半导体器件物理复习总结题完整版本.doc

实用文档

半导体器件物理复习题

一．

平衡半导体：

概念题：

1. 平衡半导体的特征（或称谓平衡半导体的定义） 所谓平衡半导体或处于热平衡状态的半导体，

是指无外界 （如电压、电场、磁场或温度梯度

等）作用影响的半导体。在这种情况下，材料的所有特性均与时间和温度无关。

2. 本征半导体：

本征半导体是不含杂质和无晶格缺陷的纯净半导体。

3. 受主（杂质）原子：

形成 P 型半导体材料而掺入本征半导体中的杂质原子（一般为元素周期表中的Ⅲ族元素） 。

4. 施主（杂质）原子：

形成 N 型半导体材料而掺入本征半导体中的杂质原子（一般为元素周期表中的Ⅴ族元素） 。

5. 杂质补偿半导体：

半导体中同一区域既含受主杂质又含施主杂质的半导体。

6. 兼并半导体：

对 N 型掺杂的半导体而言，电子浓度大于导带的有效状态密度， 费米能级高于导带底（

E F E c 0 ）；对 P 型掺杂的半导体而言，空穴浓度大于价带的有

效状态密度。费米能级低于价带顶（ E F E v 0 ）。

7. 有效状态密度：

4 2m n

*

3/2

在导带能量范围（ E c ~

）内，对导带量子态密度函数

E E c 与

g c E

h

3

电 子 玻 尔 兹 曼 分 布 函 数

f F E

E E F

的 乘 积 进 行 积 分 （ 即

exp

kT

4 * 3/2

*

3

2 2m n

E E F

2 m n kT

n 0

h 3

E E c exp

dE ）得到的 N c 2

称谓导带中

E c

kT h 2

电子的有效状态密度。

4 2m *p

3/2

在价带能量范围 （

~ E v ）内，对价带量子态密度函数 g v E

E v E 与

h

3

空 穴 玻 尔 兹 曼 函 数 f F E

exp

E F E

的 乘 积 进 行 积 分 （ 即

kT

E v

4 2m *

p 3/2

2 m *

3

kT

2

E F E

p 0

h 3

E v E exp

dE ）得到的 N v 2

p

称谓价带空

kT

h 2

穴的有效状态密度。

8. 以导带底能量 E c 为参考，导带中的平衡电子浓度：

E c E F

其含义是：导带中的平衡电子浓度等于导带中的有效状态密度乘

n 0 N c exp

kT

以能量为导带低能量时的玻尔兹曼分布函数。

9. 以价带顶能量 E v 为参考，价带中的平衡空穴浓度：

p 0

E F E v

其含义是：价带中的平衡空穴浓度等于价带中的有效状态密度乘

N v exp

kT

以能量为价带顶能量时的玻尔兹曼分布函数。

4 2m n

*

3/2

10. 导带量子态密度函数 g c

E E c

E

h 3

4

2m *p 3/2

11. 价带量子态密度函数 g v

E v E

E

h

3

3

12. 导带中电子的有效状态密度

N c 2 m n * kT 2

2

h 2

3

13. 价带中空穴的有效状态密度

N v 2 m *p kT 2

？

2

h

2

14.本征费米能级 E Fi：

是本征半导体的费米能级；本征半导体费米能级的位置位于禁带中央附近，

E 1

E E

3 m*p

E

3 m*p

；其中禁带宽度kT ln

midgap

kT ln

Fi 2 cv 4 m n* 4 m n*

E g E c E v。？

15.本征载流子浓度 n i：

本征半导体内导带中电子浓度等于价带中空穴浓度的浓度n0p0n i。硅半导体，在

T 300K 时，n i 1.5 1010 cm 3。

16. 杂质完全电离状态：

当温度高于某个温度时，掺杂的所有施主杂质失去一个电子成为带正电的电离施主杂质；掺杂的所有受主杂质获得一个电子成为带负电的电离受主杂质，称谓杂质完全电离状态。

17.束缚态：

在绝对零度时，半导体内的施主杂质与受主杂质成电中性状态称谓束缚态。束缚态时，半导体内的电子、空穴浓度非常小。

18. 本征半导体的能带特征：

本征半导体费米能级的位置位于禁带中央附近，且跟温度有关。如果电子和空穴的有效质量

严格相等，那么本征半导体费米能级的位置严格位于禁带中央。在该书的其后章节中，都假设：本征半导体费米能级的位置严格位于禁带中央。（画出本征半导体的能带图）。

19. 非本征半导体：

进行了定量的施主或受主掺杂，从而使电子浓度或空穴浓度偏离了本征载流子浓度，产生多子电子（ N 型）或多子空穴（P 型）的半导体。

20.本征半导体平衡时载流子浓度之间的关系：

n0p0n i n0 p0n i2，n i2N c N v exp E

g N c N v exp

V

g T 3 exp

E

g，

kT V t kT

本征载流子浓度强烈依赖与温度。

以本征费米能级为参考描述的电子浓度和空穴浓度：

E

F E

Fi

p0

E

F

E

Fi

n0 n i exp n i exp

kT kT

从上式可以看出：如果E F E Fi，可以得出 n0 p0 n i n0 p0 n i2 ，此时的半导体具有本征半导体的特征。上式的载流子浓度表达式既可以描述非本征半导体，又可以描述本征半导体的载流子浓度。

21.非本征半导体平衡时载流子浓度之间的关系：

n0 p0 n i2 ， n0 n i exp E

F

E

Fi p0 n i exp

E

F

E

Fi kT kT

22.补偿半导体的电中性条件：

n0N a p0N d1其中：

n0是热平衡时，导带中总的电子浓度；

p0是热平衡时，价带中总的空穴浓度；

N a N a p a是热平衡时，受主能级上已经电离的受主杂质；

N d N d n d是热平衡时，施主能级上已经电离的施主杂质；

N a是受主掺杂浓度；N d是施主掺杂浓度；p a是占据受主能级的空穴浓度；n d是占据施主能级的电子浓度。也可以将（ 1 ）写成：

n0 (N a p a ) p0 N d n d 2

在完全电离时的电中性条件：

完全电离时，n d0, p a0 ，有n0N a p0N d 3

对净杂质浓度是N型时，热平衡时的电子浓度是

N d N a

N d N a

2

n 0

n i 2

4 ；

2 2

少子空穴浓度是：

p 0 n i2 。

n 0

对 净 杂 质 浓 度 是 P 型 时 ， 热 平 衡 时 的 空 穴 浓 度 是

N a N d

N a N d

2

2

5 ；

p 0

2

n i

2

少子电子浓度是：

n n i 2 。

p 0

理解题：

23. 结合下图，分别用语言描述N 型半导体、 P 型半导体的费米能级在能带中的位置：

24. 费米能级随掺杂浓度是如何变化的？

利用 n 0

n i exp E F E Fi

p 0 n i exp

E F E Fi

可分别求出：

kT

kT

E F E Fi kT ln

n 0

; E Fi E F

kT ln

p 0

6

n i

n i

如果掺杂浓度 N a n i ，且 N a N d 利用（ 5 ）式得到， p 0 N a ； 如果掺杂浓度 N d n i ，且 N d

N a 利用（ 4 ）式得到， n 0 N d ；

带入（ 6）式得：

E

F E

Fi

N d

; E Fi E F

N a

7 kT ln kT ln

n i n i

所以，随着施主掺杂浓度N d的增大，N型半导体的费米能级E F远离本征费米能级E Fi向导带靠近（为什么会向导带靠近？）；同样，随着受主掺杂浓度N a的增大，P型半导体的费米

能级 E F远离本征费米能级E

Fi 向价带靠近（为什么会向价带靠近？）。

25.费米能级在能带中随温度的变化？

由于， E F E Fi

N d

; E Fi E F kT ln

N a

8 kT ln

n i

n i

温度升高时，本征载流子浓度n i增大，N型和P型半导体的费米能级都向本征费米能级靠近。为什么？

26.硅的特性参数：

在室温（ T300K 时，）硅的

导带有效状态密度N c 2.8 1019 cm 3 ,

价带的有效状态密度N v 1.04 1019 cm 3；

本征载流子浓度：n i 1.5 1010 cm 3

禁带宽度（或称带隙能量）E g 1.12eV

27.常用物理量转换单位

o

147810

1 A 10 nm 10 m 10 mm 10 cm 10 m

3

1mil 10 in 25.5 m

1in 25.4cm

1eV 1.6 10 19 J

28.常用物理常数：

,

Boltzmanns constan t Electronic ch arge

Free electron rest mass Permeability of free space Permittivity of free space Planck, sconstan t

Pr oton rest mass Speedof light in vacuum Thermal voltage(T300K )

k 1.38 10 23 J / K

8.62 10 5 eV / K

e 1.6 10 19 C

m0 9.11 10 31 kg

0 4 10 7 H / m 08.85 10 14 F / cm

8.85 10 12 F / m

h 6.625 10 34 J s

4.135 10 15 eV s

h h 1.054 10 34 Js

2

M 1.67 10 27 kg c 2.998 1010cm / s

kT

V t0.0259V

e

kT 0.0259eV

Silicon and SiO2 properties (T 300K )

Silicon Dieelectric cons tan t si 11.7 8.85 10 14 F / cm SiO2 Dieelectric cons tan t ox 3.9 8.85 10 14 F / cm Silicon Bandgap energey E g 1.12 eV

Silicon Mobility of eletron n 1350cm2 / V s

Silico n Mobility of Hole p 480cm2 / V s

Silicon electron affinity 4.01V

Silicon int rnsic carrier condentration n i 1.5 1010 cm 3

Pr opertiesof SiO2 and Si3 N4 (T 300K )

SiO2 Si3N4

Energy gap 9eV 4.7eV Dielectric constant 3.9 7.5

Melting po int 17000C 19000C

29. 电离能的概念：

受主能级与价带能量的差值称谓受主杂质电离能,即E a E v；导带能量与施主能级的差值称谓施主杂质电离能,即E c E d；问：

受主能级 E a 在能带中的什么位置？ 施主能级 E d 在能带中的什么位置？ 结合下图用语言描述。

计算能使玻尔兹曼近似成立的最大掺杂浓度及费米能级的位置。

解：考虑 T

300K 时对硅进行了硼掺杂， 假设玻尔兹曼近似成立的条件是 E F E a 3kT ，

已知硼在硅中的电离能是

E a E v 0.045eV ，假设本征费米能级严格等于禁带中央。在

T 300K 时， P 型半导体的费米能级在

E Fi 与 E a 之间，所以

E

Fi

E c

E v

E F

E c E v

E a E v

E F E a

E F

2

2

E g E a E v

E F E a

kT ln

N a

2

n i

1.12 0.045 3 0.0259

0.0259ln N a

2

n i 0.437 0.0259ln N

a

n i

N a

n i exp

0.437

1.5 1010 exp 0.437

3.2 1017 cm 3

0.0259

0.0259 E

Fi

E F 0.437eV

玻尔兹曼近似成立的最大掺杂浓度是 N a 3.2 1017 cm 3

费米能级高于本征费米能级

E Fi E

F 0.437eV 。

二．半导体中的载流子输运现象与过剩载流子：

概念题：

30.半导体中存在两种基本的电荷输运机理，一种称谓载流子的漂移，漂移引起的载流子流

动与外加电场有关；另一种电荷输运现象称谓载流子的扩散，它是由杂质浓度梯度引起的（或理解为有“扩散力”存在引起的电荷输运）。

31.给半导体施加电场，载流子的漂移速度不会无限增大，而是在散射作用下，载流子会达

到平均漂移速度。半导体内主要存在着两种散射现象：晶格散射和电离杂质散射。

32. 载流子迁移率定义为载流子的平均漂移速度与所加电场的比值

v

dp

v

dn

。电子p , n

E

E

迁移率n和空穴迁移率p 既是温度的函数，也是电离杂质浓度的函数。

33.当所加的电场很小时，载流子的平均漂移速度与电场成线性关系；当电场强度达到

10 4Vcm 1时，载流子的漂移速度达到饱和值107 cms 1。

34. 载流子的漂移电流等于电导率与电场强度的乘积（j drf E ）电导率与载流子浓度、迁移率成正比；电阻率是电导率的倒数。

35.载流子的扩散电流密度正比于扩散系数D n , D p和载流子浓度梯度。

非均匀杂质掺杂的半导体，在热平衡时，会在半导体内产生感应电场。载流子的扩散系数与

D n D p kT

。

迁移率的关系称谓爱因斯坦关系：V t

n p

q

练习题：

36. Calculate the intrinsic concentration in silicon at T 350K and at T 400K . The values of N c and N v vary as T 3/2.As a first approxi

-mation, neglect any variation of bandgap energy temperature. Assume that the bandgap energy of silicon is 1.12eV .the value of at T 350K is

kT

0.0259 350 0.0302eV

300

the value of at

T 400K is

kT

0.0259 400

0.0345eV

300

We find for

T 350K ,

E g

3

1.12

2 N c N v exp

2.8 10 19

1.04 10 19

350 3.62 10 22

cm 6

n i

kT

exp

0.0302

300

n i (350 K )

1.9 1011 cm 3

For

T 400K ,We find

E g

3

1.12

2

N c N v exp

2.8 19 1.04 10 19

400 5.5

10 24 cm 6

n i

kT

10

exp

0.0345

300

n i (400 K )

2.34 1012 cm 3

37.Determine the thermal equilibrium electron and hole concentration in GaAs at

T= 300K for the case when the Fermi energy level is 0.25eV above the valence-band

energy E v . Assume the bandgap energy is E

g =1.42eV.

(Ans. p

0 =4.5x10

14

cm -3 ,n 0 =? T= 300K ， N c =4.7X10 17 cm -3 , N v =7X10 18 cm -3 )

38.Find the intrinsic carrier concentration in silicon at

(a)T=200K

and

at

(b)T=400K

<

Ans.(a)8.13x10 4cm -3

,(b)

2.34x10

12 c m -3 .n =1.5x10 10 cm -3 > .

i

39.Consider a compensated

germanium semiconductor at T=300K doped at

concentration

of

N a =5x10 13 cm -3

and

N d =1x10 13 cm -3 .Calculatethe thermal

equilibrium

electron

and hole concentrations.

0 =5.12x10 13

cm -3 ,

n 0=1.12x10

13

cm -3 ,n i =2.4x10 13 cm -3 >.

2

p 0

N a N d

N a N d

n i 2

2 1013

4 2.42

10 26

2

2

2 101

3 3.12

4 1013 5.124 1013 cm 3

n 0 n i 2 / p 0 5.76 1026 / 5.12 1013 1.125 1013 cm 3

40. Consider a compensated GeAs semiconductor

at T=300K doped at

concentration

of

N d =5x10 15 cm -3

and

N a =2x10 16 cm -3

.Calculate

the thermal

equilibrium

electron and

hole concentrations.

16

cm -3 ,

n 0=2.16x10

4

cm -3 >.(n i =1.8x10

6

cm -3 )

41. Consider n-type Silicon

at

T=300K doped

with phosphorus.

Determine the

doping

concentration

such

that

E -E

F =4.6kT

d

(Asn.N d =6.52x10

16

cm -3 ).(E c -E d =0.045eV)

E F E Fi

E F

E c E v E

F E c E v

E c E c

E F E c

E v E c

2 2

2

E F

E c E v

E c E d

E d E g E d E F

E c E d

2

2

N d

0.56 0.045 4.6 0.0259 0.39586eV

kT ln

n i

N d n i exp 0.39586 1.5x1010 exp 0.39586 6.52 1016cm 3

0.0259 0.0259

42. Calculate the position of the Fermi energy level in n-type silicon at T=300K with

respect to the intrinsic energy level. The doping concentration are N d =2x10 17

cm

-3

and N d =3x10

16 c m -3 . (Asn.E -E Fi =0.421eV).

F

半导体器件物理复习题

三．

P-N 结：

概念题：

23. 什么是均匀掺杂 P-N 结？

半导体的一个区域均匀掺杂了受主杂质，而相邻的区域均匀掺杂了施主杂质。值得注意这种结称谓同质结。

24.冶金结？

P-N 结交接面称谓冶金结。

25.空间电荷区或称耗尽区？

冶金结的两边的P 区和 N 区，由于存在载流子浓度梯度而形成了空间电荷区或耗尽区。该

区内不存在任何可移动的电子或空穴。N 区内的空间电荷区由于存在着施主电离杂质而带

正电， P 区内的空间电荷区由于存在着受主电离杂质而带负电。

26.空间电荷区的内建电场？

空间电荷区的内建电场方向由N 型空间电荷区指向P 型空间电荷区。

27. 空间电荷区的内建电势差？

空间电荷区两端的内建电势差维持着热平衡状态，阻止着N 区的多子电子向P 区扩散的同时，也阻止着P 区的多子空穴向N 区扩散。

28. P-N 的反偏状态？

P-N 结外加电压（N 区相对于P 区为正，也即 N 区的电位高于P 区的电位）时，称 P-N 结处于反偏状态。外加反偏电压时，会增加P-N 的势垒高度，也会增大空间电荷区的宽度，

并且增大了空间电荷区的电场。

29.理解 P-N 结的势垒电容？

随着反偏电压的改变，耗尽区中的电荷数量也会改变，随电压改变的电荷量可以用P-N结的势垒电容描述。

8.何谓 P-N 结正偏？并叙述P-N 结外加正偏电压时，会出现何种情况？

9.单边突变结？

冶金结一侧的掺杂浓度远大于另一侧的掺杂浓度的

P-N 结。

10. 空间电荷区的宽度？

从冶金结延伸到 N 区的距离与延伸到 P 区的距离之和。

练习题：

11. 画出零偏与反偏状态下， P-N 结的能带图。根据能带图写出内建电势的表达式。 12. 导出单边突变结空间电荷区内电场的表达式，并根据导出的表达式描述最大电场的表达

式，解释反偏电压时空间电荷区的参数如势垒电容，空间电荷区宽度， 电场强度如何随反偏

电压变化。

13. 若固定 N D =10

15

cm -3 ,分别计算（ 1） N A =10 15 cm -3 ；（ 2 ） N A =10 16 cm -3 ；

（3 ）N A =10 17 cm -3 ；（ 4 ） N A =10 18 cm -3 ； T=300K 时的内建电势值。

V bi V T ln N A

N D

n i 2

14. 假如硅半导体突变结的掺杂浓度为

N A =2X10 16 cm -3 ， N D =2X10 15 cm -3 ， T=300K 。计

算（ 1）V bi ；（ 2 ）V =0 与 V =8V 时的空间电荷区宽度 W ，（ 3 ）V =0 与 V =8V 时的空间

R

R

R R

电荷区中的最大电场强度。

2

V bi V R N a

1/2 s N d

W

q

N a N d

2q V bi V R

N a N d

1/2

E max

s

N a N d

2 V bi V R

E

max

W

15. 在无外加电压的情况下，利用p-n 结空间电荷区中的电场分布图推导出：

（ 1 ）内建电势 V bi ? （ 2 ）总空间电荷区宽度 W=? （ 3 ）N 型一侧的耗尽区宽度 x n ?

（ 4 ）P 型一侧的耗尽区宽度 x p ?

2V bi （5 ）冶金结处的最大电场

E max

W

V

bi

1 x n x p

E

max

1

W qN A

x p

1 解：

2

2

s

1

1

W

qN

D

x n

V

bi

x n x p E

max

2

2

2

s

解：由（ 1 ）、（2 ）两方程得：

x p

2 s

V

bi

3

qN A W

x n

2 s

V

bi

4

qN D W

（3 ）＋（ 4）得：

W x p

x n 2 s V

bi

2 s

V

bi

2 s

V

bi

1 1

2 s

V

bi

(5) qN A W qN D W

qW

N A

N D

qWN eff

W

2 s

V

bi

(6)

Where: 1

1 1 qN

eff

N

eff

N A

N D

解：将 W

2 s V bi 带入（

3 ）和（

4 ）得：

qN

eff

2 V 2 V

qN

eff

1

2 s

N eff

V

bi

x p

s bi

s bi

7

qN A W qN A 2 s

V

bi

N A

q

2 V 2 V

qN

eff

1 2

s

N eff

V

bi

x n

s bi

s bi

8

qN D W qN D

2 s

V

bi

N D

q

解：由方程（ 1 ）得：

V

1 x n x p E max 1

WE

max

bi

2 2

E

max

2V bi (9)

W

当外加反向电压等于

V R 时：

x p

2 s

V

bi

V R 1 2 s

N

eff

V

bi

V R

10

qN A W

N A

q

2 (V

V )

1

2 s

N

eff

V

bi

V R

x n

s

bi

R

11

qN D W

N D

q

W

2

s

V

bi

V R

(12)

qN

eff

E

max

2 V bi V R

(13)

W

N 型耗尽区上的压降：

V

1 qN

D

x

2

14

1 2

n

s

N 型耗尽区上的压降：

V

1 qN

A

x

2

15

2

2

p

s

内建电势：

V V V

1 qN

D

x 2 1 qN

A

x 2 16

bi12

2

n

2

p

s

s

半导体器件物理复习题

四． P-N 结二极管

1 ．在 P-N 结外加正偏

V a 时，利用 V bi =V T ln(N A N D /n i 2 ) 导出 N 区和 P 区空间电荷区边缘

处的少子浓度相关的边界条件是：

p n x n

p n 0 exp V a

, n p x p

n p 0 exp

V a

,

V T

V T

2.画出正偏电压下空间电荷区边缘附近过剩少数载流子分布图， 指出少子浓度是按何种关系

分布的。

3. 假如硅 P-N 结，其掺杂浓度是

N A =2X10 16 cm -3 ，N D =5X10 15 cm -3 ，当 T=300K

时，外

加正偏电压 V a =0.610V 。计算空间电荷区边缘处的少子浓度

p n x n ?n p x p ?

4. 少子空穴扩散电流密度的表达式是？少子电子扩散电流密度的表达式是？

5. 写出理想二极管电压－电流关系方程。 6 ．当二极管正偏时，在 T=300K 。分别计算电流变为原来的

10 倍、 100 倍时，正向电压

的改变量是？（记住

ln10=2.3 ，T=300K 时的 V T ＝ 26mV ）。

一．理解 MOS 场效应晶体管的电流－电压方程：

当器件工作在线性区时（即V

DS

V

GS V tn时），NMOS 器件漏极电流与电压的关系是：

I D 1 W

n

C

ox

2 V V V V 2 1 V V 0;V V V 2 L GS TN DSDS GS TN DS GS TN

其中 V TN是MOS器件的阈值电压； V DS是漏－源电压； V GS是栅－源电压，W是器件宽度；

L 是沟道长度（严格讲 L 是沟道反型层的长度）；W ox 有时称 MOS 器件的宽长比；C ox

t ox L

是单位面积氧化层电容。

当 V DS V GS V TN时，器件工作在深线性区。此时NMOS器件漏极电流与电压的关系是：

W I D L n C

ox

V

GS

V

TN

V

DS 2

V

GS

V

TN

0;V

DS

V

GS

V

TN

在工程上常利用方程（2 ）测量 MOS 器件的沟道载流子迁移率n 和阈值电压的大小。只要固定 V DS不变，给器件施加两个不同的V GS测出所对应的漏极电流可得到方程组，即可求出

所测器件的n和 V TN。

例如：

假设被测器件参数为：W 30 m

,C ox 6.9 10 8 F / cm2 。保持 V DS 0.1V 不变，当

L 4 m

V GS1 1.5V 时， I D1 35 A ； V GS 2 2.5V 时， I D2 75 A 。求n和 V TN 解法 1 ：

I

D 2

I

D1

W n

C ox

V

GS 2

V

GS1

V

DS

L

75 35 10 6

30 n 6.9 10 8 2.5 1.5 0.1

4 6

75 35 10

4 40 10 6

773 cm 2 / V ? s

n

30

10 8

2.5 1.5

0.1 3 6.9

10 8

6.9

4

I

D 1

W n

C ox

V

GS1

V TN

V

DS

I

D1

V

GS1

V

TN

L

W

n

C ox

V

DS

L

10 6

V TN V GS1

I

D1

1.5

35

1.5 0.875 0.625V

W

30

773 6.9 10

8

0.1

L

n

C ox

V

DS

4

I D 2 V GS2 V

TN

I D 2 V GS1 V TN I D1 V GS 2 V TN I D 2

V GS1I D 2

V

TN

I D1 V GS1 V TN

I D1V GS2 I D1V TN I D 2V GS1 I D 1V GS 2 I D 2 I D1 V TN

V TN I D2V GS1 I D1V GS 2 75 1.5 35 2.5 0.625V

I D 2 I D1

75 35

解法 2 ：

n W

C ox I

D 1 V GS1 V TN V DS

L

10 6

35 102

30

35 30

773cm 2 / V ? s

6.9 10 8

1.5 0.625 0.01 6.9 1.5 0.625 0.1

4 4

单位面积电容 C ox

6.9 10 8 F / cm 2 时，该器件的栅氧化层厚度是多少：

C

ox

ox

t

ox

ox

3.9 8.85 10 14 F / cm

5.0 10 6 cm

解：

t

ox

C

ox

6.9 10 8 F / cm 2

10 8 cm

o

5.0 50 nm

500 A

当器件工作在放大区时（或饱和区时，即 V DS V GS V TN ），NMOS 器件漏极电流与电压的

关系是：

I D 1 W n

C ox

V

GS

V

TN

2 V GS

V TN

0;V

DS

V GS

V

TN

2 L

3

方程（ 3）在模拟电路设计中常会用到，用于放大器。

方程（ 1）（ 2 ）在数字电路设计中常会用到，用于开关或“0”、“ 1”信号的传输。

二．练习题

1.

求 T 300K 时，NMOS 器件沟道处于耗尽状态时的最大耗尽区宽度x

dT ? m 。假定P

型衬底的掺杂浓度N a 1.5 1015 cm 3 ；硅的介电常数si 11.7 8.85 10 14 F / cm ；电子电量 q 1.6 10 19 C 。（保留2位小数）

2.

原始 P 型硅均匀掺杂浓度为N a 1014 cm 3 ，又进行了均匀的N 型补偿掺杂N d 1015cm 3 。在 T 300K 时电子迁移率是n 1350cm2 / V gs 。若外加电场 E 35V / cm ，求漂移电流密度。（保留两位小数）

3.

一个理想N 沟MOS 器件参数如下：

2 g o

W / L 20; n 350 A;V TN 0.8V 。当器件偏置在饱和区时，计算：

450cm / V s;t ox

V

GS 加多电压才能保证漏极电流大于 3mA 。(提示：氧化物的介电常数ox 3.9 8.85 10

14 F / cm ，保留 2 位小数 )

4.

一个理想的 NMOS 器件，反型层表面电子迁移率n 500cm2 / V gs ，阈值电压

o

V

TN 0.75V ，氧化层厚度 t ox 400 A 。当偏置在饱和区时， V GS 5V ，漏极电流I D 10mA 。求器件的宽长比W ? （保留3位小数，ox 3.9 8.85 10 14 F / cm ）

L

半导体材料的发展现状与趋势

半导体材料与器件发展趋势总结 材料是人类社会发展的物质基础与先导。每一种重大新材料的发现和应用都把人类支配自然的能力提高到一个全新的高度。材料已成为人类发晨的里程碑。本世纪中期单晶硅材料和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研究成功，导致了电子工业大革命。使微电子技术和计算机技术得到飞速发展。从20世纪70年代的初期，石英光纤材料和光学纤维的研制成功，以及GaAs等Ⅲ-Ⅴ族化合物的材料的研制成功与半导体激光器的发明，使光纤通信成为可能，目前光纤已四通八达。我们知道，每一束光纤，可以传输成千上万甚至上百万路电话，这与激光器的发明以及石英光纤材料、光纤技术的发展是密不可分的。超晶格概念的提出MBE、MOCVD先进生长技术发展和完善以及超品格量子阱材料包括一维量子线、零维量子点材料的研制成功。彻底改变了光电器件的设计思想。使半导体器件的设计与制造从过去的杂质工程发展到能带工程。出现了以“电学特性和光学特性的剪裁”为特征的新范畴，使人类跨入到以量子效应为基础和低维结构为特征的固态量子器件和电路的新时代，并极有可能触发新的技术革命。半导体微电子和光电子材料已成为21世纪信息社会的二大支柱高技术产业的基础材料。它的发展对高速计算、大容量信息通信、存储、处理、电子对抗、武器装备的微型化与智能化和国民经济的发展以及国家的安全等都具有非常重要的意义。 一、几种重要的半导体材料的发展现状与趋势 1.硅单晶材料 硅单晶材料是现代半导体器件、集成电路和微电子工业的基础。目前微电子的器件和电路，其中有90％到95％都是用硅材料来制作的。那么随着硅单晶材料的进一步发展，还存在着一些问题亟待解决。硅单晶材料是从石英的坩埚里面拉出来的，它用石墨作为加热器。所以，来自石英里的二氧化硅中氧以及加热器的碳的污染，使硅材料里面包含着大量的过饱和氧和碳杂质。过饱和氧的污染，随着硅单晶直径的增大，长度的加长，它的分布也变得不均匀；这就是说材料的均匀性就会遇到问题。杂质和缺陷分布的不均匀，会使硅材料在进一步提高电路集成度应用的时候遇到困难。特别是过饱和的氧，在器件和电路的制作过程中，它要发生沉淀，沉淀时的体积要增大，会导致缺陷产生，这将直接影响器件和电路的性能。因此，为了克服这个困难，满足超大规模集成电路的集成度的进一步提高，人们不得不采用硅外延片，就是说在硅的衬底上外延生长的硅薄膜。这样，可以有效地避免氧和碳等杂质的污染，同时也会提高材料的纯度以及掺杂的均匀性。利用外延方法，还可以获得界面非常陡、过渡区非常窄的结，这样对功率器件的研制和集成电路集成度进一步提高都是非常有好处的。这种材料现在的研究现状是6英寸的硅外延片已用于工业的生产，8英寸的硅外延片，也正在从实验室走向工业生产；更大直径的外延设备也正在研制过程中。 除此之外，还有一些大功率器件，一些抗辐照的器件和电路等，也需要高纯区熔硅单晶。区熔硅单晶与直拉硅单晶拉制条件是不一样的，它在生长时，不与石英容器接触，材料的纯度可以很高；利用这种材料，采用中子掺杂的办法，制成N或P型材料，用于大功率器件及电路的研制，特别是在空间用的抗辐照器件和电路方面，它有着很好的应用前景。当然还有以硅材料为基础的SOI材料，也就是半导体/氧化物/绝缘体之意，这种材料在空间得到了广泛的应用。总之，从提高集成电路的成品率，降低成本来看的话，增大硅单晶的直径，仍然是一个大趋势；因为，只有材料的直径增大，电路的成本才会下降。我们知道硅技术有个摩尔定律，每隔18个月它的集成度就翻一番，它的价格就掉一半，价格下降是同硅的直径的增大密切相关的。在一个大圆片上跟一个小圆片上，工艺加工条件相同，但出的芯片数量则不同；所以说，增大硅的直径，仍然是硅单晶材料发展的一个大趋势。那我们从提高硅的

功率半导体器件在我国的发展现状

功率半导体器件在我国的发展现状 MOSFET是由P极、N极、G栅极、S源极和D漏级组成。它的导通跟阻断都由电压控制，电流可以双向流过，其优点是开关速度很高，通常在几十纳秒到几百纳秒，开关损耗小，适用于各类开关电源。但它也有缺点，那就是在高压环境下压降很高，随着电压的上升，电阻变大，传导损耗很高。 随着电子电力领域的发展，IGBT出现了。它是由BJT和MOS组成的复合式半导体，兼具二者的优点，都是通过电压驱动进行导通的。IGBT克服了MOS的缺点，拥有高输入阻抗和低导通压降的特点。因此，其广泛应用于开关电源、电车、交流电机等领域。 如今，各个行业的发展几乎电子化，对功率半导体器件的需求越来越大，不过现在功率半导体器件主要由欧美国家和地区提供。我国又是全球需求量最大的国家，自给率仅有10%，严重依赖进口。功率半导体器件的生产制造要求特别严格，需要具备完整的晶圆厂、芯片制造厂、封装厂等产业链环节。国内企业的技术跟资金条件暂时还无法满足。 从市场格局来看，全球功率半导体市场中，海外龙头企业占据主导地位。我国功率半导体器件的生产制造还需要付出很大的努力。制造功率半导体器件有着严格的要求，每一道工序都需要精心控制。最后的成品仍需要经过专业仪器的测试才能上市。这也是为半导体器件生产厂家降低生产成本，提高经济效益的体现。没有经过测试的半导体器件一旦哪方面不及格，则需要重新返工制造，将会增加了企业的生产成本。

深圳威宇佳公司是国内知名的功率半导体检测专家，专门生产制造简便易用、高精度的设备，让操作人员轻松上手操作，省力更省心。如生产的IGBT动态参数测试设备、PIM&单管IGBT 专用动态设备、IGBT静态参数测试设备、功率半导体测试平台等，均是经过经验丰富的技术人员精心打磨出来的，设备高可靠性、高效率，已在市场上应用超过10年，历经了超过500万只模块/DBC的测试考验。

马原各题型总结

1. 名词解释（20分）； 1.列宁的物质概念（名词解释） 物质是标志客观实在的哲学范畴，这种客观实在是人通过感觉感知的，他不依赖于我们的感觉而存在，为我们的感觉所复写、摄影、反映。 物质是：（1）不依赖于人们的意识而存在；（2）能为人们的意识所反映；（3）是客观存在的。 2.相对静止。（名词解释） 运动是绝对的，静止是相对的。静止是运动的特殊状况 （1）指一事物针对某一特定的参照系，没有发生某种特定的运动 （2）指事物处于量变的阶段，没有发生根本性的变化 3.实践的定义、特征（名词解释） 定义：实践是人类能动地改造世界的客观物质性活动 特征（1）实践是物质性的活动，具有客观现实性（2）实践是人类有意识有目的的活动，具有自觉能动性（3）实践是社会的历史的活动，具有社会历史性 4.社会存在（名词解释） 社会存在也称为社会物质生活条件，是社会活动的物质方面，主要指物质生活资料的生产及生产方式，也包括地理环境和人口因素。 5.生产关系（名词解释） 生产力是人类在生产实践中形成的改造和影响自然以使其适合社会需要的物质力量。包括劳动资料（劳动手段），劳动对象，劳动者及科学技术。 生产关系，狭义是指人们在直接生产过程中结成的相互关系，包括生产资料所有制关系，生产中人与人的关系和产品分配关系；广义是指人们在再生产的过程中结成的相互关系，包括生产、分配、交换和消费等诸多在内的生产关系体系。 生产资料所有制关系是最基本的 6.商品的二因素及其关系（名词解释） 二因素：使用价值和价值 关系：使用价值是指商品能满足人们某种需要的属性；价值是指凝结在商品中的无差别的一般人类劳动，二者是对立统一的关系。商品的使用价值和价值是相互排斥的，二者不可兼得，统一性表现在：作为商品必须同时具有使用价值和价值两个因素。 7.资本：名词解释 资本是可以带来剩余价值的价值，是一定的、社会的、属于一定历史社会形态的生产关系 8.垄断（名词解释） 所谓垄断是指，少数资本主义大企业，为了获得高额利润，通过相互协议或联合，对一个或几个部门商品的生产、销售和价格进行操纵和控制。 2. 命题辨析（30分）； 1.什么是马克思主义？（辨析题） 马克思主义是无产阶级思想的科学体系。 从创造者和继承者解释：是马克思，恩格斯创立而后由各个马克思主义者丰富和发展的观点和学说的体系；从阶级属性解释：是无产阶级的争取自身和全人类解放的科学理论，是关于无产阶级斗争的学说；从研究对象和主要内容来说：是无产阶级的科学世界观和方法论，是关于自然社会发展的普遍学说。

第1章半导体器件习题及答案教学总结

第 1 章半导体器 件 习题及答案

第1章半导体器件 一、是非题（注：请在每小题后［］内用” V"表示对，用” X "表示错） 1、P型半导体可通过在本半导体中掺入五价磷元素而获得。（） 2、N型半导体可以通过在本征半导体中掺入三价元素而得到。（） 3、在N型半导体中，掺入高浓度的三价杂质可以发型为P型半导体。（） 4、P型半导体带正电，N型半导体带负电。（） 5、N型半导体的多数载流子是电子，所以它带负电。（） 6半导体中的价电子易于脱离原子核的束缚而在晶格中运动。（） 7、半导体中的空穴的移动是借助于邻近价电子与空穴复合而移动的。（） 8、施主杂质成为离子后是正离子。（） 9、受主杂质成为离子后是负离子。（） 10、PN结中的扩散电流是载流子在电场作用下形成的。（） 11、漂移电流是少数载流子在内电场作用下形成的。（） 12、由于PN结交界面两边存在电位差，所以，当把PN结两端短路时就有电流流过。（） 13、PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（） 14、二极管的伏安特性方程式除了可以描述正向特性和反向特性外，还可以描述 二极管的反向击穿特性。（） 15、通常的BJT管在集电极和发射极互换使用时，仍有较大的电流放大作用。 （） 16、有人测得某晶体管的U BE=0.7V, I B=20^A,因此推算出r be=U BE/|B=0.7V/20 卩A=35k Q（）

17、 有人测得晶体管在U BE =0.6V , I B =5^A,因此认为在此工作点上的r be 大约为 26mV/l B =5.2k ◎（） 18、 有人测得当U BE =0.6V , I B =10^A O 考虑到当U BE =0V 时I B =0因此推算得到 、选择题 （注：在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处 .1、在绝对零度（0K ）时，本征半导体中 __________ 载流子 A.有 B.没有 C.少数 D.多数 2、在热激发条件下，少数价电子获得足够激发能，进入导带，产生 ___________ F 很大关系。A.温度B. 掺杂工艺C.杂质浓度C.晶体缺陷 7、当PN 结外加正向电压时，扩散电流 _____ 漂移电流，耗尽层 _____ 。当PN 结 外加反向电压 时，扩散电流 _____ 漂移电流，耗尽层 ____ 。 A.大于B.小于C.等于D.变宽E.变窄F.不变 8、二极管正向电压从0.7V 增大15%时，流过的电流增大 ________ 。（ A 1. 15% B 1 ?大于 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2 U BE 1 B 0.6 0 10 0 60(k ) ,多选或不选按选错论） A.负离子 B. 空穴 C. 3、 半导体中的载流子为 ________ 。 空穴 4、 N 型半导体中的多子是 ________ < 5、 P 型半导体中的多子是 _________ < &在杂质半导体中，多数载流子的浓度 度则与 ______ 有 正离子 D. 电子-空穴对 \.电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 电子和 A.电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 负离子 A.电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 负离子 _____ ，而少数载流子的浓

半导体材料的发展现状与趋势

半导体材料的发展现状与趋势

半导体材料与器件发展趋势总结 材料是人类社会发展的物质基础与先导。每一种重大新材料的发现和应用都把人类支配自然的能力提高到一个全新的高度。材料已成为人类发晨的里程碑。本世纪中期单晶硅材料和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研究成功，导致了电子工业大革命。使微电子技术和计算机技术得到飞速发展。从20世纪70年代的初期，石英光纤材料和光学纤维的研制成功，以及GaAs 等Ⅲ-Ⅴ族化合物的材料的研制成功与半导体激光器的发明，使光纤通信成为可能，目前光纤已四通八达。我们知道，每一束光纤，可以传输成千上万甚至上百万路电话，这与激光器的发明以及石英光纤材料、光纤技术的发展是密不可分的。超晶格概念的提出MBE、MOCVD先进生长技术发展和完善以及超品格量子阱材料包括一维量子线、零维量子点材料的研制成功。彻底改变了光电器件的设计思想。使半导体器件的设计与制造从过去的杂质工程发展到能带工程。出现了以“电学特性和光学特性的剪裁”为特征的新范畴，使人类跨入到以量子效应为基础和低维结构

的制作过程中，它要发生沉淀，沉淀时的体积要增大，会导致缺陷产生，这将直接影响器件和电路的性能。因此，为了克服这个困难，满足超大规模集成电路的集成度的进一步提高，人们不得不采用硅外延片，就是说在硅的衬底上外延生长的硅薄膜。这样，可以有效地避免氧和碳等杂质的污染，同时也会提高材料的纯度以及掺杂的均匀性。利用外延方法，还可以获得界面非常陡、过渡区非常窄的结，这样对功率器件的研制和集成电路集成度进一步提高都是非常有好处的。这种材料现在的研究现状是6英寸的硅外延片已用于工业的生产，8英寸的硅外延片，也正在从实验室走向工业生产；更大直径的外延设备也正在研制过程中。 除此之外，还有一些大功率器件，一些抗辐照的器件和电路等，也需要高纯区熔硅单晶。区熔硅单晶与直拉硅单晶拉制条件是不一样的，它在生长时，不与石英容器接触，材料的纯度可以很高；利用这种材料，采用中子掺杂的办法，制成N或P型材料，用于大功率器件及电路的研制，特别是在空间用的抗辐照器件和电路方面，

马原题库汇总

绪论马克思主义是关于无产阶级和人类解放的科学 一、单项选择题 1.马克思主义哲学的直接理论来源是( A ) A．德国古典哲学 B．十八世纪法国唯物主义哲学 C．十七世纪英国唯物主义哲学 D．古希腊朴素唯物主义 2.马克思主义最重要的理论品质是(B ) A．正确反映了时代潮流 B．与时俱进 C．鲜明的阶级性和实践性 D．批判地继承了人类文明成果 3.马克思主义的根本特征是 ( B) A．正确反映了时代潮流B．在实践的基础上革命性与科学性的高度统一 C．鲜明的阶级性和实践性 D．批判地继承了人类文明成果 4.马克思主义最崇高的社会理想是( A) A．实现共产主义 B．消灭阶级、消灭国家 C．实现个人的绝对自由D．实现人权 5.马克思主义理论从狭义上说是( C) A．无产阶级争取自身解放和整个人类解放的学说体系 B．关于无产阶级斗争的性质、目的和解放条件的学说 C．马克思和恩格斯创立的基本理论、基本观点和基本方法构成的科学体系 D．关于资本主义转化为社会主义以及社会主义和共产主义发展的普遍规律的学说 6.马克思主义从广义上说是( C ) A．无产阶级争取自身解放和整个人类解放的学说体系 B．关于无产阶级斗争的性质、目的和解放条件的学说 C．不仅指马克思和恩格斯创立的基本理论、基本观点和学说的体系，也包括继承者对它的发展 D．马克思和恩格斯创立的基本理论、基本观点和基本方法构成的科学体系 7.无产阶级的科学世界观和方法论是( C) A．辩证法 B．科学社会主义 C．辩证唯物主义和历史唯物主义D．唯物主义 8.马克思的两个伟大理论发现是( C)

A．辩证唯物主义和历史唯物主义 B．阶级斗争和无产阶级专政学说C．唯物史观和剩余价值学说 D．社会主义和共产主义 二、多项选择题 1.马克思主义主要的三个组成部分包括( BCE) A．马克思主义法学B．科学社会主义 C．马克思主义哲学D．马克思主义政治学E．马克思主义政治经济学 2.马克思主义的主要理论来源有( ACD ) A．德国古典哲学 B．剩余价值学说 C．英国古典政治经济学D．英、法的空想社会主义理论 E．唯物史观 3.马克思恩格斯最重要的理论贡献是( CD ) A．辩证法 B．劳动价值论 C．唯物史观 D．剩余价值学说 4.下面对马克思主义正确的表述是( ABCD ) A．是马恩创立并由后继者不断发展的理论 B．是无产阶级解放和全人类解放的理论 C．是无产阶级科学的世界观与方法论 D．是关于自然、社会和思维发展的一般规律的学说 5.马克思主义产生的经济社会条件包括( ABC ) A．资本主义机器大工业的发展B．无产阶级的壮大 C．资本主义基本矛盾的发展 D．资本主义生产方式的成熟 6.马克思主义产生的阶级基础是( ABC ) A．1831年法国里昂工人起义B．1838年英国宪章运动C．1844年西里西亚纺织工人运动 D．资本主义经济社会的发展 7.下列哪些人的思想是马克思主义哲学产生的思想理论来源( AB) A．黑格尔 B．费尔巴哈 C．亚当·斯密D．欧文 8.坚持马克思主义基本立场、观点、方法，要求我们必须坚持( ABCD ) A．辩证唯物主义和历史唯物主义的世界观和方法论 B．实现最广大人民的根本利益的政治立场 C．实事求是 D．顺应人类社会发展的客观规律，与时俱进 三、辨析题

半导体器件知识点归纳三

四、MOSFET 1、分类 FET：JFET、MESFET、IGFET(MOSFET) MOSFET：增强型NMOS、增强型PMOS、耗尽型NMOS、耗尽型PMOS，增强与耗尽由阈值电压决定，常用为增强型器件。 2、结构 四端：G（栅）、D（漏）、S（源）、B（衬底），源区和漏区之间为沟道，栅极电压控制沟道的导通与关闭，源极和漏极电压控制沟道电流的大小。 3、工作原理 NMOS：栅压小于阈值电压，沟道关闭；栅压大于等于阈值电压时，沟道导通，沟道电流随漏源电压增大而增大，直到饱和； PMOS：栅压大于阈值电压，沟道关闭；栅压小于等于阈值电压时，沟道导通，沟道电流随源漏电压增大而增大，直到饱和。 4、工作区间（定性讨论） 在栅源电压（V GS）大于阈值电压（V T）的情况下 线性区：源漏电压（V DS）很小，漏极电流（I D）与V DS成线性关系； 饱和区：V DS逐渐增大到一定值时，I D达到一个饱和值，不再随V DS增大而增大； 击穿区：V DS继续增大，达到漏源击穿电压BV DS，导致I D急剧增加。 5、阈值电压 具体定义、原理、公式推导参看书上，通过公式可以总结出影响阈值电压的几个因素，对于阈值电压的理解非常重要，阈值电压的大小关系到器件的工作状态及电压范围，器件设计和电路设计中都是一个及其重要的参数。 用NMOS简单概括一下：NMOS衬底为P型半导体，源漏区分别是N型掺杂，栅极为0电压时，沟道跟衬底一样，是P型，不存在导电电子，没有电流产生；当栅极电压为正并逐渐增大时，正电压会排斥沟道空穴向衬底方向移动，同时吸引衬底电流流向沟道，使得沟道电子越来越多，最终导致沟道类型发生反型；当栅极电压达到一个被称之为阈值电压的值时，沟道发生强发型，沟道电子在漏源电压作用下由源区向漏区移动，产生电流，即器件开启。 PMOS的机理可以类似分析，只是需要注意PMOS沟道导电的是空穴。 在定性理解机理的基础上一定按照书上的推导定量的得到阈值电压的公式，并且记住，再次强调，这一点非常重要。 6、衬底偏置效应（体效应） 一般情况下，NMOS的源极跟衬底相连，并且接芯片的最低电位，但是在实际电路中，由于设计需要，往往会出现源极接到了一个比衬底高的电位上，源极电压会吸引沟道电子移向源极，从而使沟道电子变少，要使沟道达到强反型，就需要更大的栅极电压，这就是阈值电压的增大。 同理，对于PMOS，源极一般与PMOS管的体（N阱）相连，接芯片最高电位，实际设计中会有源极接到比体要低一些的电位上，会吸引沟道中的空穴移向源极，同样导致沟道空穴变少，要是沟道达到强发型，就需要更低的栅极电压，即阈值电压减小，阈值电压的绝对值也是增大的。 7、直流电流电压方程（定量讨论） 直流电流电压方程显示的输出特性即是对工作区间的定量讨论。 前提条件（V GS>V T器件导通）

(完整版)马原重点(必背)按章节整理

马原重点（必背）按章节整理 绪论 1.科学性与革命性的统一： 第一、辩证唯物主义与历史唯物主义是马克思主义最根本的世界观和方法论 第二、马克思主义政党的一切理论和奋斗都应致力于实现以劳动人民为主体的广大人民的根本利益，是鲜明的政治立场 第三、坚持一切从实际出发，理论联系实际，实事求是，在实践中检验真理和发展真理，是最重要的理论品质 第四、实现物质财富的极大丰富、人民精神境界的极大提高，每个人的自由而全面发展的共产主义社会，是最崇高的社会理想。 2．科学态度对待马克思主义 第一、学习理论武装头脑努力掌握理论的科学体系基本原理及基精神实质 第二、理论联系实际 第三、坚持与发展马克思主义 第一章 1.马克思主义物质观及其现代意义 马克思主义物质观，在批判继承旧唯物主义物质观的合理因素并对现代科学成果进行科学总结基础上形成的的科学理论成果，它的科学性和真理性不但为以往的实践检验所证实，且随着未来的社会进步和科学发展而深化。 第一，物质概念是唯物主义世界观理论体系的逻辑起点。列宁的物质概念及其意义。 第二，马克思主义物质观的现代意义。它被现代自然科学社会科学和思维科学的发展所证实和丰富，并提供了理论思维的方向原则和基本方法。 2.社会生活在本质上是实践的 从实践出发去理解社会生活的本质。 实践是人类社会的基础，一切社会现象只有在社会实践中才能找到最后的根源，才能得到最终的科学说明。 第一、实践是社会关系形成的基础。第二、实践形成了社会生活的基本领域。第三、实践构成了社会发展的动力。 3.主观能动性与客观规律性的关系 主观能动性又称自觉能动性，是指认识世界和改造世界中有目的、有计划、积极主动的活动能力。 客观规律性是指物质运动过程中所固有的本质的，必然的，稳定的联系。 尊重客观规律是发挥主观能动性的前提， 认识和利用规律又必须发挥人的主观能动性 4.唯物辩证法的基本观点

马原学习心得(总结类)

学习《马克思基本原理概论》的心得体会 在这一学期，我们学习了《马克思主义基本原理概论》，其实在最开始听师兄师姐们说，马克思主义基本原理的课特别无聊，于是去上课便抱着可上可不上得态度去上课。可是，去了才发现，原来上课给人的感觉和师兄师姐们讲的截然不同。老师用略带东北的口音，幽默地话语迅速调动起了同学们学习的积极性，原本认为无聊的马原课，结果是充满欢笑的。 当然通过学习，我不仅掌握了基本的哲学知识，同时，也为构造自己的正确的世界观、人生观、价值观找到了正确的方向。马克思主义哲学是哲学发展史上的伟大变革，是以实践为基础的彻底的唯物主义哲学。学习这门课程对于学习其他课程是一个从宏观角度理解的基础，如果这门课程学习好了，其他课程也就可以融会贯通，举一反三，理解起来就容易多了。我觉得学习这门课程对我最大的益处，不仅在于学习到了理论知识，更多的是让我自己的思想觉悟提高许多，分析和解决生活学习问题的能力有了很大的提高。 我认为开设这门思想政治理论课,是用马克思主义武装当代大学生的头脑。《马克思主义基本原理概论》课程主要是对学生进行马克思主义理论教育,帮助学生掌握马克思主义的世界观和方法论,树立马克思主义的人生观和价值观,学会运用马克思主义世界观、方法论观察和分析问题,为学生确立建设有中国特色社会主义的理想信念,自觉坚持马克思主义基本理论,奠定扎实的马克思主义理论基础。学习理论,最重要的是让我们青年学生能坚定对马克思主义的信仰、对社会主义的信仰、增强对改革开放和现代化建设的信心、对党和政府的信任等。由此我认为这门课程在整个大学生的思想政治教育中都起着举足轻重的作用。 理论与实践的统一是马克思主义最基本的原则,学习的目地全在于运用。所以,我们大学生必须把马克思主义作为行动的指南。理论联系实际,关键是：一要联系社会实际,二要联系我们学生的生活实际。我们处在一个伟大的时代,这样的时代与马克思恩格斯所处的时代相比已经发生了很大的变化。国际共产主义运动已经具有将近年的历程,社会主义制度已经经过了多年的发展,和平、发展、合作成为当今时代的主题,经济全球化深入展,科技进步日新月异;同时,国际环境复杂多变,影响和平与发展的不稳定不确定因素增多,世界发展不平衡状况加剧。所以,我们要联系国际、国内的实际情况来理解马克思主义理论。有些同学认为这门课程深奥难懂,觉得虽然从初中政治就开始接触到《马克思主义基本原理概论》了,但却一直认为它只是一门离现实比较遥远的科目,而且认为很少能在实际生活中得以运用。但是我在学习这门课程时,发现在生活中的很多现象都能体现出其中的原理。比如辩证法的三大规律,在我们学生的现实生活中时时可以用到,在生活中运用这些原理来解决问题,是一种生活的智慧。大学生不仅是处在一个思想比较成

马原大题总结

材料分析题（30分） 【材料1】英国着名历史学家，英国学术院院士霍布斯鲍姆指出，给确定某一具体思想方式或者观点是能否被看作马克思主义的标准作依据的，“是在19世纪末大致定型的马克思主义基本原理”。美国着名学者海尔布隆纳在标准问题上有着与霍布斯鲍姆相近的看法。他认为，马克思主义思想有一个可以得到“公认的共同点”，这个共同点来源于“同一套前提”，它是规定马克思主义思想的前提。 “凡是包含有这类前提的分析，都可以正当地将其分类为‘马克思主义’的分析，即使作者本人并不如此认定”。这“同一套前提”是：对待认识本身的辩证态度，唯物主义历史观，依据马克思的社会分析而得出的关于资本主义的总看法，以某种形式规定的对社会主义的信奉。 【材料2】1934年，当德国共产党的理论家卡尔?科尔施还没有彻底脱离马克思主义的时候，他写了一篇题为《我为什么是马克思主义者》的文章，在这篇文章中，科尔施力图通过他对马克思主义的所谓的特殊看法来表明他是一个“真正的马克思主义者”。这些看法的要点是：马克思主义的全部原理，包括那些表面上具有普遍性的原理，都带有特殊性，马克思主义不是实证的，而是批判的； 马克思主义的主题不是现在处于肯定状态的资本主义社会，而是显得日益分崩离析的正在衰亡的资本主义社会；马克思主义的主要目的不是观赏现存的世界，而是对它进行积极的改造。 【材料3】匈牙利思想家卢卡奇在《历史与阶级意识》一书中认为：“我们姑且假定新的

研究完全驳倒了马克思的每一个个别的论点。即使这点得到证明，每个严肃的‘正统’马克思主义者仍然可以毫无保留地接受这种新结论，放弃马克思的所有全部论点，而无须片刻放弃他的马克思主义正统。 所以，正统马克思主义并不意味着无批判地接受马克思主义研究的结果。它不是对这个或者那个论点的‘信仰’，也不是对某本‘圣’书的注解。恰恰相反，马克思主义问题中的正统仅仅是指方法。” 结合上述材料，谈谈什么是马克思主义，阐述如何学习和运用马克思主义。(700字以上）【答案要点】 1.从不同的角度，我们可以对什么是马克思主义作出不同的回答。 从它的创造者，继承者的认识成果讲，马克思主义是由马克思恩格斯创立的，而由其后各个时代、各个民族的马克思主义者不断丰富和发展的观点和学说的体系。从它的阶级属性讲，马克思主义是无产阶级争取自身解放和整个人类解放的科学理论，是关于无产阶级斗争的性质、目的和解放条件的学说。从它的研究对象和主要内容讲，马克思主义是无产阶级的科学世界观和方法论，是关于自然、社会和思维发展的普遍规律的学说，是关于资本主义发展和转变为社会主义以及社会主义和共产主义发展的普遍规律的学说。8分马克思主义是由一系列的基本理论，基本观点和基本方法构成的科学体系，它是一个完整的整体。其中，马克思主义哲学、马克思主义政治经济学和科学社会主义，是马克思主义理论体系不可分割的三个主要组成部分。马克思主义这一概念早在马克思在世的时候就已经

半导体器件知识点归纳二

三、双极结型晶体管 1、BJT的分类 代表工艺、名称、代表类型 2、偏压与工作状态 各种偏压与所对应的工作状态、模拟电路和数字电路应用 3、少子浓度分布与能带图 各个区的少子浓度分布 均匀基区和缓变基区各种工作状态下的能带图画法 4、放大系数 放大电路的两种基本类型：共基极和共发射极 两种基本类型下的直流短路电流放大系数和静态电流放大系数的定义及其计算 两类放大系数间的关系及其典型范围 5、基区输运系数 基区输运系数的定义及近似计算公式 6、基区渡越时间 基区渡越时间的定义及其计算公式 计算公式中各表达式的物理意义 7、发射结注入效率 发射结注入效率的定义及其计算公式 8、缓变基区晶体管的电流放大系数 自建场因子（基区漂移系数）的概念 缓变基区晶体管的基区输运系数、基区渡越时间、发射结注入效率、电流放大系数与均匀基区大致相同，注意区分即可 9、小电流时放大系数的下降 解释产生该现象的原因 10、发射区重掺杂效应 解释其现象、原因及减轻措施 11、BJT的直流电流电压方程 共基极和共发射极的直流电流电压方程 倒向晶体管的概念 倒向晶体管放大系数比正向晶体管小的多的原因 倒向晶体管和正向晶体管的互易关系 12、BJT的直流输出特性 熟悉集电极电流的推导 共基极和共发射极输出特性图 13、基区宽度调变效应 厄尔利效应产生的现象 厄尔利电压的定义及其计算 减小厄尔利效应的方法 14、BJT反向特性 浮空电势的概念 三种反向电流的定义与测量及他们之间的相互关系（物理图像） 共基极和共发射极接法的雪崩击穿电压的定义及测量

发射结击穿电压 15、基区穿通效应 基区穿通电压的计算 基区穿通效应对BJT反向特性的影响 16、基极电阻 基极电阻的定义 基极电阻的主要组成 方块电阻的定义及其计算 17、大注入效应 稍微了解，基本同PN结 大注入效应对电流放大系数的影响 18、基区扩展效应 基区扩展（Kirk）效应的定义 基区扩展效应对电流放大系数的影响 19、基区输运系数与频率的关系 渡越时间的三个作用 基区输运系数的准确表达式（包括缓变基区） 20、四个主要时间常数 发射结势垒电容充放电时间常数（影响注入效率） 发射结扩散电容充放电时间常数（基区渡越时间，影响基区输运系数） 集电结耗尽区延迟时间 集电结势垒电容经集电区充放电的时间常数 理解定义及物理意义 21、晶体管电流放大系数与频率的关系 共基极和共发射极高频小信号下短路电流放大系数及其截止频率 截止频率的定义 22、高频晶体管特征频率的定义、计算与测量 23、高频小信号电流电压方程 共基极和共射极高频小信号下的电流电压方程，理解公式中各符号意义及其表达式小信号等效电路示意图 24、高频晶体管最大功率增益与最高震荡频率 最大功率增益的定义及计算 高频优值的定义及计算 最高震荡频率的定义及计算 理解的基础上记住公式为主，不要求推导 25、影响特征频率与功率增益的因素 对高频晶体管结构的基本要求：浅结、细线条、无源基区重掺杂、N+沉底上生长N-外延层 第三部分的知识点比较繁多而且是考试重点，在理解内容的基础上多总结，对比各个知识点总结出规律，得出相关结论。

功率半导体器件封装技术的新趋势分析

科学技术创新2019.30 功率半导体器件封装技术的新趋势分析 刘乐 （国家知识产权局专利局电学部， 北京100088）现代功率半导体器件的封装，主要朝着小体积和大功率的方 向不断发展，通过这种技术上的升级， 可以显著减低功率半导体硅片与散热器之间的热阻，保障整个输出功率， 可以达到最大，并对接处的阻抗进行数值分析，全面提高功率半导体器件的通流能力。 1功率半导体封装技术要点 功率半导体在目前的换流电路中， 对一些杂散电感，处理能力较差，提高封装技术的应用效果， 可以显著降低这种杂感电感，从而使得功率半导体的阻断电压得到最充分的利用。 1.1绝缘电压控制 封装技术要满足目前功率半导体运行过程当中，面临的绝缘 电压情况，尽可能的降低功率半导体封装的体积， 实现结构设计上的紧凑性，避免绝缘电压的存在， 影响功率半导体阻断的具体运行情况，延长功率半导体器件的使用寿命， 降低咱电感应现象，对于电路的危害[1]。 1.2skiip 技术应用 这种技术最早是在中等功率的半导体元器件封装当中应用，在目前逐，渐向大功率半导体元器件封装技术当中发展。技术人员可以通过半导体封装当中的铲车和牵引仪器，对于热压力进行整 合分析。并且通过直接连接方式， 应用相关陶瓷基片，对于散热器进行优化升级。（1）通过这种设计形式，可以去除掉封装过程当中 的铜底板，从而进一步的压缩整个元器件封装的体积， 提高结构设计的紧凑性。（2）应用这种技术，还可以对于封装过程当中半导体 元器件的汇流排和辅助连接器件， 进行一体式封压，从而全面提高陶瓷基片的控制功能。（3）运用这种焊接方式， 焊料的浪费可以大大的降低。（4）由于底板的去除，整个功率半导体元器件的热阻会 显著的减少。 1.3损耗分析 半导体元器件封装过程当中，硅的损耗是造成散热器温差控 制效果较差的主要原因，通过这种skiip 控制模块的运行方式， 可以将整个散热器运行的温度，下降3-7℃。（1）这种运行方式可以 显著降低整个半导体元件的热阻效应， 基本上可以降低10%左右。（2）同时，由于体积的减少，底板元件去除， 整个陶瓷基片与半导体元件之间，铜底板的连接焊料也就不复存在。（3）技术人员还可以 通过材料系数的相关调整，对于封装过程当中的膨胀系数，进行定量分析，避免传统的封装方式造成半导体元件的热疲劳现象。 1.4机械应力改进 在铲车之类牵引应用的过程当中，skiip 这种封装技术运行非 常可靠。目前这种技术已经具有了比较标准化的发展结构， 可以通过单元式的连续空留方式，与半导体元件的电路， 以及外壳，进行优化的连接，从而形成一个三相桥结构， 不仅可以驱动标准感应电机连续运行，还可以通过独立交流的方式， 与DBC 陶瓷片的基本元器件，进行组合连接， 形成一个控制模组。通过这种封装方式的改进，每个半导体元件封装过程当中的 半桥电感， 最低只有15nh 。而且运用这种方式，功率半导体封装过程当中各个元件上的电流分布更加的均匀， 也就是说，不必再对电流的额定值，进行差异化分析，就可以完成整个单元的分装作业。 2新一代skiip 技术发展2.1新一代skiip 技术原理 新一代skiip 技术，正在朝着总成本优化设计的角度进行发 展，通过这种散热器温度传感的高度智能化控制， 技术人员可以对功率半导体封装过程当中的相电流和直电流，进行智能传感与压 力控制，通过这种集成驱动方式， 可以很好的保护封装过程当中的相应开关损耗，从而通过脉冲测试等等， 随时了解到半导体元器件运行过程当中的热阻值[2] 。 脉冲数值Q 会随着时间的变化而变化，对硅的散失情况进行系统求和，就可以更好的对脉冲数值进行定量分析。方便进行数据检验与数据校核，全面提高整个功率半导体封装过程当中的安全效应，避免元件损坏，提高整个元器件的使用寿命。 2.2沟槽型原包结构 新一代的skiip 组件模块采用第三代芯片， 这种芯片对于电流密度的调节优化作用非常的显著， 可以通过双单元封装模块，对于功率半导体封装过程当中的电流电压传感器，进行一体化的数据 把控。在这种双单元封装模式之下， 电流的输出水平可以从传统的200安提高到400安，有效数值增加20%，连续传输功率上升70%，设备达到最高电流密度的时间下降150%。 2.3陶瓷材料的优化选择 为了适应这种新型的skiip 组件模块技术，要选择优级的氮化 铝陶瓷材料，这种基本原漆片可以保证skiip 封装过程当中， 三相桥模块运行有效，可以提供强大的驱动力， 保障标准电机的正常运行。对于输出功率进行相应的调节， 通过这种标准化的驱动能力，提升整个基本元件的输出功率，一般来说，密度可以上升70%以 上，这种系统优化改进不仅可以增加单元硅片的有效控制面积， 还可以避免散热器安装过程当中传统难点问题，实现机械层面与电气层面的相应兼容。 2.4成套顶装配双单元组件 在进行封装模块优化的过程当中，可以通过这种双单元封装模块的工艺改造，为最终的设备安装与测试流程提供便利。 第一，通过数据更新，将这种装配与测试环节系统分布下来， 通过精细化的封装驱动器控制，进行磨牙和弹簧压得相应调节。 这种skiip 相应驱动器，可以在不同的元件之间进行转换， 从而全面改善模块的可靠性，并且降低封装技术需要的设备成本。摘要：功率半导体体积较小、输出功率非常大，在现代制造行业当中有着非常广泛的应用， 对其封装技术进行讨论，有利于全面提高功率半导体器件应用的有效性。基于此，本文主要分析功率半导体器件封装当中的关键技术， 并结合具体的器件封装发展情况，分析这种封装技术的新趋势。 关键词：功率半导体；器件封装技术； 新趋势中图分类号:TN305文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2019)30-0194-02（转下页） 194--

2019年半导体分立器件行业发展研究

2019年半导体分立器件行业发展研究 （一）半导体行业基本情况 1、半导体概况 （1）半导体的概念 半导体是一种导电性可受控制，常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体的导电性受控制的范围为从绝缘体到几个欧姆之间。半导体具有五大特性：掺杂性（在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性）、热敏性、光敏性（在光照和热辐射条件下，其导电性有明显 的变化）、负电阻率温度特性，整流特性。半导体产业为电子元器件产业中最重 要的组成部分，在电子、能源行业的众多细分领域均都有广泛的应用。 （2）半导体行业分类 按照制造技术的不同，半导体产业可划分为集成电路、分立器件、其他器件等多类产品，其中集成电路是把基本的电路元件如晶体管、二极管、电阻、电容、电感等制作在一个小型晶片上然后封装起来形成具有多功能的单元，主要实现对

信息的处理、存储和转换；分立器件是指具有单一功能的电路基本元件，主要实现电能的处理与变换，而半导体功率器件是分立器件的重要部分。 分立器件主要包括功率二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等半导体功率器件产品；其中，MOSFET和IGBT属于电压控制型开关器件，相比于功率三极管、晶闸管等电流控制型开关器件，具有易于驱动、开关速度快、损耗低等特点。公司生产的MOSFET系列产品和IGBT系列产品属于国内技术水平领先的半导体分立器件产品。半导体器件的分类示意图和公司产品所处的领域如下图所示：

在分立器件发展过程中，20 世纪50 年代，功率二极管、功率三极管面世并应用于工业和电力系统。20 世纪60 至70 年代，晶闸管等半导体功率器件快速发展。20世纪70年代末，平面型功率MOSFET 发展起来；20 世纪80 年代后期，沟槽型功率MOSFET 和IGBT 逐步面世，半导体功率器件正式进入电子应用时

马原大题总结(完整版)

材料分析题（30分） 【材料1】英国著名历史学家，英国学术院院士霍布斯鲍姆指出，给确定某一具体思想方式或者观点是能否被看作马克思主义的标准作依据的，“是在19世纪末大致定型的马克思主义基本原理”。美国著名学者海尔布隆纳在标准问题上有着与霍布斯鲍姆相近的看法。他认为，马克思主义思想有一个可以得到“公认的共同点”，这个共同点来源于“同一套前提”，它是规定马克思主义思想的前提。 “凡是包含有这类前提的分析，都可以正当地将其分类为‘马克思主义’的分析，即使作者本人并不如此认定”。这“同一套前提”是：对待认识本身的辩证态度，唯物主义历史观，依据马克思的社会分析而得出的关于资本主义的总看法，以某种形式规定的对社会主义的信奉。 【材料2】1934年，当德国共产党的理论家卡尔?科尔施还没有彻底脱离马克思主义的时候，他写了一篇题为《我为什么是马克思主义者》的文章，在这篇文章中，科尔施力图通过他对马克思主义的所谓的特殊看法来表明他是一个“真正的马克思主义者”。这些看法的要点是：马克思主义的全部原理，包括那些表面上具有普遍性的原理，都带有特殊性，马克思主义不是实证的，而是批判的； 马克思主义的主题不是现在处于肯定状态的资本主义社会，而是显得日益分崩离析的正在衰亡的资本主义社会；马克思主义的主要目的不是观赏现存的世界，而是对它进行积极的改造。 【材料3】匈牙利思想家卢卡奇在《历史与阶级意识》一书中认为：“我们姑且假定新的研究完全驳倒了马克思的每一个个别的论点。即使这点得到证明，每个严肃的‘正统’马克思主义者仍然可以毫无保留地接受这种新结论，放弃马克思的所有全部论点，而无须片刻放弃他的马克思主义正统。 所以，正统马克思主义并不意味着无批判地接受马克思主义研究的结果。它不是对这个或者那个论点的‘信仰’，也不是对某本‘圣’书的注解。恰恰相反，马克思主义问题中的正统仅仅是指方法。” 结合上述材料，谈谈什么是马克思主义，阐述如何学习和运用马克思主义。(700字以上） 【答案要点】 1.从不同的角度，我们可以对什么是马克思主义作出不同的回答。 从它的创造者，继承者的认识成果讲，马克思主义是由马克思恩格斯创立的，而由其后各个时代、各个民族的马克思主义者不断丰富和发展的观点和学说的体系。从它的阶级属性讲，马克思主义是无产阶级争取自身解放和整个人类解放的科学理论，是关于无产阶级斗争的性质、目的和解放条件的学说。从它的研究对象和主要内容讲，马克思主义是无产阶级的科学世界观和方法论，是关于自然、社会和思维发展的普遍规律的学说，是关于资本主义发展和转变为社会主义以及社会主义和共产主义发展的普遍规律的学说。8分 马克思主义是由一系列的基本理论，基本观点和基本方法构成的科学体系，它是一个完整的整体。其中，马克思主义哲学、马克思主义政治经济学和科学社会主义，是马克思主义理论体系不可分割的三个主要组成部分。马克思主义这一概念早在马克思在世的时候就已经使用。从狭义上来说，马克思主义即马克思恩格斯创立

半导体器件工艺与物理期末必考题材料汇总

半导体期末复习补充材料 一、名词解释 １、准费米能级 费米能级和统计分布函数都是指的热平衡状态，而当半导体的平衡态遭到破坏而存在非平衡载流子时，可以认为分就导带和价带中的电子来讲，它们各自处于平衡态，而导带和价带之间处于不平衡态，因而费米能级和统计分布函数对导带和价带各自仍然是适用的，可以分别引入导带费米能级和价带费米能级，它们都是局部的能级，称为“准费米能级”，分别用E F n、E F p表示。 ２、直接复合、间接复合 直接复合—电子在导带和价带之间直接跃迁而引起电子和空穴的直接复合。 间接复合—电子和空穴通过禁带中的能级（复合中心）进行复合。 ３、扩散电容 PN结正向偏压时，有空穴从P区注入N区。当正向偏压增加时，由P区注入到N区的空穴增加，注入的空穴一部分扩散走了，一部分则增加了N区的空穴积累，增加了载流子的浓度梯度。在外加电压变化时，N扩散区内积累的非平衡空穴也增加，与它保持电中性的电子也相应增加。这种由于扩散区积累的电荷数量随外加电压的变化所产生的电容效应，称为P-N结的扩散电容。用CD表示。 4、雪崩击穿 随着PN外加反向电压不断增大，空间电荷区的电场不断增强，当超过某临界值时，载流子受电场加速获得很高的动能，与晶格点阵原子发生碰撞使之电离，产生新的电子—空穴对，再被电场加速，再产生更多的电子—空穴对，载流子数目在空间电荷区发生倍增，犹如雪崩一般，反向电流迅速增大，这种现象称之为雪崩击穿。 1、PN结电容可分为扩散电容和过渡区电容两种，它们之间的主要区别在于 扩散电容产生于过渡区外的一个扩散长度范围内，其机理为少子的充放 电，而过渡区电容产生于空间电荷区，其机理为多子的注入和耗尽。 2、当MOSFET器件尺寸缩小时会对其阈值电压V T产生影响，具体地，对 于短沟道器件对V T的影响为下降，对于窄沟道器件对V T的影响为上升。 3、在NPN型BJT中其集电极电流I C受V BE电压控制，其基极电流I B受V BE 电压控制。 4、硅-绝缘体SOI器件可用标准的MOS工艺制备，该类器件显著的优点是 寄生参数小，响应速度快等。 5、PN结击穿的机制主要有雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿等等几种，其中发 生雪崩击穿的条件为V B>6E g/q。 6、当MOSFET进入饱和区之后，漏电流发生不饱和现象，其中主要的原因 有沟道长度调制效应，漏沟静电反馈效应和空间电荷限制效应。 二、简答题 1、发射区重掺杂效应及其原因。 答：发射区掺杂浓度过重时会引起发射区重掺杂效应，即过分加重发射区掺杂不但不能提高注入效率γ，反而会使其下降。 原因：发射区禁带宽度变窄和俄歇复合效应增强