半导体物理学复习指导.

1、2022-5-231半导体物理考前复习（第一章）半导体物理考前复习（第一章）金刚石的结构特点；金刚石的结构特点；导体、半导体和绝缘体的能带图，相关能带结构名词、导体、半导体和绝缘体的能带图，相关能带结构名词、 固体导电的原因、半导体导电性从能带方面解释；固体导电的原因、半导体导电性从能带方面解释；本征激发的概念；本征激发的概念；有效质量的概念及其意义、有效质量的概念及其意义、有效质量的计算有效质量的计算、电子空穴有效质量的、电子空穴有效质量的 特点、能带宽度与有效质量的关系、能量（有效质量，速度、加特点、能带宽度与有效质量的关系、能量（有效质量，速度、加速速 度）与波矢之间的变化关系图；准动量

2、的概念和计算；度）与波矢之间的变化关系图；准动量的概念和计算；等能面的概念及其种类；等能面的概念及其种类；回旋共振的原理和主要理论公式、该方法的主要作用；回旋共振的原理和主要理论公式、该方法的主要作用；硅、锗等能面的特点、能带结构；硅、锗等能面的特点、能带结构；禁带宽度的概念；禁带宽度的概念；2022-5-232直接（间接）带隙的概念；直接（间接）带隙的概念；半导体物理考前复习（第一章）半导体物理考前复习（第一章）禁带宽度随随温度变化的规律；窄（宽）禁带宽度半导体的概念及禁带宽度随随温度变化的规律；窄（宽）禁带宽度半导体的概念及 分界标准分界标准2022-5-233半导体物理考前复习（第二章）

3、半导体物理考前复习（第二章）杂质的来源和其在半导体中存在的类型；杂质的来源和其在半导体中存在的类型；施主杂质、施主能级的概念及其形成过程、特点，及相关名词，施主杂质、施主能级的概念及其形成过程、特点，及相关名词，n n型半型半 导体；导体；施主杂质能级图、分立能级的特点；施主杂质能级图、分立能级的特点；受主杂质、受主能级的概念及其形成过程、特点，及相关名词，受主杂质、受主能级的概念及其形成过程、特点，及相关名词，p p型半型半 导体；导体；施主杂质能级图、分立能级的特点；施主杂质能级图、分立能级的特点；浅能级杂质和深能级杂质；浅能级杂质和深能级杂质；浅能级杂质电离能的概念及其简单计算（类氢模型

4、）；浅能级杂质电离能的概念及其简单计算（类氢模型）；杂质的补偿作用；杂质的补偿作用；深能级杂质能级的特点（可同时产生施主和受主能级）；深能级杂质能级的特点（可同时产生施主和受主能级）；杂质的双性行为；杂质的双性行为；2022-5-234缺陷的来源与分类；缺陷的来源与分类；点缺陷的概念和种类、热缺陷；点缺陷的概念和种类、热缺陷；位错的概念和种类，各种位错的主要特点；位错的概念和种类，各种位错的主要特点；禁带宽度与位错引起体积改变的关系式及各量含义；禁带宽度与位错引起体积改变的关系式及各量含义；半导体物理考前复习（第二章）半导体物理考前复习（第二章）2022-5-235量子态（关于波矢的形式和关于

5、能量的形式）；量子态（关于波矢的形式和关于能量的形式）；电子能量与波矢的关系式；电子能量与波矢的关系式；状态密度定义；状态密度定义；k k空间量子态密度（恒值）；空间量子态密度（恒值）；利用波矢与能量的关系及利用波矢与能量的关系及k k空间量子态密度计算状态密度函数（受等能空间量子态密度计算状态密度函数（受等能 面形状的影响）；面形状的影响）；费米分布函数的表达式、其含义和表达式中各物理量的含义；费米分布函数的表达式、其含义和表达式中各物理量的含义；费米分布函数的性质（费米分布函数的性质（ ）；）；玻尔兹曼分布函数的表达式；玻尔兹曼分布函数的表达式；玻尔兹曼分布函数和费米分布函数的联系和主要区

6、别；玻尔兹曼分布函数和费米分布函数的联系和主要区别；半导体物理考前复习（第三章）半导体物理考前复习（第三章）00TT和2022-5-236简并性系统与简并半导体和非简并性系统与非简并半导体的；简并性系统与简并半导体和非简并性系统与非简并半导体的；导带中电子浓度的计算方法和步骤（导带中电子浓度的计算方法和步骤（判断系统内行判断系统内行计算能量关于波计算能量关于波 矢表达式，反解出波矢矢表达式，反解出波矢k k计算状态密度函数计算状态密度函数将状态密度函数与电子将状态密度函数与电子 分布函数相乘，且在整个能量范围进行积分）；分布函数相乘，且在整个能量范围进行积分）；平衡态下电子的浓度表达式平衡态下

7、电子的浓度表达式导带有效状态密度表达式导带有效状态密度表达式及其与温度的关系，其值的大小及量纲；及其与温度的关系，其值的大小及量纲；价带有效状态密度表达式价带有效状态密度表达式及其与温度的关系，其值的大小及量纲；及其与温度的关系，其值的大小及量纲；载流子浓度乘积的特点及其表达式载流子浓度乘积的特点及其表达式；载流子浓度乘积的决定因素温度和；载流子浓度乘积的决定因素温度和 禁带宽度，与杂质浓度无关）；禁带宽度，与杂质浓度无关）；载流子浓度乘积结论的适用范围（非简并状态下热平衡情况）；载流子浓度乘积结论的适用范围（非简并状态下热平衡情况）；半导体物理考前复习（第三章）半导体物理考前复习（第三章）2

8、022-5-237本征半导体概念及其特点；本征半导体概念及其特点；本征半导体中费米能级与禁带中线相对位置；本征半导体中费米能级与禁带中线相对位置；本征载流子浓度的影响因素（温度和禁带宽度）；本征载流子浓度的影响因素（温度和禁带宽度）；杂质能级被电子或空穴占据的概率表达式杂质能级被电子或空穴占据的概率表达式、相对于费米能级（玻尔兹曼、相对于费米能级（玻尔兹曼 能能 级的区别）；级的区别）；施主能级上的电子浓度施主能级上的电子浓度 及电离杂质浓度及电离杂质浓度 表达式和受主杂质能级表达式和受主杂质能级 上空穴浓度上空穴浓度 和电离施主浓度和电离施主浓度 表达式；表达式；电中心条件、低温弱电离区下电

9、中性条件及该电中心条件、低温弱电离区下电中性条件及该 条件下的电子空穴浓度；条件下的电子空穴浓度；中间电离区及其特点；中间电离区及其特点；强电流区及其特点（强电流区及其特点（未电离施主占施主杂质的百分数未电离施主占施主杂质的百分数 一定温度一定温度 下杂质浓度上限的计算下杂质浓度上限的计算 一定浓度下全部电离时温度的计算一定浓度下全部电离时温度的计算）；）； 半导体物理考前复习（第三章）半导体物理考前复习（第三章）DnApDnApD2022-5-238过渡区及其特点；过渡区及其特点；高温本征激发区及其特点；高温本征激发区及其特点；杂质能级对费米能级位置的影响、费米能级相对于禁带中线和杂质能级杂

10、质能级对费米能级位置的影响、费米能级相对于禁带中线和杂质能级 的位置（的位置（P P75-7675-76图图3-133-13）。）。一般情况下的载流子浓度的计算（以电中性条件为桥梁注意点中心条件一般情况下的载流子浓度的计算（以电中性条件为桥梁注意点中心条件 中个带电粒子的含义）；中个带电粒子的含义）；简并半导体的概念及特点、服从的概念分布、杂质能级和费米能级相对简并半导体的概念及特点、服从的概念分布、杂质能级和费米能级相对 于非简并情况下的不同之处；于非简并情况下的不同之处；简并条件简并条件P P7575 ；低温速冻效应和禁带变窄效应；低温速冻效应和禁带变窄效应；半导体物理考前复习（第三章）半

11、导体物理考前复习（第三章）2022-5-239欧姆定律及其相关物理量含义和量纲；欧姆定律及其相关物理量含义和量纲；电流密度的定义及量纲；电流密度的定义及量纲；欧姆定律的微分形式欧姆定律的微分形式 ；电子在电场下的运动（漂移、漂移速度、迁移率等各概念的含义和量纲）电子在电场下的运动（漂移、漂移速度、迁移率等各概念的含义和量纲）电导率的公式电导率的公式 半导体中电导率和迁移率半导体中电导率和迁移率 ；散射的概念、散射产生的根本原因（周期性势场遭到破坏）；散射的概念、散射产生的根本原因（周期性势场遭到破坏）；自由载流子、（平均）自由程、（平均）自由时间等概念的含义；自由载流子、（平均）自由程、（平均

12、）自由时间等概念的含义；散射的产生机构（主要机构和次要机构）；散射的产生机构（主要机构和次要机构）；平均自由时间与散射概率的关系（倒数）；平均自由时间与散射概率的关系（倒数）；电导率、迁移率与平均时间的关系电导率、迁移率与平均时间的关系P P104104 ；半导体物理考前复习（第四章）半导体物理考前复习（第四章）EJnqnpnqpq2022-5-2310迁移率与杂质和温度的关系；迁移率与杂质和温度的关系；多种散射机构存在情况下的总散射概念及其与平均自由时间的关系；多种散射机构存在情况下的总散射概念及其与平均自由时间的关系；电阻率与电导率之间的关系（互为倒数）、电阻率杂质和温度的关系；电阻率与电

13、导率之间的关系（互为倒数）、电阻率杂质和温度的关系；电阻率（电导率）结合杂质浓度的计算；电阻率（电导率）结合杂质浓度的计算；半导体物理考前复习（第四章）半导体物理考前复习（第四章）2022-5-2311非平衡状态和非平衡载流子（过剩载流子）；非平衡状态和非平衡载流子（过剩载流子）；非平衡载流子的表示、数量关系、非平衡多数载流子和少数载流子；非平衡载流子的表示、数量关系、非平衡多数载流子和少数载流子；非平衡载流子产生的两种方式；非平衡载流子产生的两种方式；小注入的概念及其满足条件；小注入的概念及其满足条件；非平衡载流子复合；非平衡载流子复合；少数载流子的寿命、少数载流子衰减曲线单指数形式的推导；

14、少数载流子的寿命、少数载流子衰减曲线单指数形式的推导；载流子寿命测量的方法；载流子寿命测量的方法；热平衡状态的标志热平衡状态的标志统一的费米能级；统一的费米能级；非平衡状态下的费米能级特点非平衡状态下的费米能级特点导带和价带费米能级不重合导带和价带费米能级不重合准费准费 米能级，但各自适用；米能级，但各自适用；半导体物理考前复习（第五章）半导体物理考前复习（第五章）2022-5-2312准费米能级偏移平衡态费米能级的程度受非平衡载流子浓度的影响规准费米能级偏移平衡态费米能级的程度受非平衡载流子浓度的影响规律律多数载流子准费米能级偏离少，少数载流子费米能级偏移多（多数载流子准费米能级偏离少，少数

15、载流子费米能级偏移多（P P132132）；复合理论（概念、分类、产生率、复合率、复合中心、有效复合中心的复合理论（概念、分类、产生率、复合率、复合中心、有效复合中心的条件）；条件）；陷阱效应（形成过程、陷阱中心等概念、最有利于陷阱作用的能级位置陷阱效应（形成过程、陷阱中心等概念、最有利于陷阱作用的能级位置（P P144144）；）；载流子的扩散运动：浓度梯度、扩散流密度、扩散系数、载流子的扩散运动：浓度梯度、扩散流密度、扩散系数、扩散定律、扩扩散定律、扩 散长度、稳态扩散方程及其通解、稳态方程在不同情况下的具体解（样散长度、稳态扩散方程及其通解、稳态方程在不同情况下的具体解（样 品足够厚或厚

16、度一定）；品足够厚或厚度一定）；爱因斯坦关系式及其作用（非简并情况下扩散系数与迁移率的关系）爱因斯坦关系式及其作用（非简并情况下扩散系数与迁移率的关系）；连续性方程（各单项表示的过程和含义、牵引长度的含义）；连续性方程（各单项表示的过程和含义、牵引长度的含义）；半导体物理考前复习（第五章）半导体物理考前复习（第五章）2022-5-2313半导体物理考前复习（第六章）半导体物理考前复习（第六章）pnpn结的结构、形成方法、分类及各自的特点（突变结、线性缓变结）；结的结构、形成方法、分类及各自的特点（突变结、线性缓变结）；稳定的空间电荷区（稳定内建电场）的形成过程及相关概念稳定的空间电荷区（稳定内

17、建电场）的形成过程及相关概念P P160160）；）；pnpn结能带图的结构特点；结能带图的结构特点；接触电势差（内建电势差）、势垒高度、接触电势差的影响因素（杂质接触电势差（内建电势差）、势垒高度、接触电势差的影响因素（杂质 浓度、温度、材料的禁带宽度）；浓度、温度、材料的禁带宽度）；势垒区中载流子的分布函数、耗尽层；势垒区中载流子的分布函数、耗尽层；外加电压下势垒区内载流子的运动方向、能带结构的变化、单向导电性；外加电压下势垒区内载流子的运动方向、能带结构的变化、单向导电性；理想理想pnpn结模型及其电流电压方程结模型及其电流电压方程：（：（模型模型4 4要点、电流电压计算步骤要点、电流电

18、压计算步骤）；）；单向导电性和温度对方向电流的影响（正相关、禁带宽度大，变化快）；单向导电性和温度对方向电流的影响（正相关、禁带宽度大，变化快）；实际情况下影响电流电压特性的主要因素（四点）；实际情况下影响电流电压特性的主要因素（四点）；2022-5-2314pnpn结来源及其分类（势垒电容和扩散电容）；结来源及其分类（势垒电容和扩散电容）；两类电容的形成原因和过程；两类电容的形成原因和过程；微分电容的定义；微分电容的定义；电容的计算步骤（泊松方程电容的计算步骤（泊松方程一次积分一次积分二次积分二次积分电容表达式电容表达式具具 体情况下的简化）；体情况下的简化）；pnpn结击穿的概念、原因、和种类（雪崩、隧道、热电）及各类击穿形成结击穿的概念、原因、和种类（雪崩、隧道、热电）及各类击穿形成 的过程；的过程； pnpn结隧道效应（负阻特性、隧道结、隧道结能带随外加偏压变化而变结隧道效应（负阻特性、隧道结、隧道结能带随外加偏压变化而变 化的简单能带图）