微电子器件
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spContent=在微电子器件课程的教学过程中,自始自终把培养学生掌握微电子器件的基本分析方法放在首位,培养学生具备举一反三,触类旁通的能力,使学生在将来的工作中能够进一步深入地学习、研究、设计及测试微电子器件打下坚实的基础。本课程采用的教材是陈星弼院士等编著的《微电子器件》。
—— 课程团队
课程概述

本课程是电子科学与技术集成电路设计与集成系统专业的一门专业主干课,目的是使学生掌握二极管、双极型晶体管与MOS场效应晶体管的基本原理和工作特性。这些内容是微电子技术领域的工程师所必须掌握的。本课程的先修课程是半导体物理。本课程是晶体管设计与模拟、集成电路原理、微电子工艺、集成电路制造工艺等有关的课程的先修课程。 


课程大纲

第一周 半导体器件基本方程、平衡PN结空间电荷区和内建电势

1 半导体器件基本方程

2.2 平衡PN结空间电荷区的电场分布和宽度

2.1 平衡PN结空间电荷区和内建电势

第二周 平衡PN结的能带图与空间电荷区载流子分布、外加偏压PN结载流子运动

2.4 外加偏压下PN结载流子运动

2.3 平衡PN结的能带图与空间电荷区载流子分布

第三周  理想的PN结直流电流电压特性、势垒区复合产生电流对PN结直流特性的影响

2.5 理想的PN结直流电流电压特性

2.6 势垒区复合产生电流对PN结直流IV特性的影响

第四周 准费米能级与非平衡态PN结能带图、大注入对直流特性的影响、PN结的击穿电压

2.9 PN结的击穿电压

2.7 准费米能级与非平衡态PN结能带图

2.8 大注入对直流特性的影响

第五周 PN结的势垒电容、PN结的扩散电容、PN结的开关特性

2.11 PN结的扩散电容

2.12 PN结的开关特性

【单元作业】半导体器件基本方程及PN结的基本知识

【单元测验】半导体器件基本方程及PN结的基本知识

2.10 PN结的势垒电容

第六周 双极型晶体管基础、均匀基区晶体管的电流放大系数

3.1 双极型晶体管基础

3.2 均匀基区晶体管的电流放大系数

第七周 缓变基区晶体管的电流放大系数

3.3 缓变基区晶体管的电流放大系数

第八周 双极型晶体管的电流电压方程

3.4 双极型晶体管的电流电压方程

第九周 双极型晶体管的反向特性、基极电阻

3.6 基极电阻

3.5 双极型晶体管的反向特性

第十周 电流放大系数与频率的关系、高频小信号电流电压方程与等效电路、功率增益和最高震荡频率

【单元测验】双极型晶体管

3.7 电流放大系数与频率的关系

3.8 高频小信号电流电压方程与等效电路

【单元作业】双极型晶体管

3.9 功率增益和最高震荡频率

第十一周 MOSFET基础、MOSFET的阈电压

4.1 MOSFET基础

4.2 MOSFET的阈电压

第十二周 MOSFET的直流电流电压方程、MOSFET的亚阈区导电、MOSFET的直流特性和温度特性

4.4 MOSFET的亚阈区导电

4.5 MOSFET的直流特性和温度特性

4.3 MOSFET的直流电流电压方程

第十三周 MOSFET的小信号交流参数、短沟道效应、MOSFET的发展方向

【单元测验】绝缘栅型场效应晶体管

4.6 MOSFET的小信号交流参数

【单元作业】绝缘栅型场效应晶体管

4.7 短沟道效应

4.8 MOSFET的发展方向

预备知识

先修课程:《固体物理》、《半导体物理》


证书要求

1、  完成所有课程的学习;

2、  完成单元测试;(15分)

3、  完成单元作业;(15分)

4、  完成课程考试;(60分)

5、 完成课程讨论。(10分)


参考资料
  1. Ÿ   《微电子器件》,陈星弼、张庆中、陈勇编著,电子工业出版社;

  2. Ÿ   《微电子技术基础双极、场效应晶体管原理》,曹培栋编著,电子工业出版社;

  3. Ÿ   《半导体器件电子学(英文版)》,R . M . WarnerB . L . Grung著,电子工业出版社。