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XuetangX

微电子器件原理

Shenyang University Of Technology via XuetangX

Overview

微电子器件原理是电子科学与技术专业的专业基础课,在课程体系中起到承上(固态电子论)启下(集成电路设计原理)的作用。本课程以固态电子论关于半导体材料中载流子运动基本规律、基本物理过程、基本物理现象、基本物理特性为基础,以pn结、双极晶体管和MOS场效应晶体管为代表,分析它们工作原理、基本特性,既建立起微电子器件工作原理和基本特性与其内部载流子运动基本规律等微观过程的内在联系。主要内容包括pn结、双极型和场效应晶体管的基本工作原理,、直流特性、交流特性、频率特性和功率特性的物理基础,并介绍一些典型器件和新型器件的结构及其特点。

   本课程为辽宁省线上一流课程;本课程优势在于:1)“点”式教学,方便线上按“思维导图”梳理知识脉络,打破章节限制,建立了“点”式教学知识体系,方便线上学习。2)“浅”式教学,为了让学生能够真正理解半导体器件的物理运行机制,采用由浅入深的教学方式。首先定性地说明分析器件的物理,用最浅显的语言去解释深奥的理论,在此基础上,再进行深入的定量分析,以适合不同层次的学生学习。3)“练”式教学,巩固加强每个知识点配有测试题,每一章配有案例训练,共有非视频资源246个,目的是让学生通过“练”习加深对学习内容的理解。4)以“仿”治“盲”,变抽象为形象。微观粒子和电场电势等物理概念的不可见性让学生觉得学习困难,仿真让不可见变成可见,变抽象为形象。5)以“实”解“实”,注重能力培养。近年来,课程组与多家企业建立了产学研合作关系,从实践中获取案例,应用于教学,形成了理论-实践-理论递进式教学理念,提高了分析问题和解决问题能力。


Syllabus

  • 第1章 半导体器件基本方程
    • 1.1 泊松方程
    • 1.2 电流密度方程
    • 1.3 连续性方程
    • 第1讲
  • 第2章 PN结
    • 2.1 PN结的平衡状态
    • 2.2 准费米能级
    • 2.3 PN结的直流特性
    • 2.4 大注入效应
    • 2.5 PN结的击穿特性
    • 2.6 PN结势垒电容
    • 2.7 PN结交流小信号扩散电流和交流导纳
    • 2.8 PN结的开关特性
    • 2.9PN结二极管
  • 第3章 双极晶体管
    • 3.1 引言
    • 3.2 双极晶体管基础
    • 3.3 均匀基区晶体管直流电流放大系数
    • 3.4 缓变基区晶体管直流电流放大系数
    • 3.5 晶体管直流电流电压方程
    • 3.6 晶体管的反向特性
    • 3.7 基极电阻
    • 3.8电流放大系数与频率的关系
    • 3.9 高频小信号电流电压方程与等效电路
    • 3.10 功率增益和最高震荡频率
    • 3.11 双极晶体管的功率特性
  • 第4章 场效应晶体管
    • 4.1 MOSFET的结构和工作原理
    • 4.2 MOSFET的阈值电压
    • 4.3 MOSFET输出特性的数值分析
    • 4.3 MOSFET输出特性的数值分析
    • 4.3 MOSFET输出特性的数值分析
    • 4.4 亚阈值区导电
    • 4.3 MOSFET输出特性的数值分析
    • 4.3 MOSFET输出特性的数值分析
    • 4.5 MOSFET的直流参数及温度特性
    • 4.6 MOSFET的小信号交流参数及频率特性
    • 4.7 MOSFET的短沟道效应
    • 4.8 JFET和MESFET
  • 期末考核

    Taught by

    Meile Wu and Yanxia Guan

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