半导体材讲义料与器件复习.

1 半导体物理基础1.1 半导体材料 1.1.1 学习重点1．半导体通常把电阻率介于10-2Ω·cm 到109Ω·cm 之间的材料称为半导体。

2．半导体的分类 根据成分的不同，半导体可分为元素半导体和化合物半导体两类。

由单一元素构成的半导体称为元素半导体；由两种或两种以上的元素组成的半导体称为化合物半导体。

3．固体材料中原子、分子或分子团的排列方式根据原子、分子或分子团在三维空间中排列有序程度的不同，固体材料分为无定形、多晶和单晶三种基本类型。

• 无定型材料：原子或分子只在几个原子或分子尺度内排列有序。

• 多晶材料：原子或分子在小区域内排列有序。

• 单晶体：原子或分子在整个晶体中有序排列。

4．硅和锗的晶体结构硅和锗的单晶体中原子的排列方式与金刚石相同，称为金刚石结构，如下图所示。

1.1.2自学练习1、半导体材料是指（ ）。

（a) 金刚石结构（b）硅单晶的正四面体结构硅和锗的晶体结构2、根据成分的不同，半导体材料可分为（ ）和（ ）两类。

3、根据原子、分子或分子团在三维空间中排列有序程度的不同，固体材料分为（ ）、 （ ）和（ ）三种基本类型。

4、无定型、多晶和单晶在原子或分子的排列方式各有什么特点？5、硅和锗单晶的结构为（ ）结构。

6、硅单晶的结构特点是什么？1.1.3练习答案1、半导体材料是指（ 电阻率介于导体和半导体之间的材料 ）。

2、根据成分的不同，半导体材料可分为（ 元素半导体 ）和（ 化合物半导体 ）两类。

3、根据原子、分子或分子团在三维空间中排列有序程度的不同，固体材料分为（ 无定形 ）、（ 多晶 ）和（ 单晶 ）三种基本类型。

4、无定型、多晶和单晶在原子或分子的排列方式各有什么特点？ 答：无定型材料中原子或分子只在几个原子或分子尺度内排列有序。

多晶材料中原子或分子在小区域内排列有序。

单晶体中原子或分子在整个晶体中有序排列。

5、硅和锗单晶的结构为（ 金刚石 ）结构。

9金属半导体与半导体异质结一、肖特基势垒二极管欧姆接触：通过金属-半导体的接触实现的连接。

接触电阻很低。

金属与半导体接触时，在未接触时，半导体的费米能级高于金属的费米能级，接触后，半导体的电子流向金属，使得金属的费米能级上升。

之间形成势垒为肖特基势垒。

在金属与半导体接触处，场强达到最大值，由于金属中场强为零，所以在金属——半导体结的金属区中存在表面负电荷。

影响肖特基势垒高度的非理想因素：肖特基效应的影响，即势垒的镜像力降低效应。

金属中的电子镜像到半导体中的空穴使得半导体的费米能级程下降曲线。

附图：电流——电压关系：金属半导体结中的电流运输机制不同于pn结的少数载流子的扩散运动决定电流，而是取决于多数载流子通过热电子发射跃迁过内建电势差形成。

附肖特基势垒二极管加反偏电压时的I-V曲线：反向电流随反偏电压增大而增大是由于势垒降低的影响。

肖特基势垒二极管与Pn结二极管的比较：1.反向饱和电流密度（同上），有效开启电压低于Pn结二极管的有效开启电压。

2.开关特性肖特基二极管更好。

应为肖特基二极管是一个多子导电器件，加正向偏压时不会产生扩散电容。

从正偏到反偏时也不存在像Pn结器件的少数载流子存储效应。

二、金属-半导体的欧姆接触附金属分别与N型p型半导体接触的能带示意图三、异质结：两种不同的半导体形成一个结小结：1.当在金属与半导体之间加一个正向电压时，半导体与金属之间的势垒高度降低，电子很容易从半导体流向金属，称为热电子发射。

2.肖特基二极管的反向饱和电流比pn结的大，因此达到相同电流时，肖特基二极管所需的反偏电压要低。

10双极型晶体管双极型晶体管有三个掺杂不同的扩散区和两个Pn结，两个结很近所以之间可以互相作用。

之所以成为双极型晶体管，是应为这种器件中包含电子和空穴两种极性不同的载流子运动。

一、工作原理附npn型和pnp型的结构图发射区掺杂浓度最高，集电区掺杂浓度最低附常规npn截面图造成实际结构复杂的原因是：1.各端点引线要做在表面上，为了降低半导体的电阻，必须要有重掺杂的N+型掩埋层。

半导体器件原理课程复习提纲第一篇：半导体器件原理课程复习提纲《半导体器件原理》课程复习提纲基础：半导体物理基本概念、物理效应，p－n结。

重点：双极型晶体管、JFET、GaAs MESFET、MOSFET。

了解：材料物理参数、器件直流参数和频率参数的意义。

根据物理效应、重要方程、实验修正，理解半导体器件工作原理和特性，进行器件设计、优化、仿真与建模。

第一章：半导体物理基础主要内容包括半导体材料、半导体能带、本征载流子浓度、非本征载流子、本征与掺杂半导体、施主与受主、漂移扩散模型、载流子输运现象、平衡与非平衡载流子。

半导体物理有关的基本概念，质量作用定律，热平衡与非平衡、漂移、扩散，载流子的注入、产生和复合过程，描述载流子输运现象的连续性方程和泊松方程。

（红色部分不作考试要求）第二章：p－n 结主要内容包括热平衡下的p－n结，空间电荷区、耗尽区（耗尽层）、内建电场等概念，p－n结的瞬态特性，结击穿，异质结与高低结。

耗尽近似条件，空间电荷区、耗尽区（耗尽层）、内建电势等概念，讨论pn结主要以突变结（包括单边突变结）和线性缓变结为例，电荷分布和电场分布，耗尽区宽度，势垒电容和扩散电容的概念、定义，直流特性：理想二极管IV方程的推导对于考虑产生复合效应、大注入效应、温度效应对直流伏安特性的简单修正。

PN的瞬态特性，利用电荷控制模型近似计算瞬变时间。

结击穿机制主要包括热电击穿、隧道击穿和雪崩击穿。

要求掌握隧道效应和碰撞电离雪崩倍增的概念，雪崩击穿条件，雪崩击穿电压、临界击穿电场及穿通电压的概念，异质结的结构及概念，异质结的输运电流模型。

高低结的特性。

（红色部分不作考试要求）第三章：双极型晶体管主要内容包括基本原理，直流特性，频率响应，开关特性，异质结晶体管。

晶体管放大原理，端电流的组成，电流增益的概念以及提高电流增益的原则和方法。

理性晶体管的伏安特性，工作状态的判定，输入输出特性曲线分析，对理想特性的简单修正，缓变基区的少子分布计算，基区扩展电阻和发射极电流集边效应，基区宽度调制，基区展宽效应，雪崩倍增效应，基区穿通效应，产生复合电流和大注入效应，晶体管的物理模型E－M模型和电路模型G－P模型。

第01章半导体器件的基础知识1.1 半导体物理学概述1.1.1 半导体的定义半导体是指在温度为室温时，其导电性介于金属和非金属之间的材料。

室温下，半导体的导电性比金属低很多，但比非金属高很多。

1.1.2 能带模型能带模型是用来解释半导体电学性质的重要物理模型之一。

在能带模型中，半导体的能量带分为导带和价带。

导带的电子能量高，而价带的电子能量低，两个带之间有一条禁带（也称带隙），禁带内无可利用的电子。

1.1.3 杂质的作用在半导体中加入适量的杂质后，可以改变半导体的电学性质，如电导率、电子迁移率和载流子浓度等。

常用的杂质有掺杂剂和杂质氧化物等。

1.2 半导体器件的分类根据半导体器件的功能、工作原理和结构等不同属性，可以将其分为多种类型，其中常用的半导体器件有二极管、晶体管、场效应管、集成电路、发光二极管等。

1.2.1 二极管二极管是一种最简单的半导体器件，主要由P型半导体和N型半导体组成。

二极管的主要特点是只允许电流单向通过，具有整流、波形削减和电压稳定等特性，广泛应用于扫描电视机、颜色电视机、发光二极管等电子产品中。

1.2.2 晶体管晶体管是一种三层结构的半导体器件，由三种掺杂纯度不同的半导体材料组成：P型、N型和净掺杂型半导体。

晶体管主要有三种工作方式：放大、开关和振荡。

1.2.3 场效应管场效应管也称为MOS晶体管，是一种用于放大和开关的半导体器件。

场效应管是一种具有电容储能功能的半导体器件，由源、栅、漏三个电极组成，它的主要特点是具有高输入阻抗和良好的线性增益。

1.2.4 集成电路集成电路是一种将多个电子元件整合在单片半导体上的器件，其中包含大量的晶体管、二极管、电阻和电容等。

集成电路广泛应用于计算机、通信、汽车和家电等领域，对提高电路的性能、简化电路结构和减小体积有重要作用。

1.2.5 发光二极管发光二极管是一种具有半导体特性的器件，它能够在一定的外加电压下，将电能转换为光能，并向外辐射光线。

第一章半导体中的电子(diànzǐ)状态1半导体的三种(sān zhǒnɡ)结构：金刚石型（硅和锗）闪锌矿型（Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料(cáiliào)以及部分Ⅱ-Ⅵ族化合物如GaAs, InP, AlAs ，纤矿型（Ⅱ-Ⅵ族二元化合物半导体ZnS、ZnSe、CdS、CdSe）.结晶学原胞是立方(lìfāng)对称的晶胞。

2电子(diànzǐ)共有化运动：当原子相互接近形成晶体时，不同原子的内外各电子壳层出现交叠，电子可由一个原子转移到相邻的原子，因此，电子可以在整个晶体中运动，称为电子的共有化运动。

由于内外壳层交叠程度很不相同，所以，只有最外层电子的共有化运动才显著。

3有效质量：将晶体中电子的加速度与外加的作用力联系起来，并且包含了晶体中的内力作用效果。

有效质量的物理意义：把晶体周期性势场的作用概括到电子的有效质量中去，使得在引入有效质量之后，就可把运动复杂的晶体电子看作为简单的自由电子。

有效质量的正负与位置有关。

大小由共有化运动的强弱有关。

引入有效质量的用处：使讨论晶体电子运动时，问题变得很简单，否则几乎不可能。

4回旋共振就是当半导体中的载流子在一定的恒定磁场和高频电场同时作用下会发生抗磁共振的现象。

该方法可直接测量出半导体中载流子的有效质量，并从而可求得能带极值附近的能带结构。

（母的）要样品纯度更高，在低温。

5直接带隙半导体材料：导带最小值(导带底)和满带最大值相应于相同的波矢k0间接带隙半导体材料：导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中不同位置 . 硅、锗与砷化镓的区别：硅锗为间接带隙半导体；砷化镓是直接带隙半导体。

砷化镓的禁带宽度大，E。

-1.43eV，宽于硅，更宽于锗，因此砷化镓半导体器件能在远高于硅半导体器件工作温度、更高于锗半导体器件工作温度的450℃下正常工作；其pn结的反向电压高，反向饱和电流低，适用于制作大功率半导体器件；能够引入深能级的杂质，制成体电阻率比锗和硅高出三个数量级以上的集成电路衬底。

半导体物理与器件第四版知识点总结半导体物理与器件第四版知识点总结？全书涵盖了量子力学、固体物理、半导体材料物理及半导体器件物理等内容，共三部分（合计15章）。

第一部分是基础物理，包括固体晶格结构、量子力学和固体物理；第二部分是半导体材料物理，主要讨论平衡态和非平衡态半导体以及载流子输运现象；第三部分是半导体器件物理，主要讨论同质pn结、金属半导体接触、异质结以及双极晶体管、mos场效应晶体管、结型场效应晶体管等。

最后论述光子器件和功率半导体器件。

书中既讲述了半导体基础知识，也分析讨论了小尺寸器件物理问题，具有一定的深度和广度力学知识点总结？【重力】1.地面附近的物体，由于地球的吸引而受的力叫重力。

重力的施力物体是：地球。

2.重力大小g=mg其中g=9.8n/kg它表示质量为1kg的物体所受的重力为9.8n。

未说明时g=10n/kg3.重力的方向：竖直向下。

4.重力的作用点──重心。

【弹力】1.物体受力发生形变，失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。

2.塑性：在受力时发生形变，失去力时不能恢复原来形状的性质叫塑性。

3.弹力：物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力，弹力的大小与弹性形变的大小有关。

4.弹力产生的条件：(1)直接接触;(2)有弹性形变5.弹簧测力计：6.弹力的大小：用二力平衡方法求解【摩擦力】1.产生条件：(1) 物体接触表面是粗糙的(如接触面光滑时摩擦力为零);(2) 物体对接触表面有挤压作用;(3) 物体关于接触面发生相对运动或相对运动趋势.以上三点式摩擦力产生的必要条件，三者缺一不可.2.分类(1) 滑动摩擦力：(2) 静摩擦力：(3) 滚动摩擦：3.特点(1) 滑动摩擦力的大小和方向①大小：与接触面的粗糙程度和压力有关，压力越大，表面越粗糙，摩擦力越大.②方向：与物体相对于接触面的运动方向相反.(2)静摩擦力的大小和方向：①大小：与使物体产生相对运动趋势的外力大小相等.②方向：与物体相对于接触面的运动趋势方向相反.point知识点总结？point可以用作名词point用作名词时的意思比较多,可作“要点,论点,观点,尖端,尖儿,点; 小数点,标点,(某一)时刻,(某一)地点,分数,得分,条款,细目”“特点,特征,长处”等解,均用作可数名词。