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1、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
2、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。VbiFpFnkT lnN a N deni21.4 空间电荷区的宽度计算1 / 22s (VbiVR ) Na N dWeNa NdNa xpNd xn1.5 PN 结电容的计算es Na Nd1/ 2sC W2(Vbi VR )( Na Nd )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，
3、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 区到 n 区的空穴。电荷的流动在 pn 结内形成了一股电流。过剩少子电子：正偏电压降低了势垒，这样就使得n区内的多子可以穿过耗尽区而注入到p 区内，注入的电子增加了 p 区少子电子的浓度。2.2少数载流子分布（边界条件和近似分布）2.3理想 PN结电流JJs expeVa1kTJ seDp pn 0eDn np0eni21 Dn1D pL
4、pLnN an0N dp 02.4 PN结二极管的等效电路（扩散电阻和扩散电容的概念）？扩散电阻：在二极管外加直流正偏电压，再在直流上加一个小的低频正弦电压，则直流之上就产生了个叠加小信号正弦电流，正弦电压与正弦电流就产生了个增量电阻，即扩散电阻。扩散电容：在直流电压上加一个很小的交流电压，随着外加正偏电压的改变，穿过空间电荷区注入到 n 区内的空穴数量也发生了变化。 P 区内的少子电子浓度也经历了同样的过程， n 区内的空穴与 p 区内的电子充放电过程产生了电容，即扩散电容。2.5 产生 - 复合电流的计算JrecWeniWexpeVa1eRdx2kT02 02.6 PN 结的两种击穿机制有
5、什么不同？齐纳击穿 : 重掺杂的 pn 结由于隧穿机制而发生齐纳击穿。在重掺杂 pn 结内，反偏条件下结两侧的导带与价带离得非常近，以至于电子可以由 p 区直接隧穿到 n 区的导带。即齐纳击穿。雪崩击穿：当电子或空穴穿越空间电荷区时，由于电场的作用，他们的能量会增加，增加到一定的一定程度时，并与耗尽区的原子电子发生碰撞，便会产生新的电子空穴对，新的电子空穴又会撞击原子内的电子，于是就发生了雪崩击穿。对于大多数 pn 结来说，雪崩击穿占主导地位。 在电场的作用下，新的电子与空穴会朝着相反的方向运动，于是便形成了新的电流。第三章 双极晶体管3.1 双极晶体管的工作原理是什么？3.2 双极晶体管有几
6、种工作模式，哪种是放大模式？正向有源，反向有源，截止，饱和。3.3 双极晶体管的少子分布（图示）3.4 双极晶体管的电流成分（图示），它们是怎样形成的？正向有源时同少子分布。3.5 低频共基极电流增益的公式总结（分析如何提高晶体管的增益系数）11pE 0 DE LBtanh( xB / LB )N BDBxB1tanh( xE / LE )1DExEnB 0 D B LEN ET11cosh(xB / LB )1( xB / LB )21121J r 0expeVBEJs02kTT13.6 等效电路模型 （Ebers-Moll模型和 Hybrid-Pi模型）（画图和简述）3.7 双极晶体管的截
7、止频率受哪些因素影响？基区渡越时间。利用有内建电场的缓变掺杂基区。3.8 双极晶体管的击穿有哪两种机制？第四章 MOS场效应晶体管基础4.1 MOS 结构怎么使半导体产生从堆积、耗尽到反型的变化？反型：当在棚极加上更大的负电压时，导带和价带的弯曲程度更加明显了，本证费米能级已经在费米能级的上方了，以至于价带比导带更接近费米能级，这个结果表明半导体表面是 p 型的，通过施加足够大的负电压半导体表面已经从 n 型转为 p 型了。这就是半导体表面的空穴反型层。4.2 MOS 结构的平衡能带图（表面势、功函数和亲和能）及平衡能带关系VOX 0s0ms4.3栅压的计算 ( 非平衡能带关系 )VGVOXs
8、ms4.4平带电压的计算VFBmsQssCOX4.5阈值电压的计算 *VTNQSD (max)Qss2 f pQSD (max)COXmsVFB2 f pCOXQSD (max)eNa xdTxdT14 s f p2eNaf pVth lnNaniEgmsm2ef pCoxoxtoxVTPQSD (max)Qss2 f nCOXmsQSD (max)eNd xdT4 s12xdTf neNdf nVth lnNdniE gmsm2ef nCoxoxtox4.6 MOS电容的计算CdeplOX总的电容公式 ：tOXOX xds最大电容： C maxCOXOXtOX平带电容：C FBOX， LDO
9、XtOXLDs最小电容： C minOX， xdTOXtOXxdTs4.7 MOSFET的工作原理是什么？4.8 电流 - 电压关系（计算）N沟道：QSD (max)VFB2 f nCOXsVtheNa4sf peNaI DWnCox 2(VGSVT )VDSVDS2 2LVDS (sat)VGS VTID(sat)W n Cox V2(sat)W nCox (VV )22 LDSGST2LP 沟道：IDW p Cox 2(VV )VV 2SGTSDSD2LVSD ( sat)VSGVTI D (sat)Wp Cox VSD2 (sat)W pCox (VSG VT )22L2L4.9 MOS
10、FET的跨导计算I DgmVGS4.10 MOSFET的等效电路（简化等效电路）4.11 MOSFET的截止频率主要取决于什么因素？fTg mgm2 (CgsTCM) 2 CGfTn (VGSVT )2 L2第五章 光器件5.1 电子 - 空穴对的产生率：g ( x)I ( x)h5.2 PN 结太阳能电池的电流I I LI sexp eV1kT5.3 光电导计算e(np ) pe(np )GL p5.4 光电导增益phI Lp(1p )eGL ALtnn5.5光电二极管的光电流JLeGL (WL pLn )5.6 PIN 二极管怎么提高光电探测效率？5.7 发光二极管的内量子效率主要取决于哪些因素？5.8 PN结二极管激光器怎样实现粒子数反转（借助于能带图说明）第六章 MOS场效应晶体管：概念的深入6.1 MOSFET按比例缩小理论（恒定电场缩小），哪些参数缩小，哪些参数增大？6.2 结型场效应晶体管的工作原理是什么？它有什么特点6.3 设计一种半导体器件，说明其工作原理。（ 1）结结构、能带结构（势垒）、电路结构（等效）；（ 2）载流子分布、电流形成机制、伏 - 安特性；（ 3）增益系数、频率响应。
