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实验指导书实验名称：实验二图示仪检测MOS管参数学时安排：4学时实验类别：验证性实验要求：必做￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣一、实验目的和任务1、用图示仪检测MOS直流参数；2、学习并掌握该仪器的基本测试原理和使用方法，并巩固及加深对晶体管原理课程的理解。
二、实验原理介绍同实验五三、实验设备介绍晶体管直流参数是衡量晶体管质量优劣的重要性能指标。
在晶体管生产中和晶体管使用前，须对其直流参数进行测试。
XJ4822晶体管图示仪是一类专门用于晶体管直流参数测量的仪器。
用该仪器可在示波管屏幕上直接观察各种直流特性曲线，通过曲线在标尺刻度的位置可以直接读出各项直流参数。
用它可测试晶体管的输出特性、输入特性、转移特性和电流放大特性等；也可以测定各种极限、过负荷特性。
四、实验内容和步骤1、测试场效应管2SK30、IRF830的直流参数。
准备工作：在仪器未通电前，把“辉度”旋至中等位置，“峰值电压”范围旋至0-10伏档，“功耗限制电阻”调到1K档，“峰值电压” 调到0位，“X轴作用”置集电极电压1伏/度档，“Y轴作用”置集电极电流1毫安/度档。
接通电源预热10分钟。
调节“辉度”和“聚焦”使显示的图像清晰。
晶体管特性图示仪是为普通的NPN、PNP晶体管的特性图示分析而设计的，要用它来检测场效应管，就必须找出场效应管和普通晶体管之间的相似点和不同处。
场效应管的源极( S )、栅极( G )和漏极( D )分别相当于普通晶体管的发射极( E )、基极( B )、和集电极( C )。
普通晶体管是电流控制元件，而场效应管则是电压控制元件。
1)场效应管2SK30是N-MOS器件，它的管脚分布如图6.1所示。
图6.1 2SK30管脚分布图按照管脚的分布插好管脚后，把“Y轴作用”调到0.2mA/div，“X轴作用”调到1V/div，扫描电压极性为“+”,“功耗限制电阻”调为250Ω，“峰值电压”范围为60% ,“阶梯档级”调到0.1V/div,“阶梯极性”为“-”，“级/簇”置为10。
微电子器件试验二极管高低温特性测试及分析 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】电子科技大学微固学院标准实验报告（实验）课程名称微电子器件电子科技大学教务处制表电子科技大学实验报告学生姓名：学号：指导教师：张有润实验地点： 211楼605 实验时间：一、实验室名称：微电子器件实验室二、实验项目名称：二极管高低温特性测试及分析三、实验学时：3四、实验原理：1、如图1，二极管的基本原理是一个PN结。
具有PN结的特性——单向导电性，如图2所示。
图 1 二极管构成原理2、正向特性：二极管两端加正向电压，产生正向电流。
正向电压大于阈值电压时，正向电流急剧增加，如图2 AB段。
3、反向特性：二极管两端加上反向电压，在开始的很大范围内，反向电流很小，直到反向电压达到一定数值时，反向电流急剧增加，这种现象叫做反向击穿，此时对应电压称为反向击穿电压。
4、温度特性：由于二极管核心是PN结，导电能力与温度相关，温度升高，正向特性曲线向左移动，正向压降减小；反向特性曲线向下移动，反向电流增大。
图 2 二极管直流特性五、实验目的：学习晶体管图示仪的使用，掌握二极管的高低温直流特性。
六、实验内容：1、测量当二极管的正向电流为100A时的正向导通压降；2、测试温度125度时二极管以上参数，并与室温下的特征参数进行比较。
七、实验器材（设备、元器件）：二极管、晶体管特性图示仪、恒温箱八、实验步骤：1、测晶体管的正向特性。
各旋钮位置为：•峰值电压范围 0~10V•极性（集电极扫描）正（+）•功耗限制电阻 ~1kΩ（适当选择）•x轴作用电压0 .1V/度•y轴作用电流10A/度2、测晶体管的反向特性。
各旋钮位置为：•峰值电压范围 0~10V•极性（集电极扫描）正（+）•功耗限制电阻 10k~100kΩ（适当选择）•x轴作用电压1V/度•y轴作用电流A/度3、对高温时的二极管进行参数测量。
《微电子封装技术》实验指导书适用专业：微电子制造工程桂林电子科技大学目录实验一BGA返修实验 (1)实验二引线键合实验 (11)1实验一 BGA返修实验一、 实验目的和意义1．实验目的①通过实验使学生进一步地了解BGA CSP/QFP的检测与返修的工艺流程。
②掌握现有返修台和AOI(自动光学检测仪)的结构原理、使用性能和操作方法。
③通过实验使学生对BGA CSP/QFP的检测与返技术有更深一层了解。
2．实验的意义随着BGA封装器件的出现并大量进入市场，针对高封装密度、焊点不可见等特点，电子制造厂商要控制BGAs的焊装质量，需充分运用高科技工具和手段，通过使用新的工艺方法，采用与之相适应、相匹配的检测手段，进一步提高BGAs的焊装质量的检测技术水平。
只有这样，生产过程中的质量问题才能得到控制。
同时，把在检测过程中反映出来的问题反馈直接到生产工艺中去加以解决，将会大大地减少返修工作量。
学生通过实验，进一步地了解、掌握BGAs的焊装质量检测技术，为今后工作打下良好基础。
二、 实验内容和要求1．掌握IR550A型返修台的基本组成。
2．了解并掌握BGA CSP/QFP返修工艺技术的内容及其特点。
3．了解并熟悉现有仪器设备的工作原理及其使用性能和操作方法。
4．了解并掌握在实际生产中，成品电路板（PCP）常见的问题。
5．了解BGA焊球植球的工艺流程。
6．了解BGA焊后如何进行质量检测。
三、 实验仪器与设备1、IR550A型的返修台 1台2、AOI-X-Ray-SCOPE 1台3、PCB板 若干块4、BGA芯片 若干颗5、锡求模具 1套6、吸锡带 1卷7、免清洗的助焊膏 1支8、植球专用镊子 1把四、仪器设备的原理和特点本实验室目前现有的返修台是由德国埃莎公司生产的IR550A型的红外返修台。
在80年代后期的相当一段时期内，大多数红外回流焊设备都是被热风回流焊设备所替代。
在红外回流焊设备中，其主要功能是对整块电路板进行焊接，由于板子、元器件、引脚等不同颜色对红外辐射的吸收率和反射率是不同的，以致造成电路板上各元器件的热量分布不均匀，焊接质量难予保证，这就是红外辐射加热的色敏现象。
微电子技术实验报告一、实验目的本实验旨在通过实际操作，加深对微电子技术的理解，掌握基本的电路设计和实验技能，提高学生的实践能力和动手能力。
二、实验原理微电子技术是一门研究电子器件、电路和系统中微观器件的制造工艺、物理特性、器件特性及其应用技术的学科。
本实验涉及到微电子技术中的基本器件，如二极管、场效应管等。
三、实验内容1. 利用示波器和信号源等工具，对二极管的正向和反向特性曲线进行测量。
2. 利用基本电路元件，如电阻、电容、电感等，设计并搭建一个简单的电路。
3. 使用场效应管并对其进行测试，掌握其工作原理和特性。
四、实验步骤1. 准备工作：连接示波器和信号源。
2. 测量二极管的正向特性曲线：在示波器上设置适当的参数，连接二极管并记录电压-电流特性曲线。
3. 测量二极管的反向特性曲线：更改示波器参数，连接二极管并记录反向漏电流。
4. 搭建简单电路：根据设计要求，选取合适的元件，进行电路搭建。
5. 测试场效应管：通过实验测试场效应管的工作状态，并记录相关数据。
五、实验数据及图表1. 二极管正向特性曲线图（插入图表）2. 二极管反向特性曲线图（插入图表）3. 搭建的简单电路图（插入图表）4. 场效应管测试数据（数据表）六、实验分析通过本次实验，我深刻理解了二极管的正反向特性曲线，掌握了电路设计和搭建的基本技能，并对场效应管有了更深入的了解。
实验过程中，通过数据的分析和曲线的对比，我得出了一些结论，并发现了一些问题需要进一步探讨和解决。
七、实验结论本实验通过对微电子技术中的基本器件进行实际操作，增强了我对电子器件特性的认识，提高了我的实验技能。
通过本次实验，我不仅学到了理论知识，还掌握了实践技能，为将来的学习和工作打下了坚实的基础。
八、参考文献1. 《微电子技术基础》2. 《电子技术实验指导》（以上为实验报告内容，供参考。
）。
微电子技术基础教案1. 引言本教案旨在介绍微电子技术的基础知识和应用。
微电子技术是研究和应用微观电子器件的学科，对现代电子领域具有重要意义。
通过本教案的研究，学生将能够掌握微电子技术的基本原理和应用方法。
2. 教学目标- 理解微电子技术的概念和基本原理- 掌握微电子器件的制造和工艺流程- 了解常见的微电子器件及其应用领域- 能够运用微电子技术解决实际问题3. 教学内容3.1 微电子技术概述- 微电子技术的定义和发展历程- 微电子技术在现代科技中的应用领域3.2 微电子器件制造- 半导体材料的选取与制备- 微电子器件的工艺流程介绍- 常见的微电子器件制造方法3.3 微电子器件与应用- 二极管、晶体管和集成电路等常见微电子器件的原理和特点- 微电子器件在电子产品中的应用案例3.4 微电子技术的应用案例- 微电子技术在通信、电子设备和医疗等领域的应用案例- 运用微电子技术解决实际问题的案例分享4. 教学方法- 讲授：通过课堂讲解，介绍微电子技术的相关知识和概念。
- 实验：组织学生进行微电子器件的制作实验，加深对技术原理的理解。
- 讨论：引导学生进行小组讨论，探讨微电子技术在实际应用中的价值和挑战。
- 教材：使用教材配套的题和案例分析，提升学生的应用能力。
5. 教学评估- 作业：布置相关题和实验报告，检验学生对微电子技术的理解和应用能力。
- 考试：组织期末考试，考察学生对微电子技术的掌握情况。
- 评价：根据学生的表现和成绩，对其研究情况进行评价和反馈。
6. 教学资源- 教材：《微电子技术基础教程》- 实验设备：半导体加工实验室等相关设备- 参考资料：相关学术论文和电子期刊7. 教学时序- 第1周：微电子技术概述- 第2周：微电子器件制造工艺- 第3周：微电子器件原理和特点- 第4周：微电子技术的应用案例- 第5周：实验室实践和案例分享- 第6周：复和考试8. 总结通过这门课程的研究，学生将能够对微电子技术有一个全面的了解，并具备一定的应用能力。
《电子技术基础》正式教案第一章：电子技术概述1.1 电子技术的定义与发展介绍电子技术的定义讲解电子技术的发展历程1.2 电子技术的基本组成部分介绍电子电路的基本组成部分讲解电子元件的功能和特点1.3 电子技术的基本测量与测试方法介绍电子技术的测量与测试方法讲解测量工具的使用和测量原理第二章：模拟电子技术基础2.1 模拟电子元件介绍电阻、电容、电感等基本元件的特性讲解二极管、晶体管等有源元件的功能和特点2.2 模拟电子电路分析并讲解基本放大电路、滤波电路、振荡电路等介绍模拟集成电路的基础知识2.3 模拟信号处理讲解模拟信号的采样与保持介绍模拟信号的调制与解调第三章：数字电子技术基础3.1 数字电子元件介绍逻辑门、逻辑电路的功能和特点讲解触发器、计数器等数字电路的应用3.2 数字电路设计分析并讲解组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计方法介绍数字集成电路的基础知识3.3 数字信号处理讲解数字信号的编码与解码介绍数字信号的滤波与加密技术第四章：电子电路的设计与实践4.1 电子电路设计的基本原则和方法讲解电子电路设计的基本原则介绍电子电路设计的方法和步骤4.2 电子电路仿真与实验讲解电子电路仿真软件的使用方法安排电子电路实验项目，讲解实验原理和方法4.3 电子电路的安装与调试讲解电子电路的安装工艺和注意事项介绍电子电路调试的方法和技巧第五章：现代电子技术应用与发展5.1 微电子技术及其应用介绍微电子技术的基本概念和特点讲解微电子技术在现代电子产品中的应用5.2 通信技术及其应用介绍通信技术的基本原理和分类讲解通信技术在现代通信系统中的应用5.3 嵌入式系统及其应用介绍嵌入式系统的基本概念和组成讲解嵌入式系统在现代工业中的应用第六章：传感器与信号检测6.1 传感器的基本原理与应用介绍传感器的作用和分类讲解常见传感器的原理及其在电子技术中的应用6.2 信号检测技术讲解信号检测的基本原理和方法介绍信号处理技术在电子技术中的应用6.3 传感器与信号检测实验安排传感器与信号检测实验项目讲解实验原理和操作方法第七章：电源技术与电子测量7.1 电源技术基础介绍电源的分类和基本原理讲解电源电路的设计和保护7.2 电子测量技术介绍电子测量的基本概念和方法讲解电子测量仪器仪表的使用和维护7.3 电源与电子测量实验安排电源与电子测量实验项目讲解实验原理和操作方法第八章：可编程逻辑器件与计算机8.1 可编程逻辑器件介绍可编程逻辑器件的分类和特点讲解可编程逻辑器件的设计和应用8.2 计算机硬件基础介绍计算机硬件系统的组成和功能讲解中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等的基本原理和应用8.3 计算机软件与编程介绍计算机软件的分类和特点讲解计算机编程语言及其应用第九章：电子技术在工程应用中的案例分析9.1 电子技术在通信工程中的应用分析电子技术在通信系统、设备中的应用案例讲解通信工程中的关键技术及其解决方案9.2 电子技术在自动化控制中的应用分析电子技术在自动化控制系统中的应用案例讲解自动化控制工程中的关键技术及其解决方案9.3 电子技术在现代医疗设备中的应用分析电子技术在医疗设备中的应用案例讲解医疗电子工程中的关键技术及其解决方案第十章：电子技术的创新与发展趋势10.1 电子技术的创新与发展介绍电子技术在科研、产业等领域的创新成果分析电子技术的发展趋势和前景10.2 现代电子技术的应用领域讲解电子技术在物联网、大数据、等领域的应用10.3 电子技术的创新与产业发展探讨电子技术产业发展对经济社会的影响分析电子技术创新对人才培养的需求和挑战重点解析本文档是《电子技术基础》正式教案的完整版，共包含十个章节。
【专业课程】微电子学专业主要课程
微电子学是电子学的一门分支学科，主要是研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的学科。
它以实现电路和系统的集成为目的的。
微电子学中实现的电路和系统又成为集成电路和集成系统，是微小化的；在微电子学中的空间尺寸通常是以微米和纳米为单位的。
以下就来介绍一下微电子学专业主要课程：
微电子学专业主要课程一、公共基础课
1、中华民族历史与精神
2、大学英语
3、体育
4、大学计算机基础
5、传统文学修养
6、计算机技术基础
7、军事理论
8、道德与法律
9、马克思主义原理
10、中国化的马克思主义
微电子学专业主要课程二、专业基础课
1、高等数学
2、力学
3、热学
4、电磁学
5、理论力学
6、光学
7、线性代数
8、原子物理学
9、数学物理方法
10、电动力学
11、热力学统计物理
12、基础实验(Ⅰ)
13、基础实验(Ⅱ)
14、基础实验(Ⅲ)
15、综合实验(Ⅰ)
16、综合实验(Ⅱ)
微电子学专业主要课程三、选修课
1、各专业方向必修模块课
2、各专业方向限选模块课
3、综合素质通选课
欢迎就读：
长春工业大学继续教育学院，全日制自考本科院校，高考成绩在200-300左右的考生即可进入，详情请
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
微电子基础实验实验指导书孙显龙主编二○一五年四月半导体导电类型的观测一、实验目的：半导体材料有电子和空穴两种导电机构，N型硅以电子导电为主，P型硅以空穴导电为主。
半导体导电类型测量的实验目的就是要确定被测样品（单晶硅片）是以电子导电为主，还是以空穴导电为主，从而确定样品的导电类型。
二、实验原理：在半导体材料中，载流子的浓度随温度升高而增加。
如图1所示，在半导体表面接触一个有一定温度的热探针和另一个为室温的冷凝针，在半导体中会产生热电势，其大小取决于导电类型、载流子浓度和温差。
N型和P型材料的电势方向是相反的。
对于P型硅热探针附近的多数载流子空穴增加形成浓度梯度，引起空穴由热端向冷端扩散，因此，其热电势是热端为负，对N型硅则相反，热端为正，在两探针外接上电流表，则可根据电流方向判断硅的导电类型。
三、实验内容：1、掌握半导体导电类型的冷热探针测量法原理及方法。
2、熟悉测量前对半导体被测量表面的处理方法。
3、测量硅单晶样品的导电类型。
四、实验方法和步骤：图1 冷热探针测量原理图仪器测量：接通仪器电源，加热热探针，注意热探针要放好位置，防止烧坏导线和其他物品。
冷热探针同时垂直压于单晶硅表面，观察电流表指针的偏转方向判断硅的导电类型。
自选方法：自制冷热探针（如用电烙铁做热探针），选用微安电流表连接成测量电路，测量硅单晶的导电类型。
也可将采集的信号通过放大后再用仪器或仪表观察导电类型。
五、实验要求：（略）单晶硅电阻率的测试一、实验目的：金属材料的电阻率可用万用表测量，对于半导体材料这样测量则会带来较大误差。
因为万用表的金属表笔和半导体接触时有很高的接触电阻，有时接触电阻会远大于被测样品本身的电阻。
此外，当测量电流较大时，通常在接触处会引起非平衡载流子的注入，将导致材料电阻率的变化。
测量半导体的电阻率的方法很多。
如二探针法、扩展电阻法和四探针法等，而四探针法是目前广泛使用的标准方法。
它具有设备简单，操作方便，精度较高，对样品的几何形状无严格要求等优点。
本实验的目的是掌握四探针法测量电阻率和薄层电阻的原理和方法。
并能针对不同几何尺寸的样品，掌握其修正方法。
了解电阻率准确测量的各种因素及改进措施。
二、实验原理：1、采用四探针法测量半导体材料电阻率。
设被测样品电阻率ρ均匀，样品几何尺寸相对测量探针的间距可看作半无限大。
引入点电流源的探针其电流强度为I ，则产生的电力线有球面对称性，即等位面为一系列以点电流源为中心的半球面，如图1所示。
图1 半无穷大样品上点电流源的半球等位面对于均匀材料，电流密度j 的分布是均匀的，若以r 为半径的半球面上，则22Ij r π=由此可得半径为r 的等位面上的电场强度E ，22I E j rρρπ==取距离点电极无穷远处的电位ϕ为零，并利用d E drϕ=-可得 ()202()2r r RI dr d Edr r I r r ϕρϕπρϕπ∞∞=-=-=⎰⎰⎰上式就是半无限大均匀样品上离点电流源距离为r 的点的电位与探针流过的电流和样品电阻率的关系式，它代表了一个点电流源对距离r 处的点的电势的贡献。
实际测试用的四探针分布如图2所示。
任意位置的四探针 直线型的四探针 S1S2S32341V23+-图2 四探针分布示意图测试时四探针位于样品中央，排列成直线，间距为S ，点电流从探针 l 流入，从探针4流出，则可以认为1、4探针是点电流源，代入上式后可得探针2和探针3处电位2ϕ、3ϕ，211()22I S S ρϕπ=- 311()22I S Sρϕπ=- 从而求出探针2、3间电压23V ，23232I V Sρϕϕπ=-=则，样品的电阻率为： 232SV Iπρ= 四探针测试仪探针间距S=1mm 则上式变为232V I ρπ=实际测量时调解电流I 的值为I=2π=6.28，单位是mA ，则231.0V =ρ单位是cm Ω。
样品厚度和边缘与探针间距大于4S 时，可认为样品几何尺寸与探针间距为无限大，即可满足测量精度要求。
这样测量的电压23V 数值，即为电阻率值的有效数字，电流I 取不同单位时，ρ的有效数值倍率如表1所示表1电流I 取不同单位时所对应电阻率ρ的有效数值当不满足上述条件而用上述方法测量时，电阻率公式要修正为：230V B ρ=。
其中，0B 为修正系数，与样品尺寸及所处条件有关。
2、采用四探针法测量扩散层方块电阻方块电阻是指表面为正方形的薄层沿表面方向所呈现的电阻，单位为/ΩW 。
一般在测扩散层方块电阻时，扩散层与衬底间的PN 结处于截止状态，可以认为扩散层与衬底间相互绝缘。
显然，扩散层方块电阻S R 可表示为：j j S x x L L R ρρ=⋅=当扩散层厚度j χ远小于探针间距S 、且表面横向尺寸远大于S 时，经和前面类似推导得到：I V I V x R j S 232353.42ln =⎪⎭⎫ ⎝⎛==πρ上式即为用四探针法测方块电阻的计算公式，仿照前例取I=4.53，则23S R V =。
在测量S R 时，也要求样品边缘与探针间距大于4S ，否则还需进行修正。
双电测组合四探针法采用了以下二种组合的测量模式（见图2）。
图2 双电测组合四探针法将直线四探针垂直压在被测样品表面上分别进行I 14V 23和I 13V 24组合测量，测量过程如下：1、进行I 14V 23组合测量：电流I 从1针→4针，从2、3针测得电压V23+；电流换向，I 从4针→1针，从2、3针测得电压V23-；计算正反向测量平均值：V23＝(V23+ ＋V23- )/2；2、进行I 13V 24组合测量：电流I 从1针→3针，从2、4针测得电压V24+；电流换向，I 从3针→1针，从2、4针测得电压V24-；计算正反向测量平均值：V24＝(V24+ ＋V24- )/2；I 14V 23组合I 13V 24组合3、计算（V23/V24）值：（以上V23、V24均以 mV 为单位）按以下两公式计算几何修正因子Ｋ：若 1.18＜（V23 /V24）≤1.38 时；K ＝－14.696＋25.173(V23/V24)－7.872(V23/V24)2；若 1.10≤（V23/V24）≤1.18 时；K ＝－15.85＋26.15(V23/V24)－7.872(V23/V24)2 ；双电测组合四探针法改变点电流的流入探针，测试样品形状的影响会反映到两次电压的比值上，进而通过计算得到修正系数，直接将修正系数与测量结果相乘，省去了我们根据样品形状查修正系数表再得到测量结果的麻烦过程。
三、实验内容：独立完成所给硅样品电阻率的测试，在样品的中心位置选择不同的6点进行测试，得到测试结果并记录。
RTS-9型双电测四探针测试仪的使用见用户手册。
四、实验要求：1、了解用四探针法测量半导体材料的电阻率的原理。
2、掌握用双电测四探针测量半导体材料电阻率的方法。
3、在所给样品的不同点测试，至少6点，测试完毕，记录各点()R ρW 值，并计算最大值、最小值、最大百分变化率、平均百分变化率和径向不均匀度E 。
其中 “最大百分变化”、“平均百分变化”、“径向不均匀度E”表示如下最大百分变化(％)=M m mρρρ-l00％ 平均百分变化(％)=c a aρρρ-100% 径向不均匀度E （%）=2()M m M m ρρρρ--100% 上式中M ρ、m ρ分别为测量的电阻率最大值与最小值，单位：Ωcm ，c ρ为第1、2点（即圆片中心测量点）测量平均值，单位：Ωcm ，a ρ为第3、4、5、6点的测量平均值单位：Ωcm 。
MOS 结构C-V 特性测试一、实验目的与意义：本实验是半导体物理课程中的重要基础性实验。
通过实验全过程的操作及数据处理，使学生加深对所学“半导体物理学”中半导体表面理论的理解，特别是对半导体表面电场效应和硅-二氧化硅系统性质的理解。
利用MOS 结构高频电容-电压（C-V ）特性曲线的测试结果，不但可以获得MOS 结构的多个参数：二氧化硅层的厚度，衬底硅掺杂类型、浓度等，还可对二氧化硅层中可动电荷与固定电荷密度进行分析。
二、实验原理：MOS 结构如图1(a)所示，它类似于金属和介质形成的平板电容器。
但是由于半导体中的电荷密度比金属中的小得多，所以充电电荷在半导体表面形成的空间电荷区有一定的厚度（在微米量级），而不象金属那样，只集中在一薄层（约0.1nm ）内。
半导体表面空间电荷区的厚度随外加偏压V G 而改变，所以MOS 电容C 是微分电容。
(a) 结构示意图 (b) 等效电路 (c) P-SiMOS 理想C-V 曲线图1 MOS 结构及其C-V 特性G G dv dQ A C ………………………………………（3-1） 式中： Q G 是金属电极上的电荷面密度；A 是电极面积。
理想情形可假设MOS 结构满足下列条件：①金属-半导体间的功函数差为零；② SiO 2为理想绝缘层而且其中没有电荷；③ SiO 2与半导体界面处不存在界面态。
偏压V G 一部分降在SiO 2上，记为Vo ；一部分降在半导体表面空间电荷区，记为Vs ，即：+S G V Vo V +=……………………………… （3-2）Vs 又称为表面势。
考虑到半导体空间电荷区电荷和金属电极上的电荷数量相等、符号相反，有:G s Q Q = ……………………………… （3-3）式中：Qs 为半导体表面空间电荷区电荷面密度。
将（3-2）、（3-3）代入（3-1）式，有：S O G G G dV dV dQ A dV dQ A C +==SO S O C C C C += ………………… （3-4） 式（3-4）表明MOS 电容是C 0和Cs 串联而成，其等效电路为图3-1 的b 所示。
其中Co 是以SiO 2为介质的氧化层电容，它的数值不随V G 改变，Cs 是半导体表面空间电荷区电容，其数值随V G 改变。
因此，有： 000d A C r O εε= ………………………… （3-5） SS S dV dQ A C = ………………………… （3-6） 式中: ε0=8.85*10-12 F/m 、εr0= 3.9分别为真空介电常数和二氧化硅相对介电常数。
由式（3-6）看，Cs 的大小主要由空间电荷区单位面积电量Qs 随表面势Vs 的变化而定。
P 型硅的理想MOS 结构高频C-V 特性曲线如图3-1 的c 所示，V 轴表示外加偏压，C 轴是电容值。
最大电容Cmax ≈Co ，最小电容Cmin 和最大电容Cmax 之间有如下关系：)4(1120max min i rS Ors ro n N Ln N q KT d C C εεεε+= ……………… （3-7）式中：N 为Si 衬底参杂浓度；εrs =11.7，为半导体的相对介电常数；KT （室温）=0.0259eV ； q=1.6*10-19 C ，为电子荷电；n i =1.45*1010/cm 3，为Si 本征载流子浓度。
