半导体复习提纲

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,简并半导体,:,对于高掺杂的,n,型或,p,型半导体，将高于 ，或低于 。此种半导体称为简并半导体。,漂移：,在外电场作用下载流子的定向运动称为漂移运动。,扩散：,载流子从高浓度的区域移往低浓度的区域的运动。,量子隧穿：,两个隔离的半导体样品彼此接近时，势垒高,qV0,等于电子亲和力,q,，当,距离足够小，即使电子的能量远小于势垒高，在左边半导体的电子亦可能会跨过势垒输运，并移至右边的半导体。这个过程称为隧穿,。,雪崩过程：,当半导体中的电场增加到超过某一定值时，载流子得到足够的动能产生电子空穴对的过程。,晶体管的放大作用：,由邻近的射基结注射过来的空穴可在反向偏压的集基结造成大电流，这就是晶体管的放大作用。,功函数：,费米能级和真空能级之差,欧姆接触：,当金属,-,半导体接触的接触电阻相对于半导体主体或串联电阻可以忽略不计时，则可被定义为欧姆接触。,肖特基势垒接触：,具有大的势垒高度，以及掺杂浓度比导带或价带上态密度低的金属,-,半导体接触。,阈值电压：,形成强反型层时沟道所对应的 称为阈值电压,CMOS,：,由成对的互补,p,沟道与,n,沟道,MOSFET,所组成,分析,pn,结电流及耗尽区宽度与偏压的关系，指出,pn,结耗尽区中电场的方向。正向偏压耗尽区宽度减小，电流增大；反向偏压耗尽区宽度增加，电流减小（趋于平衡）；电流方向：,n,区指向,p,区,画出理想,pn,结正偏、反偏情况下的少子分布、电流分布示意图,解释利用,pn,结形成变容器的原理，通过测量,pn,结电容能否获得半导体杂质的分布信息？变容器原理：应用,p-n,结在反向偏压时电容随电压变化的特性，来设计用达到此目的的,p-n,结被称为变容器，即可变电容器。,通过测量其电容、电压特性可用来计算任意杂质分布。,解释,pn,结击穿的机制。隧道效应：当一反向强电场加在,p-n,结时，价电子可以由价带移动到导带，这种电子穿过禁带的过程称为隧穿隧穿只发生在电场很高的时候。,雪崩倍增：电场足够大，电子可以获得足够的动能，以致于当和原子产生撞击时，可以破坏键而产生电子,-,空穴对，新产生的电子和空穴，可由电场获得动能，并产生额外的电子,-,空穴对生生不息，连续产生新的电子,-,空穴对这种过程称为雪崩倍增。,BJT,各区的结构有何特点？为什么？发射区：掺杂浓度最高；,基区：掺杂浓度中等，基区的宽度需远小于少数载流子的扩散长度；,集电区：掺杂浓度最低；,BJT,工作在放大模式下的偏置情况是怎样的？画出,p-n-p BJT,工作在放大模式下的空穴电流分布。,射基结为正向偏压，集基结为反向偏压,画出,p-n-p BJT,在放大模式下各区的少数载流子浓度分布,。,为什么,HBT,的发射效率较高？,发射区与基区间的能带差在异质结界面上造成能带偏移，,Ev,增加了射基异质结处价带势垒的高度，从而维持极高的效率与电流增益。,MOS,二极管的金属偏压对半导体的影响有哪些？会改变能带弯曲情况，改变半导体表面电荷分布。,画出理想,MOS,二极管（,p,型半导体）,金属端加正偏及反偏电压时的能带图示意图,。,MOSFET,中的沟道是多子积累、弱反型还是强反型？强反型的判据是什么？,MOS,的沟道是强反型，判断依据是表面耗尽区的宽度将达到最大值。,实际,MOS,二极管中哪些因素导致其偏离理想情况？,固定氧化层电荷，扩散电流，界面陷阱，功函数差，反向漏电流，杂质分布，迁移率等。,当,VG,大于,VT,且保持不变时，画出增强型,MOSFET,的,I-V,曲线，并画出在线性区、非线性区和饱和区时的沟道形状。,MOSFET,的阈值电压与哪些因素有关？,固定氧化层电荷，功函数差，栅极材料，氧化层厚度，衬底偏压，沉底掺杂。,半导体存储器的详细分类是怎样的？日常使用的,U,盘属于哪种类型的存储器，画出其基本单元的结构示意图，并简要说明其工作原理。,详细分类：挥发性,动态随机存储器和静态随机存储器。,非挥发性,电源关闭时保留信息。,U,盘属于非挥发性的快闪存储器。,原理：电子隧穿,-,电子穿过禁带的过程。,画出不同偏压下，金属与,n,型半导体接触的能带图。,金属与半导体可以形成哪两种类型的接触？,MESFET,中的三个金属,-,半导体接触分别是哪种类型？,（,1,）欧姆接触和肖特基势垒接触。（,2,）一个肖特基接触作为栅极，两个欧姆接触当做源极和漏极,试分析,MESFET,与,MOSFET,的区别与联系。,MESFET,是金属半导体的整流接触，而,MOSFET,是金属氧化物半导体结构。,MESFET,以欧姆接触的源漏极代替,MOS,的,P-N,结，她比,MOS,有更高的开关速度和截止频率，具有微波性能快速响应。它们有相似的电流电压特性，在高电流时具有负的温度系数从而维持热稳定。,当,VG,恒定时，画出耗尽型,MESFET,的,I-V,曲线，指出曲线上开始夹断的点，并画出此时的沟道形状示意图。,画出隧道二极管的,I-V,曲线，并画出电流为谷值时对应的能带图,。,两能级间的基本跃迁过程有哪些，发光二极管及激光器的主要跃迁机制分别是种？,（,1,）基本跃迁：吸收，自发辐射，受激辐射。,（,2,）发光二极管,自发辐射；激光器,受激辐射；光探与太阳能电池,吸收。,简并半导体,:,对于高掺杂的,n,型或,p,型半导体，将高于 ，或低于 。此种半导体称为简并半导体。,漂移：,在外电场作用下载流子的定向运动称为漂移运动。,扩散：,载流子从高浓度的区域移往低浓度的区域的运动。,量子隧穿：,两个隔离的半导体样品彼此接近时，势垒高,qV0,等于电子亲和力,q,，当,距离足够小，即使电子的能量远小于势垒高，在左边半导体的电子亦可能会跨过势垒输运，并移至右边的半导体。这个过程称为隧穿,。,雪崩过程：,当半导体中的电场增加到超过某一定值时，载流子得到足够的动能产生电子空穴对的过程。,晶体管的放大作用：,由邻近的射基结注射过来的空穴可在反向偏压的集基结造成大电流，这就是晶体管的放大作用。,功函数：,费米能级和真空能级之差,欧姆接触：,当金属,-,半导体接触的接触电阻相对于半导体主体或串联电阻可以忽略不计时，则可被定义为欧姆接触。,肖特基势垒接触：,具有大的势垒高度，以及掺杂浓度比导带或价带上态密度低的金属,-,半导体接触。,阈值电压：,形成强反型层时沟道所对应的 称为阈值电压,CMOS,：,由成对的互补,p,沟道与,n,沟道,MOSFET,所组成,分析,pn,结电流及耗尽区宽度与偏压的关系，指出,pn,结耗尽区中电场的方向。正向偏压耗尽区宽度减小，电流增大；反向偏压耗尽区宽度增加，电流减小（趋于平衡）；电流方向：,n,区指向,p,区,画出理想,pn,结正偏、反偏情况下的少子分布、电流分布示意图,解释利用,pn,结形成变容器的原理，通过测量,pn,结电容能否获得半导体杂质的分布信息？变容器原理：应用,p-n,结在反向偏压时电容随电压变化的特性，来设计用达到此目的的,p-n,结被称为变容器，即可变电容器。,通过测量其电容、电压特性可用来计算任意杂质分布。,解释,pn,结击穿的机制。隧道效应：当一反向强电场加在,p-n,结时，价电子可以由价带移动到导带，这种电子穿过禁带的过程称为隧穿隧穿只发生在电场很高的时候。,雪崩倍增：电场足够大，电子可以获得足够的动能，以致于当和原子产生撞击时，可以破坏键而产生电子,-,空穴对，新产生的电子和空穴，可由电场获得动能，并产生额外的电子,-,空穴对生生不息，连续产生新的电子,-,空穴对这种过程称为雪崩倍增。,BJT,各区的结构有何特点？为什么？发射区：掺杂浓度最高；,基区：掺杂浓度中等，基区的宽度需远小于少数载流子的扩散长度；,集电区：掺杂浓度最低；,BJT,工作在放大模式下的偏置情况是怎样的？画出,p-n-p BJT,工作在放大模式下的空穴电流分布。,射基结为正向偏压，集基结为反向偏压,画出,p-n-p BJT,在放大模式下各区的少数载流子浓度分布,。,为什么,HBT,的发射效率较高？发射区与基区间的能带差在异质结界面上造成能带偏移，,Ev,增加了射基异质结处价带势垒的高度，从而维持极高的效率与电流增益。,MOS,二极管的金属偏压对半导体的影响有哪些？会改变能带弯曲情况，改变半导体表面电荷分布。,画出理想,MOS,二极管（,p,型半导体）,金属端加正偏及反偏电压时的能带图示意图,。,MOSFET,中的沟道是多子积累、弱反型还是强反型？强反型的判据是什么？,MOS,的沟道是强反型，判断依据是表面耗尽区的宽度将达到最大值。,实际,MOS,二极管中哪些因素导致其偏离理想情况？,固定氧化层电荷，扩散电流，界面陷阱，功函数差，反向漏电流，杂质分布，迁移率等。,当,VG,大于,VT,且保持不变时，画出增强型,MOSFET,的,I-V,曲线，并画出在线性区、非线性区和饱和区时的沟道形状。,MOSFET,的阈值电压与哪些因素有关？,固定氧化层电荷，功函数差，栅极材料，氧化层厚度，衬底偏压，沉底掺杂。,半导体存储器的详细分类是怎样的？日常使用的,U,盘属于哪种类型的存储器，画出其基本单元的结构示意图，并简要说明其工作原理。,详细分类：挥发性,动态随机存储器和静态随机存储器。,非挥发性,电源关闭时保留信息。,U,盘属于非挥发性的快闪存储器。,原理：电子隧穿,-,电子穿过禁带的过程。,画出不同偏压下，金属与,n,型半导体接触的能带图。,金属与半导体可以形成哪两种类型的接触？,MESFET,中的三个金属,-,半导体接触分别是哪种类型？,（,1,）欧姆接触和肖特基势垒接触。（,2,）一个肖特基接触作为栅极，两个欧姆接触当做源极和漏极,试分析,MESFET,与,MOSFET,的区别与联系。,MESFET,是金属半导体的整流接触，而,MOSFET,是金属氧化物半导体结构。,MESFET,以欧姆接触的源漏极代替,MOS,的,P-N,结，她比,MOS,有更高的开关速度和截止频率，具有微波性能快速响应。它们有相似的电流电压特性，在高电流时具有负的温度系数从而维持热稳定。,当,VG,恒定时，画出耗尽型,MESFET,的,I-V,曲线，指出曲线上开始夹断的点，并画出此时的沟道形状示意图。,画出隧道二极管的,I-V,曲线，并画出电流为谷值时对应的能带图,。,两能级间的基本跃迁过程有哪些，发光二极管及激光器的主要跃迁机制分别是种？,（,1,）基本跃迁：吸收，自发辐射，受激辐射。,（,2,）发光二极管,自发辐射；激光器,受激辐射；光探与太阳能电池,吸收。,