西安電子科技大學(xué)802集成電路與器件物理、半導(dǎo)體物理考試大綱

1、“集成電路與器件物理、半導(dǎo)體物理”(802)復(fù)習(xí)提綱一、 總體要求“集成電路與器件物理、半導(dǎo)體物理”（802）由數(shù)字集成電路、半導(dǎo)體器件物理和半導(dǎo)體物理三部分組成，其中集成電路占40%（60分），器件物理占40%（60分），半導(dǎo)體物理占20%（30分）?！皵?shù)字集成電路”要求學(xué)生應(yīng)深入理解數(shù)字集成電路的相關(guān)基礎(chǔ)理論，掌握數(shù)字集成電路電路、系統(tǒng)及其設(shè)計方法。重點掌握數(shù)字集成電路設(shè)計的質(zhì)量評價、相關(guān)參量；能夠設(shè)計并定量分析數(shù)字集成電路的核心反相器的完整性、性能和能量指標(biāo)；掌握CMOS組合邏輯門的設(shè)計、優(yōu)化和評價指標(biāo)；掌握基本時序邏輯電路的設(shè)計、優(yōu)化、不同形式時序器件各自的特點，時鐘的設(shè)計策略和影響因

2、素；定性了解MOS器件；掌握并能夠量化芯片內(nèi)部互連線參數(shù)。“器件物理”要求學(xué)生掌握MOSFET器件物理的基本理論和基本的分析方法，使學(xué)生具備基本的器件分析、求解、應(yīng)用能力。要求掌握MOS基本結(jié)構(gòu)和電容電壓特性；MESFET器件的基本工作原理；MOSFET器件的頻率特性；MOSFET器件中的非理想效應(yīng)；MOSFET器件按比例縮小理論；閾值電壓的影響因素；MOSFET的擊穿特性；掌握器件特性的基本分析方法。“半導(dǎo)體物理”要求學(xué)生熟練掌握半導(dǎo)體的相關(guān)基礎(chǔ)理論，了解半導(dǎo)體性質(zhì)以及受外界因素的影響及其變化規(guī)律。重點掌握半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)和帶、半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷能級、半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計分布、半導(dǎo)體的導(dǎo)

3、電性、半導(dǎo)體中的非平衡載流子等相關(guān)知識、基本概念及相關(guān)理論，掌握半導(dǎo)體中載流子濃度計算、電阻(導(dǎo))率計算以及運用連續(xù)性方程解決載流子濃度隨時間或位置的變化及其分布規(guī)律等?！凹呻娐放c器件物理、半導(dǎo)體物理”（802）研究生入學(xué)考試是所學(xué)知識的總結(jié)性考試，考試水平應(yīng)達(dá)到或超過本科專業(yè)相應(yīng)的課程要求水平。二、 各部分各部分復(fù)習(xí)要點“數(shù)字集成電路”數(shù)字集成電路”部分各章復(fù)習(xí)要點部分各章復(fù)習(xí)要點“數(shù)字集成電路”考試范圍及要點包括：數(shù)字集成電路設(shè)計質(zhì)量評價的基本要素；CMOS集成電路設(shè)計規(guī)則與工藝縮小；二極管基本結(jié)構(gòu)、參數(shù)、靜態(tài)特性、動態(tài)特性、二極管分析模型；MOS晶體管基本結(jié)構(gòu)、閾值電壓、亞閾值特性、工

4、作區(qū)、溝道長度調(diào)制、速度飽和、MOS晶體管分析模型；反相器靜態(tài)特性、開關(guān)閾值、噪聲容限、穩(wěn)定性，反相器動態(tài)特性、電容構(gòu)成，傳播延遲分析與尺寸計算、反相器靜態(tài)功耗、動態(tài)功耗；靜態(tài)互補CMOS組合邏輯門設(shè)計、尺寸設(shè)計、延遲計算與優(yōu)化，有比邏輯基本原理、傳輸管邏輯基本原理；動態(tài)CMOS設(shè)計基本原理、信號完整性問題及其速度與功耗；時序邏輯器件時間參數(shù)、靜態(tài)鎖存器和寄存器的工作原理、C2MOS寄存器結(jié)構(gòu)與特性；時鐘的設(shè)計策略和影響因素；導(dǎo)線中的傳輸線效應(yīng)，電容寄生效應(yīng)、電阻寄生效應(yīng)。（一）數(shù)字集成電路基本概念和數(shù)字集成電路基本概念和質(zhì)量評價基本概念和質(zhì)量評價數(shù)字集成電路設(shè)計中的基本概念、面臨問題和質(zhì)量評

5、價標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計約束時鐘設(shè)計電源網(wǎng)絡(luò)設(shè)計質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)集成電路成本構(gòu)成電壓傳輸特性噪聲容限再生性扇入扇出傳播延遲功耗、能耗設(shè)計規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)單元工藝偏差工藝尺寸縮小封裝（二）器件定性了解二極管、MOS晶體管，理解其工作原理，靜態(tài)特性、動態(tài)特性；掌握SPICE模型和手工分析模型。二極管結(jié)構(gòu)二極管靜態(tài)特性二極管動態(tài)特性二極管手工分析模型二極管SPICE模型MOS晶體管結(jié)構(gòu)MOS晶體管工作區(qū)MOS晶體管靜態(tài)特性、閾值電壓、溝道長度調(diào)制、速度飽和MOS晶體管亞閾值特性MOS晶體管動態(tài)特性MOS晶體管電容構(gòu)成熱載流子效應(yīng)CMOS閂鎖效應(yīng)MOS晶體管SPICE模型MOS晶體管手工分析模型（三）導(dǎo)線互連線的電路模型，SP

6、ICE模型，確定并定量化互連參數(shù)；傳輸線效應(yīng)；互連線的信號完整性互連參數(shù)互連線電容寄生效應(yīng)互連線電阻寄生效應(yīng)互連線電感寄生效應(yīng)趨膚效應(yīng)互連線集總模型互連線分布模型（四）CMOS反相器反相器設(shè)計；反相器完整性、性能、能量指標(biāo)的定量分析及其優(yōu)化。CMOS反相器靜態(tài)特性、開關(guān)閾值、噪聲容限、穩(wěn)定性CMOS反相器動態(tài)特性CMOS反相器電容計算CMOS反相器傳播延遲分析CMOS反相器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計CMOS反相器功耗、動態(tài)功耗、靜態(tài)功耗MOS反相器低功耗設(shè)計技術(shù)能量延時積（五）CMOS組合邏輯門設(shè)計掌握CMOS邏輯設(shè)計，包括動態(tài)和靜態(tài)邏輯、傳輸管邏輯、無比邏輯、有比邏輯；能夠優(yōu)化CMOS邏輯的管子尺寸、面積、速

7、度、穩(wěn)定性和能耗；掌握低功耗邏輯設(shè)計技術(shù)靜態(tài)互補CMOS設(shè)計、靜態(tài)特性、傳播延時、尺寸設(shè)計與性能優(yōu)化有比邏輯概念傳輸管邏輯概念、傳輸特性、穩(wěn)定性、性能動態(tài)邏輯基本原理、速度、功耗、信號完整性多米諾邏輯概念、設(shè)計、優(yōu)化（六）時序邏輯電路設(shè)計時序邏輯基本部件寄存器、鎖存器、觸發(fā)器設(shè)計實現(xiàn)技術(shù)；靜態(tài)、動態(tài)時序邏輯比較；振蕩器、施密特觸發(fā)器設(shè)計實現(xiàn)技術(shù)；時鐘策略時序電路的時間參數(shù):：建立時間、保持時間、傳播延時雙穩(wěn)態(tài)原理多路開關(guān)性鎖存器主從邊沿觸發(fā)寄存器靜態(tài)SR觸發(fā)器動態(tài)傳輸門邊沿觸發(fā)寄存器C2MOS寄存器真單相鐘控寄存器脈沖寄存器流水線概念流水線型邏輯施密特觸發(fā)器單穩(wěn)時序電路不穩(wěn)電路時鐘策略、時鐘偏

8、差、時鐘抖動、時鐘誤差來源“器件物理“器件物理”器件物理”部分各章復(fù)習(xí)要點部分各章復(fù)習(xí)要點 章復(fù)習(xí)要點（一）金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)結(jié)構(gòu)物理基礎(chǔ)MOS結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)，能帶結(jié)構(gòu)與空間電荷區(qū)，平帶電壓與閾值電壓，電容電壓特性MOS結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)n型和p型襯底MOS電容器的能帶結(jié)構(gòu)耗盡層厚度的計算功函數(shù)的基本概念以及金屬-半導(dǎo)體功函數(shù)差的計算方法平帶電壓的定義與求解；閾值電壓的影響因素；MOS電容的定義，理想的C-V特性；影響C-V特性的主要因素（二）MOSFET基本工作原理MOSFET基本結(jié)構(gòu)，MOSFET電流電壓關(guān)系，襯底偏置效應(yīng)。MOSFET的頻率特性。閂鎖現(xiàn)象MOSFET電流電壓關(guān)系的定性

9、分析，漏極電流與柵壓之間的關(guān)系；襯偏效應(yīng)的概念及影響小信號等效電路的概念與分析方法MOSFET器件頻率特性的影響因素CMOS基本技術(shù)及閂鎖現(xiàn)象（三）MOSFET器件的深入概念MOSFET中的非理想效應(yīng)；MOSFET的按比例縮小理論；小尺寸器件的閾值電壓；MOSFET器件的擊穿特性理解實際器件與理想特性之間的偏差及其原因器件按比例縮小的基本方法動態(tài)電路方程及其求解短溝道效應(yīng)與窄溝道效應(yīng)對MOSFET器件閾值電壓的影響MOSFET器件的各種擊穿模式，擊穿電壓的影響因素“半導(dǎo)體物理”半導(dǎo)體物理”部分各章復(fù)習(xí)要點 各章復(fù)習(xí)要點（一）半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵性質(zhì)，半導(dǎo)體中電子狀態(tài)與能帶，

10、電子的運動與有效質(zhì)量，空穴，回旋共振，元素半導(dǎo)體和典型化合物半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)和能帶半導(dǎo)體中電子的運動和有效質(zhì)量本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機構(gòu)空穴的概念回旋共振及其實驗結(jié)果Si、Ge和典型化合物半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)（二）半導(dǎo)體中雜志和缺陷能級元素半導(dǎo)體中的雜質(zhì)能級，化合物半導(dǎo)體中的雜質(zhì)能級、位錯和缺陷能級。Si和Ge晶體中的雜質(zhì)能級雜質(zhì)的補償作用深能級雜質(zhì)-族化合物半導(dǎo)體中的雜質(zhì)能級等電子雜質(zhì)與等電子陷阱半導(dǎo)體中的缺陷與位錯能級（三）半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計分布狀態(tài)密度，F(xiàn)ermi能級，載流子統(tǒng)計分布，本征和雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度，補償半導(dǎo)體的載流子濃度，簡并半導(dǎo)體狀態(tài)密度的定義與計算費米能級

11、和載流子的統(tǒng)計分布本征半導(dǎo)體的載流子濃度雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度雜質(zhì)補償半導(dǎo)體的載流子濃度簡并半導(dǎo)體及其載流子濃度、簡并化條件、簡并半導(dǎo)體的特點與雜質(zhì)帶導(dǎo)電 載流子濃度的分析計算方法及其影響載流子濃度的因素（四）半導(dǎo)體的導(dǎo)電性載流子的漂移運動，遷移率，載流子的散射，遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系，電阻率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系，強場效應(yīng)與熱載流子載流子漂移運動遷移率載流子散射半導(dǎo)體中的各種散射機制遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系電阻率及其與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系強電場下的效應(yīng)高場疇區(qū)與Gunn效應(yīng)；（五）非平衡載流子非平衡載流子的產(chǎn)生與復(fù)合，非平衡載流子壽命，準(zhǔn)費米能級，復(fù)合理論，陷阱效應(yīng)，非平衡載流子載流子的擴散與漂移，愛因斯坦關(guān)系，連續(xù)性方程。非平衡載流子的注入與復(fù)合準(zhǔn)費米能級非平衡載流子的壽命復(fù)合理論陷阱效應(yīng)載流子的擴散運動載流子的漂移運動Einstein關(guān)系連續(xù)性方程的建立及其應(yīng)用三、 試卷結(jié)構(gòu)與考試方式1、題型結(jié)構(gòu)：名詞解釋、簡答題、問答題、計算題、判斷題、繪圖題等。試卷滿分為150分