半导体器件物理电科 课程教学大纲

【半导体器件物理】【PhysicsofSemiconductorDevices】一、基本信息课程代码：【2080257】课程学分：【3】面向专业：【微电子科学与工程、电子科学与技术】课程性质：【系级必修课◎】开课院系：机电学院电子工程系使用教材：教材【半导体器件物理刘树林、张华曹、柴常春编，—北京：电子工业出版社，2015.9】参考书目【半导体器件原理/黄均鼐，汤庭鳌，胡光喜编著—复旦大学出版社，2010.7】【半导体器件电子学/R.M.Warner，B.L.Grung著，吕长志等译，—北京：电子工业出版社，2005.12】、【半导体器件基础，RobertF.Pierret著，黄如等译，—北京：电子工业出版社，2004.9】课程网站网址：/先修课程：无后续课程：【模拟电子电路2080188(4)】二、课程简介本课程是微电子和电子科学与技术专业一门理论性较强的专业基础课，通过本课程的学习，可以使学生获得半导体器件方面的基本知识，为从事半导体工艺制造，版图设计，集成电路封装测试等工作打下坚实的基础。《半导体器件物理》的主要任务是使学生掌握半导体器件的工作原理和工作特性，是从事微电子和光电子相关方向工作的人才必须具备的基础知识。通过《半导体器件物理》的学习，学生要掌握半导体物理的基本知识；重点掌握PN结、双极性三极管、MOS场效应管和结型场效应管的各项性能指标参数及其与半导体材料参数、工艺参数及器件几何结构参数的关系；以及了解常用的一些其他半导体器件（如功率MOSFET、IGBT和光电器件）的原理及应用。三、选课建议本课程面向微电子科学与工程，电子科学与技术专业的二年级本科生授课。四、课程与专业毕业要求的关联性专业毕业要求关联LO11理解他人的观点，尊重他人的价值观，能在不同场合用书面或口头形式进行有效沟通。LO21：能根据需要确定学习目标，并通过搜集信息、分析信息、讨论、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标。LO31：能够应用本专业知识进行设计计算。●LO32：能够应用计算机辅助工具进行智能电子产品及系统的设计、仿真和调试LO33：具备本专业工程问题的逻辑分析能力●LO34：嵌入式系统应用及控制能力LO41：遵守纪律、守信守责；具有耐挫折、抗压力的能力。（“责任”为我校校训内容之一）LO51：同群体保持良好的合作关系，做集体中的积极成员；勇于从不同角度思考问题，勇于提出新设想●LO61：能在学习、工作中应用信息技术解决问题LO71：愿意服务他人、服务企业、服务社会；为人热忱，富于爱心，懂得感恩（“感恩、回报、爱心”为我校校训内容之一）LO81：具有基本的外语表达沟通能力与跨文化理解能力备注：LO=learningoutcomes（学习成果）五、课程目标/课程预期学习成果序号课程预期学习成果课程目标（细化的预期学习成果）教与学方式评价方式1LO311能解释与本专业相关的设计计算知识与理论知道半导体器件的基本物理知识运用相关知识进行相关问题的计算,分析电路的工作状态课堂授课课堂提问作业笔记课堂测试期末考试2LO332能在元器件，集成电路芯片、功能模块选择、系统组合、网络搭建等方面进行合理的逻辑分析。能够综合运用学过的相关内容，独立分析器件的工作原理，性能指标的好坏等。课堂授课课堂提问作业笔记课堂测试期末考试3LO514了解行业前沿知识技术了解半导体器件前沿知识。1.自主学习2.课堂授课课堂提问六、课程内容单元知识点能力要求教学难点1.半导体器件的物理基础（10课时理论）1.知道半导体晶体结构和缺陷L12.理解半导体的能级和能带结构L23.理解半导体中载流子的浓度影响因素，运用公式解决相关计算题目。L2L34.理解半导体中的平衡与非平衡载流子L25.分析半导体中载流子的两种运动及其影响因素L41.能够分析半导体材料的能带图2.能够运用相关公式进行载流子浓度的计算1.半导体的能带图2.PN结（14课时理论）1.理解平衡PN结的形成及能带结构L22.分析pn结的直流特性L43.理解PN结的两种击穿特性和两种电容效应L24.运用PN结的开关特性，分析相应电路题目L3L45.理解金属－半导体的整流接触和欧姆接触L21.能够分析外在电压变化对PN结的直流特性的影响2.能够分析外在电压变化对PN结电容和击穿电压的影响。3.学会分析二极管在电路中的作用1.PN结的直流特性。2.PN结的击穿机理。3.晶体管的直流特性（10课时理论）1.理解晶体管的基本结构，知道其制造工艺和杂质分布L2L12.理解晶体管的电流放大原理L23.运用晶体管的伏安特性曲线，分析晶体管的工作区域L3L44.知道晶体管的反向电流与击穿特性L15.知道晶体管的小信号等效电路L16.理解晶体管电流放大系数的频率特性L27.学会分析晶体管的开关特性L41.能够自己分析晶体管的工作原理。2.能够判断晶体管的工作区域。1．晶体管的工作区域的判定4MOS场效应晶体管的基本特性（14课时理论）1.理解表面势及MOS结构的阈值电压L22.理解场效应晶体管的结构和分类L23.理解并理解MOS场效应管的阈值电压L24.运用MOS场效应管的直流电流－电压特性曲线，分析MOS管的工作区域L3L45.知道小尺寸MOS器件特性L11.能够分析阈值电压的影响因素。2.