：二极管模型与模型参数

2。1 BJT直流特性-定性分析

2。2 BJT直流特性—定量分析

1. 基础关系

① In（X1)=In（X2），In（X3）=In（X4），耗尽区不考虑复合；

② IE=In（X2）+Ip(X1），即发射极电流等于E→B电子的扩散电流与B→E空穴的扩散电流之和；此处可推导γ0

③ In(X2）=In（X3）+IvB,即E→B电子的扩散电流，等于进入C的电子的漂移电流与在B区因电子复合产生的复合电流之和;此处可推导αT0

2. 发射结的发射效率γ0

对于NPN型晶体管，γ0定义为注入基区的电子电流与发射极总电流之比，即有

（定义)

代入Ip（X1）（B区空穴注入E区扩散电流）以及In（X2）（E区电子注入B区电子电流），得下式

3. 基区输运系数αT0

对于NPN晶体管，定义为到达集电结边界X3的电子电流In(X3）与注入基区的电子电流In（X2）之比,即有

（定义）

代入复合电流与E→B电子的扩散电流，再利用扩散系数与扩散长度的关系消去寿命τ2。3 非均匀基区晶体管的直流电放大系数

1. 形成过程：以NPN晶体管为例，在B区内,人为令靠近E区的部分掺杂浓度高，靠近C区的部分掺杂浓度低→产生浓度差,多子空穴从左扩散至右→左边空穴浓度低于杂质浓度，带负电荷;右边空穴浓度高于杂质浓度，带正电荷→产生向左的电场→电场强度一直增强，直到空穴的扩散运动强度等于漂移运动强度

2。目的：少子在基区中不但有扩散运动，还有漂移运动，甚至以漂移运动为主→缩短少子的基区渡越时间，有利于提高基区输运系数与电流放大系数

3。方法：已知基区多子掺杂浓度→利用基区空穴扩散电流与漂移电流大小相等，算出基区电场强度E→已知基区电子电流IEn，算出B区少子电子浓度随距离x、基区漂移系数η的关系式，如下图

4。结论

①同样的InB，漂移晶体管的基区少子总数下降（少子浓度曲线下方面积即代表总数）；杂质分布越陡峭，少子总数下降越厉害

②发射极注射效率γ0无变化，基区输运系数αT0 = 1 -W^2/ ［λ(Lnb）^2］,当基区漂移系数η为0时(即均匀正常掺杂）λ=2，η〉〉1时η=λ,故提高η可以提高电流增益

5。提高电流放大系数的措施

①适当增大E区Gummel数GE

②适当减小NB

③减小基区宽度

④加强工艺控制

2。4 非理想特性（nonideal effects）

1。厄利效应（基区宽度调制效应）（Early Effect)

①定义：当晶体管的集电结反向偏压发生变化时，空间荷区宽度 Xmc 也将发生变化，因而会引起有效基区宽度的相应变化，如图所示。这种由于外加电压引起有效基区宽度变化的现象称为基区宽度调制效应

②影响：有效基区宽度变窄，Ic增加（根据B区少子浓度曲线斜率）,同时β0增加

③厄利电压VA

理想情况下VA趋近于负无穷

④影响因素：基区掺杂NB、基区宽度XB。降低两者均会使β0增大，而厄利效应严重

2。 Sah效应（E-B结空间电荷区复合)

①定义：发射结势垒区的复合电流IER使得IE增大，(根据定义)注射效率γ0降低

②影响：对IE、IB均有贡献，但对IC无贡献，故β0降低

3。 Webster效应（Base Conductance Modulation/基区电导调制效应）—-基区大注入

定义、影响：当VBE 较大、注入电子时→基区中也有大量的空穴积累（并维持与电子相同的浓度梯度)，这相当于增加了基区的掺杂浓度, 使基区电阻率下降～基区电导调制效应→ IEp增大→注射效率γ降低,β0下降

注：是引起大电流β0下降的主要原因

4. Kirk效应（Base Push Out/基区展宽效应)——发射区大注入效应

①定义：在大电流时，基区发生展宽的现象

②过程

①是小注入，③是注入的电子正好中和集电区一边的正空间电荷

③影响：a。基区存储少子电荷增加 b.β0下降 c。频率特性变差（严重影响高频特性）

④措施：提高NC、设定最大Ic等

5。发射极电流集边效应——使大注入加剧

①定义:发射极电流集中在发射极的边缘

②原因:基极电阻引起横向电压→ E极输入电流密度由边缘至中央指数下降→IE将集中在发射结边缘附近

③影响：a.使发射结边缘处电流密度↑,易产生边缘Webster效应及Kirk效应,β0下降 b.局部过热 c.影响功率特性

④措施：a.采用插指结构 b。NB不能太低(降低基极电阻）

6。发射区禁带变窄

①原因：E区重掺→禁带宽度变窄

②影响:发射结注入效率γ下降

总结:

2.5 BJT频率参数

1。α截止频率fα

定义：共基极短路电流放大系数下降到低频的3dB所对应的频率

2. β截止频率fβ

定义：共发射极电流放大系数β下降到低频β0的3dB时所对应的频率3。特征频率 fT

定义:共发射极电流放大系数∣β∣=1 时所对应的频率

4。最高振荡频率fM

定义：共发射极运用时，功率增益等于 1时所对应的频率,此时晶体管的输出功率等于输入功率

2.6 共基极交流小信号α频率特性分析

1。交流小信号电流传输过程

①通过发射结

iCTe为发射结势垒结电容分流电流

②基区输运阶段

iCDe表示发射结扩散电容分流电流

③集电结势垒区渡越阶段

,为集电结势垒区输运系数

④通过集电区阶段

，为集电区衰减因子

综上，交流小信号相比于直流，其多了E结势垒电容CTe的充放电电流、E结扩散电容CDe的充放电电流、集电结渡越时间中电流衰减、C结势垒电容CTc的充放电电流影响：使电流增益下降、使信号延迟产生相位差

2. 晶体管共基极高频等效电路

3. 共基极交流电流放大系数α及截止频率fα的定量分析

①发射区注入效率γ和发射结电容充电时间τe

=re*CTe,其中re=Vt/IE，CTe为正偏势垒电容，故需要乘上常数

②基区输运系数αT和基区渡越时间τb

③集电极势垒区输运系数αdc和集电极耗尽区渡越时间τd

，其中Xmc为C区空间电荷区宽度，usl为载流子极限速度

④集电区衰减因子αc和集电结电容充电时间τc

，代表通过集电区串联电阻rcs对势垒电容的充放电时间常数

⑤共基极电流放大系数及其截止频率

2.7 共射极交流小信号β频率特性分析

1. 共发射极交流电流放大系数β和截止频率fβ

2。特征频率fT

①定义：共射组态下电流失去放大能力的频率

②表达式

③与fα、fβ的关系

3. 提高特征频率的有效途径

①减小基区宽度（τb）

②减小结面积（τe、τc的电容）

③适当降低集电区电阻率及其厚度（降低rc提高τc，又不至于影响击穿电压,使功率特性差；降低τd)

④兼顾功率特性和频率特性的外延晶体管结构（npnn +）

2。8 基区串联电阻RB

1. 定义：基极电流IB经基极引线经非工作基区流到工作基区所产生的压降,当做一个电阻产生，则其为基区串联电阻

2. 影响

①基区自偏压效应导致的电流集边效应

②使输入阻抗增大

③在线路应用中形成反馈（影响晶体管的功率特性和频率特性）

2.9 发射极电流集边效应与晶体管图形设计

1. 基区自偏压效应定义:大电流→ 较大IB流过基极电阻，产生较大横向压降→ 发射结正向偏置电压由边缘至中心逐渐减少，电流密度则由中心至边缘逐渐增大

2. 线电流密度：发射极单位周长电流容量

3。提高线电流密度措施

①外延层电阻率选得低一些

②直流放大系数β0或fT尽量做得大些

③在允许的范围内适当提高集电结偏压及降低基区方块电阻

2。10 BJT的击穿电压与外延参数确定

1。穿通

①机理：随着收集结上反偏电压的不断增加，收集结空间电荷区扩展至整个基区

②穿通时的BC结电压

2。雪崩击穿

其意为:基极开路时击穿电压比真实的雪崩击穿电压小，缩小的比例为n次开方β

3. 提高Vpt的方法

①提高WB、NB，与提高增益矛盾

②减小NC，与提高fT矛盾

实际设计中令 Vpt >BV CBO，即防止C结雪崩击穿前先发生穿通4。外延结构晶体管特点

同时满足击穿特性与频率特性（N+衬底降低rC)，较好解决矛盾

2。11 BJT的安全工作区

1. 二次击穿

2. 措施：加入肖特基钳位二极管

2。12 BJT的开关作用

1. 饱和状态：饱和状态又分为临界饱和与深。饱和.集电结UBC =0的情况称为临界饱和；当集电结偏压UBC〉 0时成为深饱和

2。饱和深度S

2.13 BJT的开关过程分析

1. 提高开关速度途径

内部:

①掺金，减少少子寿命，减少饱和时的超量存贮电荷

②减小结面积，降低发射极集电极结电容

③减小基区宽度，从而减小Qb，使基区少子浓度变化更快

④采用外延结构，降低饱和压降UCES

外部：

①加大IB从而缩短td和tr，同时为了防止深饱和,选S=4

②加大反向IB′

③考虑工作在临界饱和状态

④在UCC与IB一定时，选择较小的RL可使晶体管不进入太深的饱和状态

2。 BC结并联肖特基二极管的优点

晶体管进入饱和区时，BC结为正偏，于是肖特基二极管也变为正偏，由于其开启电压较小，大部分过剩的IB被分流走了,因此存储在B区和C区的过剩少子电荷大大减少

2。14 BJT的开关参数与模型

0. E-M模型:可以描述两个结在不同工作状态下的情况，也就是可以应用于任何模式的晶体管

1. EM-1

2. EM-2

半导体器件物理II必背公式定理考点概要

半二复习笔记 1.1M OS结构 1.费米势：禁带中心能级(EFi)与费米能级(EF)之差的电势表示 2.表面势：半导体表面电势与体内电势之差，体内EFi和表面EFi之差的电势表示 3.金半功函数差

4.P沟道阈值电压 注意faifn是个负值 1.3 MOS原理 1. MOSFET非饱和区IV公式 2. 跨导定义：VDS一定时，漏电流ID随VGS变化率，反映了VGS 对ID 的控制能力

3. 提高饱和区跨导途径 4.衬底偏置电压VSB>0，其影响 5. 背栅定义：衬底能起到栅极的作用。VSB变化，使耗尽层宽度变化，耗尽层电荷变

化；若VGS不变，则反型沟道电荷变化，漏电流变化 1.4 频率特性 1. MOSFET频率限制因素：①沟道载流子的沟道运输时间（通常不是主要的限制因素） ②栅电容充放电需要时间 2. 截止频率：器件电流增益为1时的频率 高频等效模型如下： 栅极总电容CG看题目所给条件。 若为理想，CgdT为0，CgsT约等于Cox，即CG=Cox； 非理想情况即栅源、栅漏之间有交叠，产生寄生电容：①CgdT的L为交叠部分长度②CgsT的L为L+交叠部分长度（CgsT=Cgs+Cgsp）。

3. 提高截止频率途径 1.5 CMOS 1.开关特性 2.闩锁效应过程

2.1 非理想效应 1. MOSFET亚阈特性 ①亚阈值电流：弱反型态：势垒较低→电子有一定几率越过势垒→形成亚阈值电流 ②关系式： ③注：若VDS>4（kT/e），最后括号部分≈1，IDsub近似与VDS无关 ④亚阈值摆幅S：漏电流减小一个数量级所需的栅压变化量，S是量化MOS管能否随栅压快速关断的参数。 ⑤快速关断：电流降低到Ioff所需VGS变化量小。因此S越小越好

半导体及晶体管的发明

晶体管的发明 美国三位博士发明晶体管 1947年12月日，美国科学家巴丁博士、布菜顿博士和肖克莱博士，在导体电路中进行用半导体晶体把声音信号放大的实验时，发明了科技史上具有划时代意义的成果——晶体管。因它是在圣诞节前夕发明的，而且对人们未来的生活发生如此巨大的影响，所以被称为“献给世界的圣诞节礼物”。 1947年12月日，美国新泽西州墨累山的贝尔实验室里，3位科学家——巴丁博士、布菜顿博士和肖克莱博士在紧张而又有条不紊地做着实验。他们在导体电路中正在进行用半导体晶体把声音信号放大的实验。3位科学家惊奇地发现，在他们发明的器件中通过的一部分微量电流，竟然可以控制另一部分流过的大得多的电流，因而产生了放大效应。这个器件，就是在科技史上具有划时代意义的成果——晶体管。这３位科学家因此共同荣获了56年诺贝尔物理学奖。 晶体管促进并带来了“固态革命”，进而推动了全球范围内的半导体电子工业。作为主要部件，它及时、普遍地首先在通讯工具方面得到应用，并产生了巨大的经济效益。由于晶体管彻底改变了电子线路的结构，集成电路以及大规模集成电路应运而生，这样制造像高速电子计算机之类的高精密装置就变成了现实。 晶体管发明人之一a in 1936年，在号称“工程师的摇篮”的美国麻省理工学里，一位不速客悄悄推开了博士生肖克利的房门。来者自报家门，说明他来自贝尔实验室，大名叫做凯利。肖克利吃了一惊，他久闻这位著名物理学家的大名。 “小伙子，愿意来贝尔实验室工作吗？”凯利快人快语，毫不掩饰自己来麻省“挖人”的意图。凯利的话使肖克利怦然心动，贝尔实验室在电子学方面开展着世界上规模最大的基础研究，发明专利的注册已达近万项之多。肖克利太愿意到贝尔实验室工作了！毕业后，他毫不迟疑地打点行装，来到了新泽西。

数字电子技术基础总复习要点

数字电子技术基础总复习要点 一、填空题 第一章 1、变化规律在时间上和数量上都是离散是信号称为数字信号。 2、变化规律在时间或数值上是连续的信号称为模拟信号。 3、不同数制间的转换。 4、反码、补码的运算。 5、8421码中每一位的权是固定不变的，它属于恒权代码。 6、格雷码的最大优点就在于它相邻两个代码之间只有一位发生变化。 第二章 1、逻辑代数的基本运算有与、或、非三种。 2、只有决定事物结果的全部条件同时具备时，结果才发生。这种因果关系称为逻辑与，或称逻辑相乘。 3、在决定事物结果的诸条件中只要有任何一个满足，结果就会发生。这种因果关系称为逻辑或，也称逻辑相加。 4、只要条件具备了，结果便不会发生；而条件不具备时，结果一定发生。这种因果关系称为逻辑非，也称逻辑求反。 5、逻辑代数的基本运算有重叠律、互补律、结合律、分配律、反演律、还原律等。举例说明。 6、对偶表达式的书写。 7、逻辑该函数的表示方法有：真值表、逻辑函数式、逻辑图、波形图、卡诺图、硬件描述语言等。 8、在n变量逻辑函数中，若m为包含n个因子的乘积项，而且这n个变量均以原变量或反变量的形式在m中出现一次，则称m为该组变量的最小项。 9、n变量的最小项应有2n个。 10、最小项的重要性质有：①在输入变量的任何取值下必有一个最小项，而

且仅有一个最小项的值为1；②全体最小项之和为1；③任意两个最小项的乘积为0；④具有相邻性的两个最小项之和可以合并成一项并消去一对因子。 11、若两个最小项只有一个因子不同，则称这两个最小项具有相邻性。 12、逻辑函数形式之间的变换。（与或式—与非式—或非式--与或非式等） 13、化简逻辑函数常用的方法有：公式化简法、卡诺图化简法、Q-M法等。 14、公式化简法经常使用的方法有：并项法、吸收法、消项法、消因子法、配项法等。 15、卡诺图化简法的步骤有：①将函数化为最小项之和的形式；②画出表示该逻辑函数的卡诺图；③找出可以合并的最小项；④选取化简后的乘积项。16、卡诺图法化简逻辑函数选取化简后的乘积项的选取原则是：①乘积项应包 含函数式中所有的最小项；②所用的乘积项数目最少；③每个乘积项包含的因子最少。 第三章 1、用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路称为门电路。 2、CMOS电路在使用时应注意以下几点：①输入电路要采用静电防护；②输入电路要采取过流保护；③电路锁定效应的防护。 3、COMS电路的静电防护应注意以下几点：①采用金属屏蔽层包装；②无静电操作；③不用的输入端不能悬空。 4、CMOS电路的输入电路过流保护措施有：①信号源内阻太低时，在输入端与信号源之间串接保护电阻；②输入端接有大电容时，在输入端与电容之间接入保护电阻；③输入端接长线时，在门电路的输入端接入保护电阻。 5、目前，应用最广泛的集成门电路有CMOS和TTL两大类。 6、集成门电路的外特性包含两个内容：①逻辑功能，即输入输出之间的逻辑关系；②外部的电气特性，包括电压传输特性、输入特性、输出特性和动态特性等。 第四章 1、根据逻辑功能的不同特点，可以将数字电路分成两大类，一类称为组合逻

半导体 教学设计

半导体 、内容分析 1.1课标解析 《全日制义务教育物理课程标准》对半导体的表述是“了解半导体材料的特点及应用”． 从“课标”的表述可以看出，对于半导体的要求属于“了解”的层次．了解半导体材料的特点及应用，了解半导体对人类生活和社会发展带来的影响．扩展知识面。 1.2知识点介绍 本节内容由材料的导电性、半导体元件和半导体的应用三部分组成． 在教学时，首先从导电性的不同，感知材料可分为导体、半导体、绝缘体三大类，从而引出半导体是导电性介于导体与绝缘体之间，具有一些特殊物理性质的材料．进而引导学生了解半导体元件：二极管、三极管具有的一些独特功能，让学生在强烈的求知欲中了解半导体的应用。 1.3重点和难点 了解半导体材料的特点及应用是本节教学的重点．以学生在网上下载半导体材料技术的文章，知道半导体材料技术的广阔前景和半导体材料技术的最新动态．根据《物理课程标准》的要求：物理课程应改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历网上搜集信息的过程，培养学生的探究精神、实践能力以及创新意识．这是新课程基本理念的要求和体现． 二、教学设计 2.1教材简介 一、内容安排 沪科版教材将“半导体”安排在第十九章“材料世界”．本节是本章的重点内容，本节教学从了解材料的导电性的不同分为：导体、半导体、绝缘体。半导体一些特殊物理性质，半导体元件的一些独特功能入手，进而引申半导体的广阔应用。 与人教版不同在于，半导体的有关内容被安排初二下册第六章第三节“电阻”

一节“世界科学”中，按导电性的不同分为：导体、绝缘体、半导体和超导体。注重知识的逻辑性和整理性，教材安排符合学生归类的认识过程． 二、基本要求 1．知道身边各种材料中按导电性不 同可分：导体、半导体、绝缘体三大类； 2．了解半导体材料的一些特点； 3．了解半导体材料的发展对社会的 影响。 三、教学建议 1．材料的导电性：由图19-17让学 生感知身边形形色色的材料，通过实验 探究物质的导电性，学生讨论是否任何 物质都具有导电性，从而学生按导电性 的不同可分为：导体、半导体、绝缘体三大类。进一步引导学生在对日常生活中进行观察的基础上，分别例举生活中的各种导体和绝缘体。再让学生用实验体现 “导体和绝缘体没有绝对的界限”，它们 在一定条件下可以相互转化。继续讨论 半导体的不同之处，让学生知道半导体 的一些物理特性。 由于活动内容较简单，在教学中可 采用分小组讨论、大组汇报的形式进行 共同归纳． 2．半导体元件：尽量给学生展示用 半导体材料制成的各种半导体元件：半导体二极管、光电二极管、热敏电阻、发光二极管等等，引导学生进行实验探究“半导体二极管的单向导电性”．在条件允许的情况下，用光电二极管、热敏电阻、发光二极管、三极管等多做些小实验，激发学生对现代科学技术的探索兴趣。 3．半导体的应用：在教学中可采用课前分小组网上查阅半导体材料的广阔前景和半导体材料技术的最新动态、课堂上以大组汇报的形式进行共同归纳．

GaN学习笔记

GaN是直接跃迁的宽带隙材料，具有禁带宽度大(3.4eV，远大于Si 的1.12eV，也大于SIC的3.0eV)，电子漂移饱和速度高，介电常数小，导热性能好等特点，在光电子器件和电子器件领域有着广泛的应用前景。GaN材料与金属欧姆接触的性能对器件有着重要的影响。低阻欧姆接触是GaN基光电子器件所必需的。 本论文分析了国内外GaN基光电子器件研究的历史和现状，重点对金属与n型GaN的欧姆接触进行了研究。在此基础上，在蓝宝石基和Si基GaN上制作了MSM结构光导型探测器，并对MSM探测器的结构进行了优化。 主要工作如下: 1.研究了Al单层电极及Ti/Al双层电极与蓝宝石基GaN在不同退火条件下的欧姆接触情况，并用X射线衍射谱(XRD)，二次离子质谱(SIMS)对界面固相反应进行了分析。并建立了一套欧姆接触电阻率测试系统。 2.研究了表面处理对n-GaN上无合金化的Ti/A1电极起的作用，比较了(NH4)S x溶液和CH3CSNH2/NH4OH溶液两种不同的表面处理方法对GaN材料光致发光谱(PL谱)以及Ti/Al电极欧姆接触性能的影响。在用CH3CSNH2/NH4OH溶液处理过的样品上制作的无合金化的Ti/Al电极，可得到较低的4.85~5.65*10-4Ω·cm2的接触电阻率，而且材料的发光特性也有明显提高。 3.在蓝宝石基和si基GaN上分别制作了MSM结构的光导型紫外探测器。测试了光响应度等参数。

4.利用Matlab软件对MSM结构的电场进行模拟，对MSM结构几何参数进行了优化。 GaN基材料，是指IIIA族元素Al、Ga、In等与V族元素N形成的化合物(AIN、GaN、InN)以及由它们组成的多元合金材料(In x Ga1-x N，Al x Ga1-x N等)。这些化合物的化学键主要是共价键，由于构成共价键的两种组分在电负性上较大的差别，在该化合物键中有相当大的离子键成分，它决定了各结构相的稳定性。III族氮化物AIN，GaN和InN 可以结晶成下列三种结构:(l)纤锌矿(α相);(2)闪锌矿(β相);(3)岩盐矿。在通常的条件下，热力学稳定相是纤锌矿结构，而闪锌矿结构是亚稳态，只有在衬底上异质外延材料才是稳定的。纤锌矿结构的III-V材料都是直接带隙材料，随着合金组分的改变，其禁带宽度可以从InN 的1.9eV连续变化到GaN的3.4ev，再到AIN的6.2eV[1，2]。这相应于覆盖光谱中整个可见光及远紫外光范围。还没有一种其他材料体系具有如此宽的和连续可调的直接带隙(见图2.1)。因此GaN基材料一直是第三代半导体材料的研究热点。 GaN具有纤锌矿和闪锌矿两种晶体结构，以六方晶系纤锌矿结构为常见。由于常用衬底蓝宝石上生长的GaN都是纤锌矿结构，所以纤锌矿结构的GaN更受人重视。GaN材料非常坚硬，其化学性质非常稳定，室温下不溶于水、酸和碱，熔点高，约为1700℃。GaN材料的禁带宽度为3.4eV，同时具有优良的电学性质。表2.1是GaN与Si、GaAs的一些参数的比较。

电子工程师的经验笔记

电子工程师必备基础知识（一） 运算放大器通过简单的外围元件，在模拟电路和数字电路中得到非常广泛的应用。运算放大器有好些个型号，在详细的性能参数上有几个差别，但原理和应用方法一样。 运算放大器通常有两个输入端，即正向输入端和反向输入端，有且只有一个输出端。部分运算放大器除了两个输入和一个输出外，还有几个改善性能的补偿引脚。 光敏电阻的阻值随着光线强弱的变化而明显的变化。所以，能够用来制作智能窗帘、路灯自动开关、照相机快门时间自动调节器等。 干簧管是能够通过磁场来控制电路通断的电子元件。干簧管内部由软磁金属簧片组成，在有磁场的情况，金属簧片能够聚集磁力线并使受到力的作用，从而达到接通或断开的作用。 电子工程师必备基础知识（二） 电容的作用用三个字来说：“充放电。”不要小看这三个字，就因为这三个字，电容能够通过交流电，隔断直流电；通高频交流电，阻碍低频交流电。 电容的作用如果用八个字来说那就：“隔直通交，通高阻低。”这八个字是根据“充放电”三个字得出来的，不理解没关系，先死记硬背住。 能够根据直流电源输出电流的大小和后级（电路或产品）对电源的要求来先择滤波电容，通常情况下，每1安培电流对应1000UF-4700UF是比较合适的。 电子工程师必备基础知识（三） 电感的作用用四个字来说：“电磁转换。”不要小看这四个字，就因为这四个字，电感能够隔断交流电，通过直流电；通低频交流电，阻碍高频交流电。电感的作用再用八个字来说那就：“隔交通直，通低阻高。”这八个字是根据“电磁转换”三个字得出来的。 电感是电容的死对头。另外，电感还有这样一个特点：电流和磁场必需同时存在。电流要消失，磁场会消失；磁场要消失，电流会消失；磁场南北极变化，电流正负极也会变化。 电感内部的电流和磁场一直在“打内战”，电流想变化，磁场偏不让变化；磁场想变化，电流偏不让变化。但，由于外界原因，电流和磁场都可能一定要发生变化。给电感线圈加上电压，电流想从零变大，可是磁场会反对，因此电流只好慢慢的变大；给电感去掉电压，电流想从大变成零，可是磁场又要反对，可是电

现代半导体器件物理复习题

如对您有帮助，欢迎下载支持，谢谢！ 半导体器件物理复习题 1．简述 Schrodinger 波动方程的物理意义及求解边界条件。 2．简述隧道效应的基本原理。 3．什么是半导体的直接带隙和间接带隙。 4．什么是 Fermi-Dirac 概率函数和 Fermi 能级，写出 n(E) 、p(E)与态密度和 Fermi 概率函数的关系。 5．什么是本征 Ferm 能级？在什么条件下，本征 Ferm 能级处于中间能带上。 6．简述硅半导体中电子漂移速度与外加电场的关系。 7．简述 Hall 效应基本原理。解释为什么 Hall 电压极性跟半导体类型(N 型或 P 型) 有关。 8．定性解释低注入下的剩余载流子寿命。 9．一个剩余电子和空穴脉冲在外加电场下会如何运动，为什么？ 10．当半导体中一种类型的剩余载流子浓度突然产生时，半导体内的净电荷密度如何变化？为什么？ 11．什么是内建电势？它是如何保持热平衡的？ 12．解释 p-n 结内空间电荷区的形成机理及空间电荷区宽度与外施电压的关系。 13．什么是突变结和线性剃度结。 14．分别写出 p-n 结内剩余少子在正偏和反偏下的边界条件。 15．简述扩散电容的物理机理。 16．叙述产生电流和复合电流产生的物理机制。 17．什么理想肖特基势垒？用能带图说明肖特基势垒降低效应。 18．画出隧道结的能带图。说明为什么是欧姆接触。 19．描述npn 三极管在前向有源模式偏置下的载流子输运过程。 20．描述双极晶体管在饱和与截止之间开关时的响应情况。 21．画出一个 n-型衬底的 MOS 电容在积聚、耗尽和反型模式下的能带图。 22．什么是平带电压和阈值电压 23．简要说明 p-沟道器件的增强和耗尽型模式。 24．概述 MESFET 的工作原理。 25．结合隧道二极管的 I-V 特性，简述其负微分电阻区的产生机理。 26．什么是短沟道效应？阐述短沟道效应产生的原因及减少短沟道效应的方法。 短沟道效应(shortchanneleffect)：当金属 -氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET) 的沟道长度 L 缩短到可与源和漏耗尽层宽度之和 (WS WD)相比拟时，器件将发生偏离长沟道(也即 L 远大于WS WD)的行为，这种因沟道长度缩短而发生的对器件特性的影响，通常称为短沟道效应。由于短沟道效应使 MOSFET 的性能变坏且工作复杂化，所以人们希望消除或减小这个效应，力图实现在物理上是短沟道的器件，而在电学上仍有长沟道器件的特性。 当器件尺寸缩减时 ,必须将短沟道效应降至最低程度 , 以确保正常的器件特性及电路工作 . 在器件按比例缩小设计时需要一些准则，一个简要维持长沟道特性的方法为将所有的尺寸及电压，除上一按比例缩小因素К (＞1)，如此内部电场将保持如同长沟道 MOSFET 一般，此方法称为定电场按比例缩小(constant-field scaling) [ 随器件尺寸的缩减，其电路性能(速度以及导通时的功率损耗)得到加强§．然而，在实际的 IC 制作中，较小器件的内部电场往往被迫增加而很难保持固定．这主要是因为一些电压因子(如电源供

2021年贵州大学半导体器件物理复习题

2021年贵州大学半导体器件物理复习题 1. 画出n型和p型硅衬底上理想的金属-半导体接触（理想金属-半导体接触的含义：金属-半导体界面无界面态，不考虑镜像电荷的作用）的能带图，(a) ?m > ?s, (b) ?m < ?s. 分别指出该接触是欧姆接触还是整流接触? （要求画出接触前和接触后的能带图） 理想金属--n硅半导体接触前的能带图( ?m > ?s) 理想金属--n硅半导体接触平衡态能带图(?m < ?s) 理想金属--p硅半导体接触平衡态能带图( ?m > ?s ) 理想金属--p硅半导体接触平衡态能带图(?m < ?s) 2. 画出Al-SiO2-p型Si衬底组成的MOS结构平衡态的能带图，说明半导体表面状态。Al的电子亲和势?=4.1eV，Si的电子亲和势?=4.05eV。假定栅极-氧化层-衬底无界面态， 氧化层为理想的绝缘层。 半导体表面处于耗尽或反型状态。 3. 重掺杂的p+多晶硅栅极-二氧化硅-n型半导体衬底形成的MOS结构，画出MOS结 构在平衡态的能带图，说明半导体表面状态。假定栅极-氧化层-衬底无界面态，氧化层为 理想的绝缘层。

4. 重掺杂的n+多晶硅栅极-二氧化硅-p型半导体衬底形成的MOS结构，画出MOS结 构在平衡态的能带图，说明半导体表面状态。假定栅极-氧化层-衬底无界面态，氧化层为 理想的绝缘层。 5. 画出能带图，说明MOSFET的DIBL效应。 6. 从能带图的变化说明pnpn结构从正向阻断到正向导通的转换过程。 7. 画出突变pn结正偏及反偏条件下的能带图，要求画出耗尽区及少数载流子扩散区 的准费米能级，说明画法依据。 正偏pn结能带图说明1：在�Cxp处，空穴浓度等于p区空穴浓度，空穴准费米能级 等于p区平衡态费米能级。在耗尽区，空穴浓度下降，但本征费米能级下降，根据载流子 浓度计算公式，可认为空穴浓度的下降是由本征费米能级的下降引起的，而空穴准费米能 级在耗尽区近似为常数。空穴注入n区中性区后，将与电子复合，经过几个扩散长度后， 复合殆尽，最终与n区平衡态费米能级重合。因此空穴准费米能级在n区扩散区内逐渐升高，并最终与EFn合一。同理可说明电子准费米能级的变化趋势。 反偏pn结能带图说明：外加电场加强了空间电荷区的电场，空间电荷增加，空间电 荷区变宽，势垒升高，n区空间电荷区外侧的电子准费米能级的变化几乎为零，在空间电 荷区，电子浓度迅速降低，但由于本征费米能级迅速上升，按照非平衡载流子浓度公式， 电子准费米能级在空间电荷区的变化可忽略不计，在空间电荷区外的P型侧的几个扩散长 度内，电子浓度逐渐升高，最终等于P区的平衡值，因此，电子的准费米能级也逐渐上升，最终与P区的空穴准费米能级合一，同理可解释反偏PN结空穴费米能级的变化。 8. 用能带图说明ESAKI二极管工作原理。 器件工作机理和概念 1. 简述pn结突变空间电荷区近似（耗尽近似）的概念。 提要：冶金界面两边的浓度差―多数载流子扩散―界面n型侧留下不可动的带正电的 电离施主，界面p型侧留下不可动的带负电的电离受主。电离施主和电离受主形成的区域 称为空间电荷区。由电离施主指向电离受主的电场称为自建电场。自建电场对载流子有反 方向的漂移作用。当扩散作用与漂移作用达到动态平衡时，空间电荷区电荷固定，自建电 场的大小固定，接触电势差为定值。 “突变空间电荷区近似”模型认为，由于自建电场的作用，可近似认为空间电荷区内 的自由载流子―电子和空穴被完全“扫出”该区域，只剩下电离受主和电离施主原子， 空间电荷区是一个高阻区，所以空间电荷区又称为耗尽区或阻挡层。此外，空间电荷区的 边界虽然是缓变的，但计算表明过度区很窄，因此，可近似认为空间电荷区边界是突变的。

半导体器件物理-复习重点

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？ 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。

⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛=+=2 ln i d a Fn Fp bi n N N e kT V φφ 1.4 空间电荷区的宽度计算 2 /1)(2⎥⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=d a d a R bi s N N N N e V V W ε n d p a x N x N = 1.5 PN 结电容的计算 W N N V V N N e C s d a R bi d a s εε= ⎥ ⎦⎤⎢⎣⎡++=2 /1))((2' 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pn 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

《半导体器件物理》复习题2012

《半导体器件物理》复习思考题2012.12 （一）判断对错：(对的打“√”，错的打“×”) （1）p-n结势垒区中存在有空间电荷和强的电场。（√） （2）单边突变的p+-n结的势垒区主要是在掺杂浓度较高的p+型一边。（×） （3）热平衡、非简并p-n结（同质结）的势垒高度可以超过半导体的禁带宽度。（×）（4）突变p-n结因为是由均匀掺杂的n型半导体和p型半导体构成的，所以势垒区中的电场分布也是均匀的。（×） （5）因为在反向电压下p-n结势垒区中存在有较强的电场，所以通过p-n结的反向电流主要是多数载流子的漂移电流。（×） （6）p-n结所包含的主要区域是势垒区及其两边的少数载流子扩散区。（√） （7）p-n结两边准费米能级之差就等于p-n结上所加电压的大小。（√） （8）金属与半导体接触一般都形成具有整流特性的Schottky势垒，但如果金属与较高掺杂的半导体接触却可以实现欧姆接触。（√） （9）BJT的共基极直流电流增益α0，是除去集电极反向饱和电流之外的集电极电流与发射极电流之比。（√） （10）BJT的特征频率f T决定于发射结的充电时间、载流子渡越中性基区的时间、集电结的充电时间和载流子渡越集电结势垒区的时间。（√） （11）集电极最大允许工作电流I CM是对应于晶体管的最高结温时的集电极电流。（×）（12）使BJT由截止状态转换为临界饱和状态，是由于驱动电流I BS= I CS/β≈V CC/βR L的作用；而进一步要进入过驱动饱和状态，则还需要人为地在集电极上加正向电压。（×）（13）在过驱动饱和状态下工作的BJT，除了需要考虑基区中的少数载流子存储效应以外，还需要考虑集电区中的少数载流子存储效应。（√） （14）异质结双极型晶体管(HBT)，由于采用了宽禁带的发射区，使得注射效率与发射结两边的掺杂浓度关系不大，所以即使基区掺杂浓度较高，也可以获得很高的放大系数和很高的特征频率。（√） （15）对于耗尽型的长沟道场效应晶体管，在栅极电压一定时，提高源-漏电压总可以使沟道夹断。（√） （16）当耗尽型场效应晶体管的沟道被夹断以后，沟道就不能够再通过电流了，漏极电流将

半导体器件物理复习题完整版

半导体器件物理复习题 一． 平衡半导体： 概念题： 1. 平衡半导体的特征（或称谓平衡半导体的定义） 所谓平衡半导体或处于热平衡状态的半导体，是指无外界（如电压、电场、磁场或温度梯度等）作用影响的半导体。在这种情况下，材料的所有特性均与时间和温度无关。 2. 本征半导体： 本征半导体是不含杂质和无晶格缺陷的纯净半导体。 3. 受主（杂质）原子： 形成P 型半导体材料而掺入本征半导体中的杂质原子（一般为元素周期表中的Ⅲ族元素）。 4. 施主（杂质）原子： 形成N 型半导体材料而掺入本征半导体中的杂质原子（一般为元素周期表中的Ⅴ族元素）。 5. 杂质补偿半导体： 半导体中同一区域既含受主杂质又含施主杂质的半导体。 6. 兼并半导体： 对N 型掺杂的半导体而言，电子浓度大于导带的有效状态密度， 费米能级高于导带底（0F c E E ->）；对P 型掺杂的半导体而言，空穴浓度大于价带的有效状态密度。费米能级低于价带顶（0F v E E -<）。 7. 有效状态密度： 穴的有效状态密度。 8. 以导带底能量c E 为参考，导带中的平衡电子浓度：

其含义是：导带中的平衡电子浓度等于导带中的有效状态密度乘以能量为导带低能量时的玻尔兹曼分布函数。 9. 以价带顶能量v E 为参考，价带中的平衡空穴浓度： 其含义是：价带中的平衡空穴浓度等于价带中的有效状态密度乘以能量为价带顶能量时的玻尔兹曼分布函数。 10. 11. 12. 13. 14. 本征费米能级Fi E ： 是本征半导体的费米能级；本征半导体费米能级的位置位于禁带中 央附近， g c v E E E =-。？ 15. 本征载流子浓度i n ： 本征半导体内导带中电子浓度等于价带中空穴浓度的浓度00i n p n ==。硅半导体，在 300T K =时，1031.510i n cm -=⨯。 16. 杂质完全电离状态： 当温度高于某个温度时，掺杂的所有施主杂质失去一个电子成为带正电的电离施主杂质；掺杂的所有受主杂质获得一个电子成为带负电的电离受主杂质，称谓杂质完全电离状态。 17. 束缚态： 在绝对零度时，半导体内的施主杂质与受主杂质成电中性状态称谓束缚态。束缚态时，半导体内的电子、空穴浓度非常小。 18. 本征半导体的能带特征：

半导体工艺笔记

半导体工艺笔记 全书主要内容：硅和硅片的制备、外延、热氧化、扩散、离子注入、化学气相沉积、物理气相沉积、光刻、刻蚀、封装。 一、绪论 1.芯片制造工艺：由“硅片”到“集成电路结构晶圆”之间的工艺步骤。 2.硅平面工艺：主要有氧化，光刻，扩散掺杂，蒸镀金属四个基本单项工艺构成。 3.晶体管芯片工艺流程:外延、氧化、光刻、掺杂（扩散或离子注入）、金属化（CVD、PVD） 5个单项工艺按照一定顺序排列构成的。 4.微电子工艺的特点（超净环境：不同的单项工艺要求的洁净室等级不同，光刻工艺要求 的最高；超纯材料：半导体材料（硅、锗）、其他功能性电子材料（Al、Au等金属化材料、掺杂气体、外延用气体高纯度材料）及工艺消耗品（化学试剂是高纯度试剂、石英器皿等杂质低）超纯水等；批量复制（高可靠、高精度、低成本、适合批量化大生产的加工工艺）） 5.简答：微电子器件主要选用硅，因此硅作为常规半导体材料的优势是什么？ (1)硅原料丰富：岩石、砂砾、尘土、水晶、玻璃。 (2)重量轻，密度只有2.33g/cm3。 (3)表面容易氧化。 (4)热学性能好，热膨胀系数小，热导率又高。 (5)工艺性能好。(6)机械性能良好 6.硅单晶的结构是：金刚石结构。金刚石结构的立方体晶胞含有4*1内部+6*0.5面上 +8*1/8角上=8个硅原子，*硅原子密度、*空间利用率。 7.硅器件与电路中常用的[晶向]和(晶面)，晶向和晶面互相垂直。 常用的[晶向]:[111]、[110]、[100] 常用的(晶面):(111)、(110)、(100) 晶体管最常使用（111）晶面的晶片来制造，集成电路和器件常使用（110）晶面的晶片来制造、集成电路常采用（100）晶面的硅片来制造。 硅的双层密排面和解理面都是 (111)晶面。 常用晶面原子分布，用来计算原子面密度=原子数/晶面面积 这个可以计算原子线密度=原子数/晶向长度 8.缺陷与杂质：点缺陷，线缺陷，面缺陷，体缺陷 点缺陷：空位、自填隙、杂质，杂质又有空位杂质和填隙杂质。（空位、自填隙可运动）线缺陷：位错。对硅晶体来说，位错线多位于(111)晶面之间，因为两层双层密排面。 硅晶体的（111）面是滑移面。

半导体器件物理与工艺复习题

半导体器件物理复习题 第二章： 1） 带隙：导带的最低点和价带的最高点的能量之差，也称能隙。 物理意义：带隙越大，电子由价带被激发到导带越难，本征载流子浓度就越低，电导率也就越低 2）什么是半导体的直接带隙和间接带隙？ 其价带顶部与导带最低处发生在相同动量处(p ＝0)。因此，当电子从价带转换到导带时，不需要动量转换。这类半导体称为直接带隙半导体。 3）能态密度：能量介于E ～E+△E 之间的量子态数目△Z 与能量差△E 之比 4）热平衡状态：即在恒温下的稳定状态.(且无任何外来干扰,如照光、压力或电场). 在恒温下,连续的热扰动造成电子从价带激发到导带，同时在价带留下等量的空穴.半导体的电子系统有统一的费米能级,电子和空穴的激发与复合达到了动态平衡，其浓度是恒定的，载流子的数量与能量都是平衡。即热平衡状态下的载流子浓度不变。 5）费米分布函数表达式？ 物理意义：它描述了在热平衡状态下,在一个费米粒子系统（如电子系统）中属于能量E 的一个量子态被一个电子占据的概率。 6 本征半导体价带中的空穴浓度： 7）本征费米能级Ei ：本征半导体的费米能级。在什么条件下，本征Fermi 能级靠近禁带的中央：在室温下可以近似认为费米能级处于带隙中央 8） 本征载流子浓度n i : 对本征半导体而言，导带中每单位体积的电子数与价带每单位体积的空穴数相同,即浓度相同，称为本征载流子浓度，可表示为n ＝p ＝n i . 或：np=n i 2 9) 简并半导体：当杂质浓度超过一定数量后，费米能级进入了价带或导带的半导体。 10) 非简并半导体载流子浓度: 且有: n p=n i 2 其中: n 型半导体多子和少子的浓度分别为: p 型半导体多子和少子的浓度分别为: 第三章： 1）迁移率：是指载流子（电子和空穴）在单位电场作用下的平均漂移速度，即载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度，运动得越快，迁移率越大。定义为： 2）漂移电流: 载流子在热运动的同时，由于电场作用而产生的沿电场力方向的定向运动称作漂移运动。所构成的电流为漂移电流。定向运动的平均速度叫做漂移速度。在弱电场下，载流子的漂移速度v 与电场强度E 成正比, 定义为： m q c τμ=

芯片的原理和应用笔记pdf

芯片的原理和应用笔记 1. 芯片的定义和分类 •芯片是集成电路的一个重要组成部分，也称为芯片集成电路。其功能相对独立，由数百到数百万个电子元件（包括晶体管、电容器、电阻器等）组成。 •芯片按功能可分为逻辑芯片、存储芯片、模拟芯片和混合芯片等。 2. 芯片的原理 芯片的实现原理一般包括以下几个方面： - 半导体物理特性：芯片主要利用半 导体材料的导电性和非导电性特性来实现电子元件的功能。 - 工艺制造：芯片的制 造过程是通过光刻、离子注入、薄膜沉积等工艺完成对电子元件的制作和连接。 - 结构设计：芯片的结构设计包括电子元件的排列方式、层间连接方式等。 3. 芯片的应用 芯片在现代科技发展中起着重要的作用，广泛应用于各个领域： - 通信领域： 芯片在通信系统中起着关键作用，如在手机、路由器、通信基站等设备中应用。 - 电子设备领域：芯片在电子设备中广泛应用，如在计算机、电视、音响等设备中的主控芯片、存储芯片等。 - 汽车领域：芯片在汽车中的应用越来越广泛，如在发动 机控制模块、车载导航系统中的应用。 - 医疗领域：芯片在医疗设备中的应用也越 来越重要，如在医疗传感器、医学影像设备等中的应用。 - 工业控制领域：芯片在 工业自动化和控制系统中起着重要作用，如在PLC控制器、仪表检测等设备中的 应用。 4. 芯片的未来发展趋势 随着科技的不断进步，芯片的发展趋势也呈现出以下几个方面： - 高集成度： 芯片的集成度将越来越高，更多的功能将被集成到一个芯片中。 - 低功耗：未来芯 片的功耗将会更低，提高设备的续航能力和节能性能。 - 多核处理器：芯片的核心 数目将会越来越多，提升设备的计算能力和多任务处理能力。 - 特定应用芯片：针 对不同的应用领域，将会有更多特定功能的芯片被设计和应用。 5. 总结 芯片作为集成电路的重要组成部分，其原理和应用对现代科技的发展起着至关 重要的作用。了解芯片的原理和应用可以帮助我们更好地理解和应用现代科技产品，同时也能为芯片的未来发展提供一定的参考和思考。芯片行业随着科技的不断进步，未来仍将发展壮大，给人们的生活和各个领域带来更多便利和创新。

高中物理光电效应笔记

光电效应笔记 光电效应是高中物理的一个重要知识点，以下是关于光电 效应的一些笔记： 一、光电效应现象 1.光电效应是指光照在物质上，引起物质电性质发生变化的一类光物理现象。 2.当光照射在物质上时，物质可以吸收光子的能量并把能量 转化为电子的运动能量，从而产生光电流。 二、光电效应的基本规律 1.每种金属都有一个极限频率，只有光的频率大于这个极限频率时，才能产生光电效应。 2.光电子的最大初动能与光的强度无关，只与光的频率有关。光的频率越高，光电子的最大初动能越大。 3.光照强度增加，光电流增大。 三、光电效应的应用 1.光电管：利用光电效应制成的光电器件。它有一个光阴极和一个阳极，当光照射在光阴极上时，光阴极会发射电子，电子被阳极收集形成电流。 2.太阳能电池：太阳能电池也是利用光电效应原理工作的。 当太阳光照射在太阳能电池上时，电池中的半导体材料会吸收 光子能量，产生电子-空穴对，从而形成电流。 四、注意事项 — 1 —

1.在研究光电效应时，要注意区分光的频率和强度对光电效应的影响。 2.在计算光电子的最大初动能时，要使用爱因斯坦的光电效应方程：Ekm=hν-W0，其中Ekm是光电子的最大初动能，h是普朗克常量，ν是光的频率，W0是金属的逸出功。 3.在实际应用中，要注意选择合适的光源和光电器件，以达到最佳的效果。 五、光电效应的历史与发展 1.光电效应最早由德国物理学家赫兹在1887年发现，但当时并未引起重视。直到1905年，爱因斯坦提出了光电效应的理论解释，才引起了广泛的关注。 2.1916年，美国物理学家密立根通过实验验证了爱因斯坦的理论，使光电效应成为物理学中的一个重要现象。 3.随着科技的发展，光电效应的应用越来越广泛，如太阳能电池、光电倍增管、光电二极管等。 六、光电效应的类型 1.外光电效应：在光线作用下，电子逸出物体表面的现象，称为外光电效应。如光电管、光电倍增管等器件的工作原理就属于外光电效应。 2.内光电效应：在光线作用下，电子不逸出物体表面，而是在物体内部激发出载流子的现象，称为内光电效应。如太阳能电池、光敏电阻等器件的工作原理就属于内光电效应。 — 2 —

数字逻辑基础陈光梦答案

数字逻辑基础陈光梦答案 【篇一：真.数电课设】 设计任务书 课程名称：数字电子技术 题目：多功能数字钟 专业班级：电信0902 学生姓名：刘炜毅学号：28指导老师：李朝健审批： 任务书下达日期2006年10月30日星期一设计完成日期 2006年11月10日星期五 - 1 - - 2 - - 3 - 目录 一、总体设计方案 1.1 设计思路 1.2 总体设计框图 1.3 总电路图 二、单元电路模块设计 2.1 六十进制秒分电路模块 2.2 二十四进制时电路模块 2.3 校时电路模块 2.4 整点报时电路模块三、安装调试步骤 - 5 - - 5 - - 5 - - 6 - - 7 - - 7 - - 8 - - 9 - - 10 - - 11 - 四、故障分析与电路改进 - 11 - 五、总结与体会 - 12 - 六、附录（元器件清单） - 12 - 七、参考文献 - 13 - - 4 - 【篇二：微电子考研复习大纲】 料（3月29日更新) -------------------------------------------------------------------------------- 复旦大学微电子设计、工艺、电路与系统2008年最新考研资料（3月29日更新) 复旦大学微电子、电路与系统考研资料 我去年参加了复旦大学微电子设计的考试，开始的时候不知道考那个专业，所以收集了微电子设计、工艺和电路与系统的考研资料，现在把他转给大家，希望对大家有所帮助！ 去年我考的时候买了很多，有下面这些，我觉得大家有这些也就够了,请特别注意，复旦的数字电路大家反映很难，我当年4个题目一

高二年级物理知识点归纳笔记

高二年级物理知识点归纳笔记 （实用版） 编制人：__________________ 审核人：__________________ 审批人：__________________ 编制单位：__________________ 编制时间：____年____月____日 序言 下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢! 并且，本店铺为大家提供各种类型的教育资料，如幼儿教案、音乐教案、语文教案、知识梳理、英语教案、物理教案、化学教案、政治教案、历史教案、其他范文等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注! Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! Moreover, this store provides various types of educational materials for everyone, such as preschool lesson plans, music lesson plans, Chinese lesson plans, knowledge review, English lesson plans, physics lesson plans, chemistry lesson plans, political lesson plans, history lesson plans, and other sample texts. If you want to learn about different data formats and writing methods, please stay tuned!

[笔记]单晶硅与多晶硅的区别

[笔记]单晶硅与多晶硅的区别 单晶硅与多晶硅的区别 单晶硅和多晶硅的区别是，当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则形成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面，多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了，一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高，硅的纯度必须达到九个9。目前，人们已经能制造出纯度为十二个9 的单晶硅。单晶硅是电子计算机、自动控制系统等现代科学技术中不可缺少的基本材料。 高纯度硅在石英中提取，以单晶硅为例，提炼要经过以下过程:石英砂一冶金级硅一提纯和精炼一沉积多晶硅锭一单晶硅一硅片切割。 冶金级硅的提炼并不难。它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。这样被还原出来的硅的纯度约98-99%，但半导体工业用硅还必须进行高度提纯(电子级多晶硅纯度要求11个9，太阳能电池级只要求6个9)。而在提纯过程中，有一项“三氯氢硅还原法(西门子法)”的关键技术我国还没有掌握，由于没有这项技术，我国在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了，不仅提炼成本高，而且环境污染非常严重。我国每年都从石英石中提取大量的工业硅，以1美元,公斤的价格出口到德国、美国和日本等国，而这些国家把工业硅加工成高纯度的晶体硅材料，以46-80美元,公斤的价格卖给我国的太阳能企业。 得到高纯度的多晶硅后，还要在单晶炉中熔炼成单晶硅，以后切片后供集成电路制造等用。 什么是单晶硅

可以用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造，其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域，在军事电子设备中也占有重要地位。 在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天，利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能，实现了迈向绿色能源革命的开始。北京2008年奥运会将把“绿色奥运”做为重要展示面向全世界展现，单晶硅的利用在其中将是非常重要的一环。现在，国外的太阳能光伏电站已经到了理论成熟阶段，正在向实际应用阶段过渡，太阳能硅单晶的利用将是普及到全世界范围，市场需求量不言而喻。河北宁晋单晶硅工业园区正是响应这种国际趋势，为全世界提供性能优良、规格齐全的单晶硅产品。 单晶硅产品包括φ3”----φ6”单晶硅圆形棒、片及方形棒、片，适合各种半导体、电子类产品的生产需要，其产品质量经过当前世界上最先进的检测仪器进行检验，达到世界先进水平。 单晶硅的提炼方法 硅是地球上储量第二的化学元素，作为半导体材料，人们对它研究得最多、技术最成熟，而且晶硅性能稳定、无毒，因此成为太阳电池研究开发、生产和应用中的主体材料。但高纯度多晶硅在我国却十分短缺，绝大部分需要依赖进口。 高纯度硅在石英中提取，以单晶硅为例，提炼要经过以下过程:石英砂一冶金级硅一提纯和精炼一沉积多晶硅锭一单晶硅一硅片切割。 冶金级硅的提炼并不难。它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。这样被还原出来的硅的纯度约98-99%，但半导体工业用硅还必须进行高度提纯。电子级硅的杂质含量约(10^-10)%以下。而在提纯过程中，有一项“三氯氢硅还原法(西门子法)”的关键技术我国还没有掌握，由于没有这项技术，我国在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了，不仅提炼成本高，而且环境污染非常严重。