半器小结,教学要求.doc

#2.1节小结1、名词、术语和基本概念：PN结、突变结、线性缓变结、单边突变结、空间电荷区、耗尽近似、中性区、内建电场、内建电势差、势垒。2分别采用费米能级和载流子漂移与扩散的观点解释了PN结空间电荷区（SCR）的形成。3. 介绍了热平衡PN 结的能带图（图2.3a、b）及其画法。4.利用中性区电中性条件导出了空间电荷区内建电势差公式： （2-7）5解Poisson方程求解了PN结SCR内建电场、内建电势、内建电势差和耗尽层宽度： （2-14） （2-15） （2-16） （2-17） （2-18）6扩展知识：习题2。2 2。5教学要求1、掌握下列名词、术语和基本概念：PN结、突变结、线性缓变结、单边突变结、空间电荷区、耗尽近似、中性区、内建电场、内建电势差、势垒。2分别采用费米能级和载流子漂移与扩散的观点解释PN结空间电荷区（SCR）的形成。3. 正确热平衡PN 结的能带图（图2.3a、b）。4.利用中性区电中性条件导出空间电荷区内建电势差公式： （2-7）5解Poisson方程求解单边突变结结SCR内建电场、内建电势、内建电势差和耗尽层宽度。并记忆公式（2.14）（2-18）6作业题：2.2 、 2.4 、 2.5、2.7、2.10#2.2节小结1、名词、术语和基本概念：正向注入、反向抽取、扩散近似、扩散区2介绍了加偏压PN结能带图及其画法3根据能带图和修正欧姆定律分析了结的单向导电性：正偏压V使得PN结N型中性区的费米能级相对于P型中性区的升高qV。在P型中性区。在空间电荷区由于n、pn，可以认为费米能级不变即等于。在N型中性区。同样，在空间电荷区由于n、pn，可认为费米能级不变即等于于是在空间电荷区N侧有一个费米能级从逐渐升高到的区域，称为 空穴扩散区；在空间电荷区P侧有一个费米能级从逐渐下降到的区域，称为 电子扩散区（以上分析就是画能带图的根据）。在电子扩散区和空穴扩散区，由于不等于常数即，根据修正欧姆定律必有电流产生，由于，电流沿x轴正方向，即为正向电流。又由于在空间电荷区边界注入的非平衡少子浓度很大，因此在空间电荷区边界电流密度也很大J，。离开空间电荷区边界随着距离的增加注入的非平衡少子浓度越来越小（e指数减少），电流密度也越来越小。 反偏压使得PN结N型中性区的费米能级相对于P型中性区的降低q。在扩散区费米能级的梯度小于零，因此会有反向电流产生。由于空间电荷区电场的抽取作用，在扩散区载流子很低，很小，因此虽然有很大的费米能级梯度，电流却很小且趋于饱和。4根据载流子扩散与漂移的观点分析了结的单向导电性：正偏压使空间电荷区内建电势差由下降到V打破了PN结的热平衡，使载流子的扩散运动占优势即造成少子的正向注入且电流很大。反偏压使空间电荷区内建电势差由上升到同样打破了PN结的热平衡，使载流子的漂移运动占优势这种漂移是N区少子空穴向P区和P区少子电子向N区的漂移，因此电流是反向的且很小。5在反偏压下，如用代替自建势，对于突变结，耗尽层宽度为 （2-23）6根据 式（2-7）给出了结边缘的少数载流子浓度： （2-29）和 （2-30）7在注入载流子的区域，假设空间电荷的电中性条件完全得到满足，则少数载流子是仅存的一种类型的载流子。这些载流子由于被中和，不带电，通过扩散运动在电中性区中输运。这称为扩散近似。于是稳态载流子输运满足扩散方程。#教学要求1、掌握名词、术语和基本概念：正向注入、反向抽取、扩散近似、扩散区2正确画出加偏压PN结能带图。3根据能带图和修正欧姆定律分析了结的单向导电性4根据载流子扩散与漂移的观点分析了结的单向导电性5掌握反偏压下突变结，耗尽层宽度公式（2-23） 6导出 结边缘的少数载流子浓度公式 （2-29）和 （2-30）7.作业：2.1# 2.3节小结1稳态PN结二极管中载流子分布满足扩散方程。2解扩散方程求得满足边界条件的解： （2-37） 对于长二极管，上式简化为 （2-38）结侧的电子分布为 （2-43）#3电流分布：少子注入引起的电流常称为扩散电流。在长二极管中空穴电流分布为： （2-42）电子电流分布为： （2-47）其中 （2-46） （2-41）4电流电压公式（Shockley公式）： （2-48） （2-49a）#5PN结的典型电流-电压特性0.6510图2-10 PN结的典型电流-电压特性 #教学要求1.了解理想PN结基本假设及其意义。2.导出公式（2-37）。3.根据公式（2-37）导出长PN结和短PN结少子分布表达式。4.导出公式（2-48）、（2-49)。5.记忆公式（2-49）6.根据公式（2-49d）解释理想PN结反向电流的来源。7。画出正、反偏压下PN结少子分布、电流分布和总电流示意图。8。作业：（2-11）、（2-12）、（2.13）#2.4节小结1.概念空间电荷区正偏复合电流 （2-53）空间电荷区反偏产生电流 （2-61）式中为空间电荷区宽度，为空间电荷区载流子通过复合中心复合的复合率，G为空间电荷区载流子产生率。2空间电荷区载流子通过复合中心复合的最大复合率条件： （2-54）最大复合率为 （2-56）#3. 正偏复合电流和反偏产生电流分别为： （2-57） （2-61）由于空间电荷层的宽度随着反向偏压的增加而增加因而反向电流是不饱和的。4.考虑空间电荷区正偏复合电流和 串联电阻的影响的实际IV曲线# #教学要求1.理解并掌握概念：正偏复合电流 反偏产生电流2.推导公式（2-54）、（2-57）、（2-61）。3.理解低偏压下复合电流占优，随着电压增加扩散电流越来越成为主要成分。#2.5节小结1. 产生隧道电流的条件：（1）费米能级位于导带或价带的内部；（2）空间电荷层的宽度很窄，因而有高的隧道穿透几率；（3）在相同的能量水平上在一侧的能带中有电子而在另一侧的能带中有空的状态。当结的两边均为重掺杂，从而成为简并半导体时，（1）、（2）条件满足。外加偏压可使条件（3）满足。2.画出了偏压变化的能带图并根据能带图解释了隧道二级管的IV曲线。3.分析了隧道二级管的特点和局限性：（1） 隧道二极管是利用多子的隧道效应工作的。由于单位时间内通过结的多数载流子的数目起伏较小，因此隧道二极管具有较低的噪音。 （2） 隧道结是用重掺杂的简并半导体制成，所以温度对多子的影响小，使隧道二级管的工作温度范围大。（3） 由于隧道效应的本质是量子跃迁过程，电子穿越势垒极其迅速，不受电子渡越时间的限制，因此可以在极高频率下工作。由于应用两端有源器件的困难以及难以把它们制成集成电路的形式，隧道二极管的利用受到限制。#教学要求1. 了解产生隧道电流的条件。2. 画出能带图解释隧道二极管的IV特性。3. 了解隧道二极管的特点和局限性。#2.6节小结讨论了PN结IV特性的温度依赖关系即温度对IV特性的影响：1.根据公式（2-68）反向电流随温度升高而增加。2. 给定电压，电流随温度升高而迅速增加。对于硅二极管，在室温时，每增加，电流约增加1倍。3.电压随温度线性地减小，对于硅二极管，系数约为。4.结电压随温度变化十分灵敏，这一特性被用来精确测温和控温。#教学要求1.了解PN结IV特性的温度依赖关系。2.推导公式（2-68）、（2-72）、（2-73）3.作业：2-19。#2.7节小结1.概念：耗尽层电容 求杂质分布 变容二极管2.给出了耗尽层电容公式（2-76）、（2-81）。3.给出了求杂质分布的概念及求解程序。4.介绍了使用图表2-19求电容的方法。5.介绍了 变容二极管的应用及其设计原则。教学要求1.掌握概念：耗尽层电容、求杂质分布、变容二极管2.记忆耗尽层电容公式（2-76）、（2-81）。3.掌握CV关系： 公式（2-77）及其应用。4.推导求杂质分布公式（2-82）。5.掌握求杂质分布的概念及求解程序。6.掌握使用图表2-19求电容的方法。7.了解变容二极管的应用及其设计原则。8.作业：2,17#2.8节小结1.概念：交流导纳 扩散电导 扩散电阻 扩散电容 等效电路2.解扩散方程求出了交流少子分布、电路分布、交流电流。3.给出了二极管等效电路。教学要求1.掌握概念：交流导纳 扩散电导 扩散电阻 扩散电容 等效电路2.导出交流少子边界条件公式（2-90）。3.导出交流少子满足的扩散方程公式（2-93）。4.导出交流少子空穴分布公式（2-95）（2-96）。5. 导出交流少子空穴电流公式（2.97）。6.导出交流导纳公式（2-04）。作业：2。18#3.2节小结1.概念：发射极注射效率、基区输运因子、共基极电流增益、共发射极电流增益2.介绍了典型BJT的基本结构和工艺过程。3.介绍了BJT的四种工作模式。4.画出了BJT电流分量示意图，给出了各极电流及其相互关系公式公式（3-1）（3-4）5.分别用能带图和载流子输运的观点解释了BJT的放大作用。6.BJT具有放大作用的关键在于两个PN结靠得足够近即基区宽度小于或远远小于少子的扩散长度。7.给出了理想BJT共基极连接集电集电流与集电压关系曲线和共发射极连接集电集电流与集电极发射极间的电压关系曲线。#教学要求1.掌握四个概念：发射效率、基区输运因子、共基极电流增益、共发射极电流增益2.了解典型BJT的基本结构和工艺过程。3.掌握BJT的四种工作模式。4.画出BJT电流分量示意图，写出各极电流及其相互关系公式。5.分别用能带图和载流子输运的观点解释BJT的放大作用。6.为什么公式（3-9）可以写成公式（3-10）？7解释理想BJT共基极连接正向有源模式下集电集电流与集电压无关的现象。8解释理想BJT共发射极连接正向有源模式下集电集电流与集电极发射极间的电压无关的现象。9.解释理想BJT共基极连接和共发射极连接的输出特性曲线。10.作业：3.1#3.3节小结1. 在一般情况下，解发射区、基区、集电区少子扩散方程求出少子分布 基区少子电子分布 （3-18）#发射区少子空穴分布 （3-23a）若 (3-23b)集电区少子空穴分布 （3-22） （3-25） #2.导出了少子电流公式：基区电子电流 （3-19） （3-20）发射区空穴电流 （3-24）集电区空穴电流： （3-26）# 3、导出了正向有源模式下少子分布基区电子分布 （3-27a）在的情况下 (3-27b)#发射区少子空穴分布 （3-23a）若 (3-23b)#4.导出了正向有源模式下少子电流：基区电子电流 （3-28） （3-29） （3-30）若 （3-31） （3-32）空穴电流 （3-25） （3-33）#5.导出了基区输运因子表达式 （3-30）若CTE+CTC的情形，增益带宽乘积为 （3-86）教学要求1.导出公式（3-78）、（3.81）、（3.84）2.画出混接型等效电路。3.解释扩散电容的起因。4.写出输入、输出电流表达式。4.证明 （3-85）和 （3-86）作业：3.15#3.10节小结1.晶体管可以起开关作用。2.晶体管处于截止状态其到关断的作用，处于饱和状态其到开通的作用。开关工作的晶体管在截止状态和饱和状态之间往复转换。3. 在“通”和“断”两个状态之间的转换是通过改变载流子的分布来完成的。这些载流子分布不能立刻改变。需要一个过渡时间，称为开关时间。4.开关时间包括：导通延迟时间td、导通上升时间、关断的下降时间、贮存时间。4.建立电荷控制方程求解了贮存时间。#教学要求1.了解晶体管开关工作原理。2.为什么晶体管开关需要开关时间？3.了解晶体管开关时间所涉及的物理过程。4.为什么当发射结正偏，基极电流增加时会使晶体管进入饱和状态？5. 建立电荷控制方程求解了贮存时间。#3.11节小结1.击穿电压是晶体管重要直流参数，给出了晶体管和的定义。2.给出了雪崩倍增因子的经验公式（对于共基极电路）： （3-99）从中可计算共即极击穿电压。3. 计算公式 （3-102）4. 若在发生雪崩击穿之前集电结的空间电荷层到达了发射结，则晶体管穿通。这种击穿叫做穿通击穿。这个击穿电压就叫做穿通电压。5.画出能带图分析了穿通击穿机制。#教学要求1.掌握晶体管两种击穿机制。2.熟悉击穿电压计算公式。3.了解穿通击穿现象，能够分析穿通击穿的物理过程。4. 能够计算穿通击穿电压及相关问题。#4.1节小结1. 金属半导体接触出现两个最重要的效应：整流效应和欧姆效应。前者称为整流接触，又叫做整流结。后者称为欧姆接触，又叫做非整流结。2. 金属与N型半导体接触如果金属的功函数大于半导体的功函数则将形成肖特基势垒。3.画出了热平衡情况下的肖特基势垒能带图。4.半导体空间电荷层自建电势为 （4-1）5.肖特基势垒高度为 （4-2）或 （4-3） （4-3） （4-4）6.画出了加偏压的的肖特基势垒能带图，根据能带图解释了肖特基势垒二极管的整流特性。7.由于金属中具有大量的电子，偏压情况下金属费米能级不变，因此不变不变亦可从公式（4-3）看出8.解Poisson方程可得肖特基势垒的空间电荷区宽度 （4-5）式中为半导体的掺杂浓度，为反向偏压。9. 肖特基势垒结电容 （4-6）或 （4-7）10.与结情形一样，可以由与的关系曲线求出自建电势和半导体的掺杂情况。#教学要求1.了解金属半导体接触出现两个最重要的效应2.画出热平衡情况下的肖特基势垒能带图。3.掌握公式 （4-1） （4-3） （4-5） （4-6） （4-7）4.画出加偏压的的肖特基势垒能带图，根据能带图解释肖特基势垒二极管的整流特性。5.为什么偏压情况下不变？6.由与的关系曲线求出自建电势和半导体的掺杂情况。7.作业：4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、#4.3节小结1. 肖特基效应：镜像力使理想肖特基势垒的电子能量在下降，也就是使肖特基势垒高度下降。这种效应叫做肖特基效应。2.作为一种近似把理想肖特基势垒半导体势垒区电子能量看做是线性的： （4-10）3.根据总能量 （4-11）和图4.5c解释了肖特基效应。4.计算了肖特基势垒的降低和总能量最大值发生的位置： （4-13）（4.12）教学要求1. 什么是肖特基效应？解释肖特基效应的物理机制。2.根据总能量公式和图4.5c解释肖特基效应。3.计算肖特基势垒的降低和总能量最大值发生的位置。4.作业：4.8、4.9和教学要求的3#4.4节小结1.概念：表面势、热电子、热载流子二极管、里查逊常数、有效里查逊常数2.导出了表面空间电荷区内载流子浓度表达式和半导体表面载流子浓度表达式： （4-17） （4-18） （4-19） （4-20）3.根据气体动力论给出了从半导体进入金属的电子流密度：。式中为热电子的平均热运动速度，为电子有效质量。4.导出了电流电压特性李查德杜师曼（Richardson-dushman）方程 （4-31） （4-32）5.给出了少子空穴电流并与多子电流作了比较，少子空穴电流可以忽略。#教学要求1.掌握概念：表面势、热电子、热载流子二极管、里查逊常数、有效里查逊常数2.导出表面空间电荷区内载流子浓度表达式和半导体表面载流子浓度表达式：（4-17）、（4-18）、（4-19）、（4-20）43.导出电流电压特性李查德杜师曼（Richardson-dushman）方程（4-31）、（4-32）4.结合例题，比较少子空穴电流与多子电流。5.作业：4.5、4.6、4.7、4.10#4.7节小结1.肖特基势垒二极管是多子器件，与结二极管相比具有高频、高速，低，接通电压，低温度系数和低噪声的特点2. 肖特基势垒二极管制造工艺比制造工艺简单得多。教学要求1.了解与结二极管相比肖特基势垒二极管地主要特点。2.作业4.10#4.8节小结1.给出了肖特基势垒二极管的等效电路。2.由于肖特基势垒二极管具有高频、高速的优点，它们被应用于肖特基势垒检波器或混频器和肖特基势垒钳位晶体管。3.肖特基势垒检波器的截止频率定义为：随着频率升高在上的功率耗散将增加，当在上的功率耗散和在结上的相等时的频率定义为截止频率。4.给出了肖特基势垒箝位晶体管的电路图、集成结构示意图。5.分析了肖特基势垒箝位晶体管的工作原理。#教学要求1.画出肖特基势垒二极管的等效电路，说明各参数所代表的意义。2.画出肖特基势垒箝位晶体管的电路图和集成结构示意图。3.说明肖特基势垒箝位晶体管的工作原理。4.作业：4.11#4.9节小结1. 金属型半导体：欧姆结：整流结：欧姆结2.画出了金属N型半导体（：形成欧姆结：形成整流结：形成欧姆结2. 画出能带图说明金属和重掺杂半导体之间形成欧姆接触。3.作业：#5.1节小结1.介绍了的基本结构。2.介绍了的基本工作原理。3.沟道电阻随半导体表面电场变化而变化，从而沟道电流半导体表面电场变化而变化，因此JFET实际上是一个电压控制的电阻。4.引进了：沟道夹断、漏电流饱和、夹断电压的概念。教学要求1.画出的基本结构示意图。2.简述的基本工作原理。3.为什么说JFET实际上是一个电压控制的电阻。4.熟悉沟道夹断、漏电流饱和、夹断电压等概念。#5.2节小结1.建立了理想JFET的基本假设。2.在理想JFET的基本假设的基础上导出了夹断前JFET的IV特性方程 （5-4）3.深入介绍了沟道夹断和夹断电压的概念。由 （5-6）可见，夹断电压仅由器件的材料参数和结构参数决定，是器件的固有参数。这就是“在夹断点夹断电压相等”一语的根据。教学要求1.掌握理想JFET的基本假设及其意义。2.导出夹断前JFET的IV特性方程（5-4）。3.深入沟道夹断和夹断电压的含义。根据公式 （5-6）理解夹断电压仅由器件的材料参数和结构参数决定，是器件的固有参数。以及“在夹断点夹断电压相等”一语的根据。4.作业：5.1、5.2、5.3。#5.3节小结1.JFET的IV特性分成线性区和饱和区。两区域由夹断曲线分开。夹断曲线为： （5-9）（1）夹断电压由栅、漏电压共同确定（2）一个JFET的夹断电压决定于它的材料参数和器件结构参数见公式（5-6）2. 线性区条件为： （5-4）3.线性区IV特性： （5-8）4.饱和区条件为： （5-9）5. 饱和区IV特性： （5-10）教学要求1.JFET的夹断曲线的意义： 2.掌握线性区条件： （5-4）3掌握线性区IV特性：公式（5-8）4.掌握饱和区条件： （5-9）5.掌握饱和区IV特性：公式（5-10）6.作业： #5.4节小结1.结合图5.7分析了JFET所包含的电学属性。2.分析文中所介绍的电学参数和交流小信号参数所代表的物理意义。3.导出了线性区漏极导纳： （5-12）4.导出了.线性区跨导 （5-13）5.导出了饱和跨导 （5-14）6.给出了栅极总电容公式 （5-22）和 （5-23）6.给出了交流小信号等效电路图5.8。7.考虑到栅极漏泄电流漏串联电阻和漏极电阻等可以忽略，给出了实际可用的交流小信号等效电路图5.9。#教学要求1.结合图5.7分析了JFET所包含的电学属性，从中总结出：线性区漏极导纳、线性区跨导、饱和跨导、栅极漏泄电流、栅极电容、器件封装电容、源、漏串联电阻和漏极电阻等。2.分析了上述电学参数和交流小信号参数所代表的物理意义。3.导出线性区漏极导纳公式（5.12）4. 导出线性区跨导公式（5.13）5.导出饱和跨导公式（5.14）6.导出栅极总电容公式（5.22）和（5.23）7.绘出交流小信号等效电路图5.8。8.绘出简化的交流小信号等效电路图5.9。9.作业：5.5、5.6。#5.5节小结1.定义了截止频率：输出短路时，当输入电流与输出电流相等时，达到增益为1（不在放大）时的频率。2.导出了截止频率公式 （5-26）3.讨论了实现高频性能的途径：高的迁移率和短的沟道长度。#教学要求1.掌握概念：截止频率 2.导出截止频率公式（5-26）3.了解实现高频性能的途径：高的迁移率和短的沟道长度。4.作业：5.7、5.8#5.6节小结击穿发生在沟道的漏端1.沟道长度调制效应：沟道夹断之后，漏极电压进一步增加时，耗尽区的长度增加，电中性的沟道长度减小。这种现象称为沟道长度调制。在沟道中心，电中性的沟道区承受电压，耗尽的沟道区承受电压。由于被减短的电中性沟道长度承受着同样的，而沟道长度减少了，因而，对于夹断后的任何漏极电压，都会使漏极电流略有增加。由于这个原因，夹断后的漏极电流不是饱和的，且漏极电阻为有限。2.夹断后漏电流可：3.导出了夹断后沟道长度公式 （5-30） 4.定义了小讯号漏极电阻 （5-31）5.通过例题说明了小讯号漏极电阻的计算方法。6.JFET的漏极击穿及其机制：随着漏极电压的增加，会导致栅沟道二极管发生雪崩击穿。击穿发生在沟道的漏端。#教学要求1.说明沟道长度调制效应。2.为什么夹断后漏电流可以写做：3.导出夹断后沟道长度公式（5-30） 4.了解小讯号漏极电阻的定义公式（5-31） 5.通过例题掌握小讯号漏极电阻的计算方法。6.了解JFET的漏极击穿及其机制。#5.7节小结1.介绍了MESFET的基本结构和工作原理。2.介绍了MESFET和 MESFET的突出特点：金属半导体接触工艺允许的沟道做得更短，有利于提高器件的开关速度和工作频率。硅的难以制作，要倾注很大力量，防止淀积金属前硅表面生成天然氧化层。与金属的肖特基势垒高度在0.72-0.90V范围内，对于通常淀积金属前的表面处理不灵敏。金属与之间的界面陷阱不妨碍偏压对耗尽层厚度的调整，这为制作提供了必要的条件。的电子迁移率约为硅的六倍，这使它更适合于高频应用。目前最为普及，能大量应用，技术成熟并作为商品化的化合物半导体晶体管的多是，不论作为分立器件或以IC形式出现，情况都是如此3. 的两种类型：a.常闭型或增强型：时的肖特基势垒穿透了外延层达到绝缘衬底，因此不出现导电沟道。b. 常开型或耗尽型：时的肖特基势垒没有达到半绝缘衬底。时，就存在导电沟道。4. 前面几节对所给出的理论的公式，都适合于，对于增强型， 通常换成。称为阈值电压。 （5-33）总是正的。此外，由于没有下沟道，因此其漏电流应是（5-4）式中的一半。#教学要求1.掌握MESFET的基本结构和工作原理。2.了解MESFET和 MESFET的突出特点。3.了解的两种类型：4.试导出增强型的I-V特性。#5.9节小结1.介绍了一种的基本结构和它的工作原理。2.异质结的主要优点是工作速度快，称为快速晶体管。3.图5.14中的层称为有源层，沟道中的电子被限制在该层内。这一有源层载流子迁移率比的高，所以能获得较高的跨导和较高的工作速度。4.介绍了的基本结构和工作原理：（1）通过对栅极加正向偏压，可以将电子引入异质结界面处的层中。如果层较厚或者掺杂浓度较高，则栅压时，异质结界面处的表面的电子势阱内已经有电子存在，是耗尽型的；相反，如果层较薄或者掺杂浓度较低，时耗尽层伸展到内部，势阱内没有电子，器件是增强型的。（2） 禁带宽度比的大，它们形成异质结，在表面形成近似三角形的电子势阱。当势阱较深时，电子基本上被限制在势阱宽度所决定的薄层（）内，形成二维电子气（）。（3）的浓度（面密度）受到的控制，从而器件的电流受到的控制。5. HEMT的特点：和提供自由电子的层之间夹着不掺杂的薄层，从而基本上不受电离杂质散射，迁移率显著增加。比体材料的电子迁移率高得多。不掺杂，也是为了避免陷阱内电离杂质散射。这种器件依靠迁移率很高的导电，具有更大的工作速度和更高的截止频率。因此，这种结构的常称为场效应晶体管（）或调制掺杂场效应晶体管（）或选择掺杂异质结晶体管。前者说明这种器件高频，高速的原因是电子迁移率高，后者强调得到高迁移率的方法是调制掺杂或者说选择掺杂。通常把这种器件称为高电子迁移率晶体管（）。#教学要求（不作考试要求）1.了解异质结和的基本结构和工作原理。2.了解概念：二维电子气（）、场效应晶体管（）、调制掺杂场效应晶体管（）、选择掺杂异质结晶体管。高电子迁移率晶体管（）。#6.1节小结1. 理想结构基于以下假设：（1）在氧化物中或在氧化物和半导体之间的界面上不存在电荷。（2）金属和半导体之间的功函数差为零，如绘于图6-2b中的情形。假设（1）、（2）使无偏压时半导体能带是平直的。（3）层是良好的绝缘体，能阻挡直流电流流过。因此，即使有外加电压，表面空间电荷区也处于热平衡状态，这使得整个表面空间电荷区中费米能级为常数。2.偏压使半导体表面具有表面势，出现表面空间电荷区。3.空间电荷与电场具有以下关系 （6-1）4.载流子积累、耗尽和反型的概念。5.画出了载流子积累、耗尽和反型和强反型四种情况的能带图。6.给出了体费米势的概念： （6-8）7.导出了反型和强反型条件：反型条件； （6-17）强反型条件； （6-18）教学要求1了解理想结构基本假设及其意义。2.根据电磁场边界条件导出空间电荷与电场的关系 （6-1）3.掌握载流子积累、耗尽和反型和强反型的概念。4.正确画出流子积累、耗尽和反型和强反型四种情况的能带图。5.导出反型和强反型条件6.掌握体费米势的概念。7.为什么出现强反型之后继续增加偏压，能带弯曲并不显著增加而且空间电荷区的势垒高度、固定的受主负电荷以及空间电荷区的宽度基本上保持不变？8.掌握公式： （6-19） （6-20） （6-21） （6-52）9.作业：6.1、6.2。#6.2节小结1.MOS电容定义为 （6-22）2.绝缘层单位面积电容 （6-29）3.导体表面空间电荷区单位面积电容 （6.25）4.归一化电容 （6-28）5.在耗尽区 （6-45） （6-46）归一化电容随着外加偏压的增加而减小。6.画出了理想系统的电容电压特性（图6.7）。教学要求1.掌握理想系统的电容电压特性，对图6.7作出正确分析。2.导出公式（645）、（6-46）。#6.3节小结1.二个概念：沟道电导、阈值电压2.沟道电导公式 （6-53）3.阈值电压公式 （6-54）4.说明阈值电压的物理意义。#教学要求1.掌握概念：沟道电导、阈值电压2. 导出沟道电导公式（6-53） 3. 导出阈值电压公式（6-54）4.说明阈值电压的物理意义。#6.4节小结1.画出了铝二氧化硅硅系统的能带图。由于功函数差0。因此，欲使能带平直，即除去功函数差所带来的影响，就必须在金属电极上加一负电压。 （6-56）这个电压一部分用来拉平二氧化硅的能带，一部分用来拉平半导体的能带，使0。因此称其为平带电压。2.在二氧化硅、二氧化硅硅界面系统存在电荷：界面陷阱电荷（interface trapped charge）氧化物固定电荷（fixed oxide charge）氧化物陷阱电荷（oxide trappedcharge） 可动离子电荷（mobile ionic charge）综合看来，可以把它们看做是位于二氧化硅硅界面的正电荷。#3.克服二氧化硅内位于x处的电荷片造成的能带弯曲所需的平带电压为 （6-58）如果位于二氧化硅硅界面则 （6-64） 如果氧化层中正电荷连续分布，电荷体密度为，则总的平带电压 （6-60）其中 （6-61）称为有效面电荷。4.平带电压：为实现平带条件所需的偏压叫做平带电压 （6-65）5.引入平带电压的意义之一是将理想MOS的CV曲线沿着电压轴平移即可得到实际MOS的CV曲线。#6.实际的阈值电压（6-66）第一项是，为消除半导体和金属的功函数差的影响，金属电极相对于半导体所需要加的外加电压；第二项是为了把绝缘层中正电荷发出的电力线全部吸引到金属电极一侧所需要加的外加电压；第三项支撑出现强反型时的体电荷所需要的外加电压；第四项是，开始出现强反型层时，半导体表面所需的表面势。#7.对于铝二氧化硅P型硅系统式（6-66）中四项都是负的；而铝二氧化硅N型硅系统式（6-66）四项中第三、四项是负的。两种情况下第二项总是负的。#教学要求1.画出铝二氧化硅硅系统的能带图。2.根据能带图说明 （6-56）3.是否等于？ 4.了解在二氧化硅、二氧化硅硅界面系统存在的电荷及其主要性质。5.平带电压公式 （6-58） （6-64）