說課稿-半導(dǎo)體器件

說課稿-半導(dǎo)體器件第一篇：說課稿-半導(dǎo)體器件尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位老師下午好，我今天說課的題目是：平衡PN結(jié)一、分析教材首先我對本節(jié)的教材內(nèi)容進(jìn)行分析：《半導(dǎo)體器件物理》是應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)的一門重要專業(yè)方向課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠結(jié)合各種半導(dǎo)體的物理效應(yīng)掌握常用和特殊半導(dǎo)體器件的工作原理，從物理角度深入了解各種半導(dǎo)體器件的基本規(guī)律。PN結(jié)是構(gòu)成各類半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)，如雙極型晶體管、結(jié)型場效應(yīng)晶體管、可控硅等，都是由PN結(jié)構(gòu)成的。PN結(jié)的性質(zhì)集中反映了半導(dǎo)體導(dǎo)電性能的特點(diǎn)，如存在兩種載流子、載流子有漂移運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)、產(chǎn)生與復(fù)合三種基本運(yùn)動(dòng)形式等。獲得在本課程領(lǐng)域內(nèi)分析和處理一些最基本問題的初步能力，為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和獨(dú)立解決實(shí)際工作中的有關(guān)問題奠定一定的基礎(chǔ)。根據(jù)以上分析，結(jié)合本節(jié)教學(xué)要求，再聯(lián)系學(xué)生實(shí)際，我確立了以下教學(xué)目標(biāo)：1、知識(shí)目標(biāo)(1)了解PN結(jié)的結(jié)構(gòu)、制備方法；(2)掌握平衡PN結(jié)的空間電荷區(qū)和能帶圖；(3)掌握平衡PN結(jié)的載流子濃度分布。2、能力目標(biāo)(1)通過典型圖例，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察和認(rèn)識(shí)PN結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察現(xiàn)象、分析問題以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力；(2)指導(dǎo)學(xué)生自己分析，借助教材和圖例，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及通過實(shí)驗(yàn)研究問題的習(xí)慣；3、情感目標(biāo)(1)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)半導(dǎo)體器件物理的興趣，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生對本專業(yè)熱愛的激情；(2)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度?？紤]到一方面學(xué)生的文化基礎(chǔ)比較薄弱，綜合解決問題的能力有待提高，另一方面，對于高職類學(xué)校的學(xué)生而言，要求有較強(qiáng)的動(dòng)手能力，我把教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)設(shè)置如下：1、教學(xué)重點(diǎn)平衡p–n結(jié)空間電荷區(qū)的形成；平衡p–n結(jié)的能帶圖2、教學(xué)難點(diǎn)平衡p–n結(jié)中載流子的分布二、說教法興趣是推動(dòng)學(xué)生求知欲的強(qiáng)大動(dòng)力，在教學(xué)中把握學(xué)生好奇心的特點(diǎn)至關(guān)重要。另一方面，在教學(xué)課堂中，不僅要求傳授書本的理論知識(shí)，更要注重培養(yǎng)學(xué)生的思維判斷能力、依據(jù)理論解決實(shí)際問題的能力以及自學(xué)探索的能力。據(jù)此，我準(zhǔn)備以演示法和引導(dǎo)式教學(xué)為主，遵循學(xué)生為學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的原則，通過講授理論知識(shí)，使學(xué)生獲得必要的感性認(rèn)識(shí)，讓疑問激起他們的學(xué)習(xí)研究興趣，然后再引導(dǎo)學(xué)生掌握必要的基礎(chǔ)知識(shí)，最后在開放的課堂上提供學(xué)生進(jìn)一步研究的機(jī)會(huì)，滿足他們的好奇心，開發(fā)他們的創(chuàng)新潛力。三、說學(xué)法學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，教學(xué)活動(dòng)中要注意學(xué)生學(xué)法的指導(dǎo)，使學(xué)生從“學(xué)會(huì)”轉(zhuǎn)化為“會(huì)學(xué)”。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，本節(jié)采用觀察、分析的學(xué)習(xí)方法，在做好演示圖例的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生合作討論，進(jìn)而獲取知識(shí)。另外，在教學(xué)過程中，我還會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用探究性的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)、探究、解決問題的能力。四、說教學(xué)過程為了完成教學(xué)目標(biāo)，解決教學(xué)重點(diǎn)，突破教學(xué)難點(diǎn)，課堂教學(xué)我準(zhǔn)備按以下幾個(gè)環(huán)節(jié)展開：1、新課導(dǎo)入通過半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，分析了P型和N型半導(dǎo)體中的載流子濃度分布和運(yùn)動(dòng)情況，如果將P型和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，在二者的交界處就形成了PN結(jié)。首先學(xué)習(xí)PN結(jié)。引出問題：什么是PN結(jié)？設(shè)計(jì)意圖：通過問題的提出，引導(dǎo)學(xué)生形成對所學(xué)事物的輪廓，豐富他們的感性認(rèn)識(shí)，吸引學(xué)生的注意力和好奇心。2、講解新課通過講解在本征半導(dǎo)體中參入不同雜質(zhì)，引出半導(dǎo)體的一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)：PN結(jié)。(1)講解PN結(jié)用圖示演示PN結(jié)的基本結(jié)構(gòu)，兩種不同類型的半導(dǎo)體：P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體。為了加深學(xué)生的理解，可以采用情景教學(xué)的方式，讓學(xué)生在輕松有趣的互動(dòng)游戲中掌握枯燥的概念。(2)平衡PN結(jié)的空間電荷區(qū)和能帶圖通過圖例展示，教師講解平衡PN結(jié)空間電荷區(qū)的形成和能帶圖，然后讓學(xué)生復(fù)述，傾聽學(xué)生自己的理解，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析，講解各名詞的概念：擴(kuò)散、漂移、空間電荷區(qū)、自建電場、勢壘、勢壘區(qū)。(3)平衡PN結(jié)的接觸電勢差由此，也進(jìn)一步引出N區(qū)和P區(qū)之間存在電勢差，稱為PN結(jié)的接觸電勢差。給出n區(qū)電子濃度、p區(qū)空穴濃度的公式，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)接觸電勢差。(4)平衡PN結(jié)的載流子濃度分布通過圖示回顧上課過程中提到的空間電荷區(qū)、自建電場、擴(kuò)散、漂移、載流子的耗盡等概念，總結(jié)平衡PN結(jié)的載流子濃度分布并給出示意圖。3、歸納總結(jié)，布置作業(yè)設(shè)計(jì)問題，由學(xué)生回答問題,通過設(shè)問回答補(bǔ)充的方式小結(jié)，學(xué)生自主回答三個(gè)問題，教師關(guān)注全體學(xué)生對本節(jié)課知識(shí)的掌握程度，學(xué)生是否愿意表達(dá)自己的觀點(diǎn)。(1)什么是PN結(jié)？(2)PN結(jié)的制備方法有哪些？(3)平衡PN結(jié)的空間電荷區(qū)是如何形成的？(4)平衡PN結(jié)的能帶圖中費(fèi)米能級的作用？(5)平衡PN結(jié)接觸電勢差的推導(dǎo)過程？設(shè)計(jì)意圖：通過提問方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小結(jié)，養(yǎng)成學(xué)習(xí)——總結(jié)——再學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，發(fā)揮自我評價(jià)作用，同時(shí)可培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力。作業(yè)分層要求，做到面向全體學(xué)生，給基礎(chǔ)好的學(xué)生充分的空間，滿足他們的求知欲。五、板書設(shè)計(jì)采用三欄式以上，我從教材、教法、學(xué)法、教學(xué)過程和板書設(shè)計(jì)五個(gè)方面對本課進(jìn)行了說明，我的說課到此結(jié)束，謝謝各位評委老師。第二篇：半導(dǎo)體二極管說課稿《半導(dǎo)體二極管》說課稿寧遠(yuǎn)縣職業(yè)中專學(xué)校何紹斌一、教材分析本節(jié)教材選自高等教育出版社《電子技術(shù)基礎(chǔ)》中第一章第一節(jié)“半導(dǎo)體二極管”。本節(jié)內(nèi)容是介紹和驗(yàn)證二極管的單向?qū)щ娞匦约胺蔡匦?。這些知識(shí)不僅是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電子技術(shù)的基礎(chǔ)，而且在生產(chǎn)和生活中也起著舉足輕重的作用。二、學(xué)情分析本課程面向的是剛進(jìn)入職業(yè)中專的初中畢業(yè)生，基礎(chǔ)知識(shí)比較薄弱，理論學(xué)習(xí)興趣不高，不過，學(xué)生的動(dòng)手能力比較強(qiáng)，喜歡實(shí)際操作。在學(xué)習(xí)本課之前學(xué)生已經(jīng)掌握了“半導(dǎo)體”的一些基本知識(shí)如：載流子、PN結(jié)及PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦缘?。三、教學(xué)目標(biāo)針對學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)知水平，結(jié)合教材，本著面向全體、使學(xué)生全面主動(dòng)發(fā)展的原則，確定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)如下：知識(shí)目標(biāo)：1.了解二極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)、主要參數(shù)2.掌握二極管的單向?qū)щ娞匦约胺蔡匦阅芰δ繕?biāo)：1.培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力2.培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、歸納總結(jié)能力情感目標(biāo)：1.培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)2.增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的信心四、重點(diǎn)與難點(diǎn)通過對教材分析和實(shí)際應(yīng)用，確定教學(xué)重點(diǎn)為“二極管單向?qū)щ娦浴保浑y點(diǎn)為“二極管的伏安特性”。五、教法、學(xué)法分析在本節(jié)課中，我努力做到教法與學(xué)法的辯證統(tǒng)一，既重視教法的使用，也加強(qiáng)學(xué)法的指導(dǎo)。教法：依據(jù)本節(jié)教材的內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)，考慮到技校學(xué)生已經(jīng)具有一定的思維能力，主要突出能力目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。采取情境教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、探究教學(xué)、多媒體演示等教學(xué)方法，把主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，使學(xué)生主動(dòng)參與到課堂中來。學(xué)法：引導(dǎo)學(xué)生采用自主學(xué)習(xí)法、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、分析討論、歸納總結(jié)等學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)口、動(dòng)手、動(dòng)腦和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛。六、教學(xué)過程我把這節(jié)課分為四個(gè)階段：引入新知、探究新知、總結(jié)新知、拓展新知。（一）引入新知在本節(jié)課中，我利用電子元件在日常生活中的應(yīng)用（電器指示燈、紅綠燈、玩具彩燈等）引出本課的內(nèi)容——半導(dǎo)體二極管。這樣會(huì)讓學(xué)生感覺到二極管在生活中的重要性，激發(fā)學(xué)生探究新知的欲望。（二）探究新知1.激發(fā)興趣，自主學(xué)習(xí)展示玩具、二極管的實(shí)物圖，介紹二極管結(jié)構(gòu)、符號(hào)。讓學(xué)生自己預(yù)習(xí)，回答以下問題：半導(dǎo)體二極管有哪些性質(zhì)？這個(gè)過程是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程，讓學(xué)生初步體驗(yàn)到成功的樂趣，既增強(qiáng)了自信又延續(xù)了學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生逐漸養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣。2.提出問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)通過預(yù)習(xí)學(xué)生已經(jīng)知道二極管具有單向?qū)щ娞匦?。但如何?yàn)證，成為問題的關(guān)鍵。由教師給出實(shí)驗(yàn)器材，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)“驗(yàn)證二極管單向?qū)щ娞匦浴钡碾娐穲D，學(xué)生會(huì)很快的設(shè)計(jì)出來。這個(gè)過程注重學(xué)生的主動(dòng)參與、教師的積極引導(dǎo)，分層次、分階段逐步培養(yǎng)學(xué)生分析問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。3.動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，分析總結(jié)1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖。2）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：正向?qū)?，反向截止（同時(shí)用多媒體演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）。這個(gè)過程學(xué)生不是被動(dòng)的接受，而是通過自己動(dòng)手主動(dòng)去驗(yàn)證去學(xué)習(xí)新知，體驗(yàn)深刻，激發(fā)興趣，突出本節(jié)重點(diǎn)。4.師生合作，深入探究此時(shí)有的學(xué)生會(huì)問：“為什么二極管具有單向?qū)щ娞匦浴?？在肯定學(xué)生的基礎(chǔ)上解答：“由二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的；雖然看不見二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但我們可以對反應(yīng)二極管單向?qū)щ娞匦缘奈锢砹窟M(jìn)行定量研究?！奔幢竟?jié)核心問題：“二極管的伏安特性？”，也是本節(jié)課的難點(diǎn)。教師引導(dǎo)學(xué)生在原有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)新電路，一起研究二極管電壓和電流的關(guān)系。教師和學(xué)生一起動(dòng)手做“研究二極管電壓電流關(guān)系”的演示實(shí)驗(yàn)，邊做邊指導(dǎo)學(xué)生讀數(shù)并讓學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；根據(jù)數(shù)據(jù)一起做練習(xí)：繪制出“二極管伏安特性曲線”；利用多媒體課件具體分析“二極管伏安特性曲線”的特點(diǎn)，并介紹二極管的主要參數(shù)。這個(gè)過程重在強(qiáng)化“實(shí)驗(yàn)―記錄數(shù)據(jù)―分析數(shù)據(jù)―總結(jié)規(guī)律”的研究方法，并改變以往演示實(shí)驗(yàn)的做法，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位。教師引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)腦設(shè)計(jì)、親自操作、相互交流、歸納總結(jié)，使學(xué)生既學(xué)習(xí)知識(shí)又鍛煉能力，愛學(xué)更會(huì)學(xué)。5.突破難點(diǎn)，得出結(jié)論用多媒體動(dòng)畫再次深化本節(jié)核心問題。綜上所述：二極管的伏安特性即電壓和電流的關(guān)系。歸納總結(jié)得出的結(jié)論，用多媒體形象、直觀的進(jìn)行深化，符合思維的連貫和學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律，使學(xué)生對知識(shí)的印象更加深刻。達(dá)到突破本節(jié)難點(diǎn)的目的。（三）總結(jié)新知1.半導(dǎo)體二極管的概念、符號(hào)。2.半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦浴?.半導(dǎo)體二極管的伏安特性。使同學(xué)們鞏固本節(jié)課所學(xué)新知。布置本節(jié)作業(yè)，保證下節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的順利進(jìn)行。（四）拓展新知至此，教學(xué)內(nèi)容已講授完畢，根據(jù)學(xué)生的情況，繼續(xù)引導(dǎo)同學(xué)們思考：什么是LED”，讓學(xué)生課下利用網(wǎng)絡(luò)查找。一方面為下一節(jié)課學(xué)習(xí)作好鋪墊，一方面也有利于學(xué)生形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)。七、板書設(shè)計(jì)半導(dǎo)體二極管一、二極管的基本知識(shí)：1.二極管的概念2.二極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)二、二極管的伏安特性曲線：1.經(jīng)過原點(diǎn)2.正向特性3.反向特性第三篇：常用半導(dǎo)體器件教案第一章常用半導(dǎo)體器件1.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)1.1.1本征半導(dǎo)體一、半導(dǎo)體1．概念：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間。2．本征半導(dǎo)體：純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。二、本征半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)（圖1.1.1）1．晶格：晶體中的原子在空間形成排列整齊的點(diǎn)陣。2．共價(jià)鍵三、本征半導(dǎo)體中的兩種載流子（圖1.1.2）1．本征激發(fā)：在熱激發(fā)下產(chǎn)生自由電子和空穴對的現(xiàn)象。2．空穴：講解其導(dǎo)電方式；3．自由電子4．復(fù)合：自由電子與空穴相遇，相互消失。5．載流子：運(yùn)載電荷的粒子。四、本征半導(dǎo)體中載流子的濃度1．動(dòng)態(tài)平衡：載流子濃度在一定溫度下，保持一定。2．載流子濃度公式：nipiK1T3/2eEGO/(2kT)自由電子、空穴濃度（cm5－3），T為熱力學(xué)溫度，k為波耳茲曼常數(shù)（8.6310eV/K），EGO為熱力學(xué)零度時(shí)破壞共價(jià)鍵所需的能量（eV），又稱禁帶寬度，K1是與半導(dǎo)體材料載流子有效質(zhì)量、有效能級密度有關(guān)的常量。1.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體一、概念：通過擴(kuò)散工藝，摻入了少量合適的雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體。二、N型半導(dǎo)體（圖1.1.3）1．形成：摻入少量的磷。2．多數(shù)載流子：自由電子3．少數(shù)載流子：空穴4．施主原子：提供電子的雜質(zhì)原子。三、P型半導(dǎo)體（圖1.1.4）1．形成：摻入少量的硼。2．多數(shù)載流子：空穴3．少數(shù)載流子：自由電子4．受主原子：雜質(zhì)原子中的空穴吸收電子。5．濃度：多子濃度近似等于所摻雜原子的濃度，而少子的濃度低，由本征激發(fā)形成，對溫度敏感，影響半導(dǎo)體的性能。1.1.3PN結(jié)一、PN結(jié)的形成（圖1.1.5）1．?dāng)U散運(yùn)動(dòng)：多子從濃度高的地方向濃度低的地方運(yùn)動(dòng)。2．空間電荷區(qū)、耗盡層（忽視其中載流子的存在）3．漂移運(yùn)動(dòng)：少子在電場力的作用下的運(yùn)動(dòng)。在一定條件下，其與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)平衡。4．對稱結(jié)、不對稱結(jié)：外部特性相同。二、PN結(jié)的單向?qū)щ娦?．PN結(jié)外加正向電壓：導(dǎo)通狀態(tài)（圖1.1.6）正向接法、正向偏置，電阻R的作用。（解釋為什么Uho與PN結(jié)導(dǎo)通時(shí)所表現(xiàn)的外部電壓相反：PN結(jié)的外部電壓為U即平時(shí)的0.7V，而內(nèi)電場的電壓并不對PN結(jié)的外部電壓產(chǎn)生影響。）2．PN結(jié)外加反向電壓：截止?fàn)顟B(tài)（圖1.1.7）反向電壓、反向偏置、反向接法。形成漂移電流。三、PN結(jié)的電流方程1．方程（表明PN結(jié)所加端電壓u與流過它的電流i的關(guān)系）：iIS(euUT1)UTkTq為電子的電量。q2．平衡狀態(tài)下載流子濃度與內(nèi)電場場強(qiáng)的關(guān)系：3．PN結(jié)電流方程分析中的條件：4．外加電壓時(shí)PN結(jié)電流與電壓的關(guān)系：四、PN結(jié)的伏安特性（圖1.1.10）1．正向特性、反向特性2．反向擊穿：齊納擊穿（高摻雜、耗盡層薄、形成很強(qiáng)電場、直接破壞共價(jià)鍵）、雪崩擊穿（低摻雜、耗盡層較寬、少子加速漂移、碰撞）。五、PN結(jié)的電容效應(yīng)1．勢壘電容：（圖1.1.11）耗盡層寬窄變化所等效的電容，Cb（電荷量隨外加電壓而增多或減少，這種現(xiàn)象與電容器的充放電過程相同）。與結(jié)面積、耗盡層寬度、半導(dǎo)體介電常數(shù)及外加電壓有關(guān)。2．?dāng)U散電容：（圖1.1.12）（1）平衡少子：PN結(jié)處于平衡狀態(tài)時(shí)的少子。（2）非平衡少子：PN結(jié)處于正向偏置時(shí)，從P區(qū)擴(kuò)散到N區(qū)的空穴和從N區(qū)擴(kuò)散到P區(qū)的自由電子。（3）濃度梯度形成擴(kuò)散電流，外加正向電壓增大，濃度梯度增大，正向電流增大。（4）擴(kuò)散電容：擴(kuò)散區(qū)內(nèi)，電荷的積累和釋放過程與電容器充放電過程相同。i越大、τ越大、UT越小，Cd就越大。（5）結(jié)電容CjCbCdpF級，對于低頻忽略不計(jì)。1.2半導(dǎo)體二極管（幾種外形）（圖1.2.1）1.2.1半導(dǎo)體二極管的幾種常見結(jié)構(gòu)（圖1.2.2）一、點(diǎn)接觸型：電流小、結(jié)電容小、工作頻率高。二、面接觸型：合金工藝，結(jié)電容大、電流大、工作頻率低，整流管。三、平面型：擴(kuò)散工藝，結(jié)面積可大可小。四、符號(hào)1.2.2二極管的伏安特性一、二極管的伏安特性1．二極管和PN結(jié)伏安特性的區(qū)別：存在體電阻及引線電阻，相同端電壓下，電流??；存在表面漏電流，反向電流大。2．伏安特性：開啟電壓（使二極管開始導(dǎo)通的臨界電壓）（圖1.2.3）二、溫度對二極管方案特性的影響1．溫度升高時(shí)，正向特性曲線向左移，反向特性曲線向下移。2．室溫時(shí)，每升高1度，正向壓降減小2～2.5mV；每升高10度，反向電流增大一倍。1.2.3二極管的主要參數(shù)一、最大整流電流IF：長期運(yùn)行時(shí)，允許通過的最大正向平均電流。二、最高反向工作電壓UR：工作時(shí)，所允許外加的最大反向電壓，通常為擊穿電壓的一半。三、反向電流IR：未擊穿時(shí)的反向電流。越小，單向?qū)щ娦栽胶?；此值對溫度敏感。四、最高工作頻率fM：上限頻率，超過此值，結(jié)電容不能忽略。1.2.4二極管的等效電路一、二極管的等效電路：在一定條件下，能夠模擬二極管特性的由線性元件所構(gòu)成的電路。一種建立在器件物理原理的基礎(chǔ)上（復(fù)雜、適用范圍寬），另一種根據(jù)器件外特性而構(gòu)造（簡單、用于近似分析）。二、由伏安特性折線化得到的等效電路：（圖1.2.4）1．理想二極管：注意符號(hào)2．正向?qū)〞r(shí)端電壓為常量3．正向?qū)〞r(shí)端電壓與電流成線性關(guān)系4．例1（圖1.2.5）三種不同等效分析：（1）V遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于UD，（2）UD變化范圍很小，(3)接近實(shí)際情況。5．例2（圖1.2.6）三、二極管的微變等效電路（圖1.2.7）（圖1.2.8）（圖1.2.9）動(dòng)態(tài)電阻的公式推倒：1.2.5穩(wěn)壓二極管一、概念：一種由硅材料制成的面接觸型晶體二極管，其可以工作在反向擊穿狀態(tài)，在一定電流范圍內(nèi)，端電壓幾乎不變。二、穩(wěn)壓管的伏安特性：（圖1.2.10）三、穩(wěn)壓管的主要參數(shù)1．穩(wěn)定電壓UZ：反向擊穿電壓，具有分散性。2．穩(wěn)定電流IZ：穩(wěn)壓工作的最小電流。3．額定功耗PZM：穩(wěn)定電壓與最大穩(wěn)定電流的乘積。4．動(dòng)態(tài)電阻rZ：穩(wěn)壓區(qū)的動(dòng)態(tài)等效電阻。5．溫度系數(shù)α：溫度每變化1度，穩(wěn)壓值的變化量。小于4V為齊納擊穿，負(fù)溫度系數(shù)；大于7V為雪崩擊穿，正溫度系數(shù)。四、例（圖1.2.11）1.2.6其他類型二極管一、發(fā)光二極管（圖1.2.12）可見光、不可見光、激光；紅、綠、黃、橙等；開啟電壓大。二、光電二極管（圖1.2.13）遠(yuǎn)紅外接受管，伏安特性（圖1.2.14）光電流（光電二極管在反壓下，受到光照而產(chǎn)生的電流）與光照度成線性關(guān)系。三、例（圖1.2.15）1.3雙極型晶體管雙極型晶體管（BJT:BipolarJunctionTransistor）幾種晶體管的常見外形（圖1.3.1）1.3.1晶體管的結(jié)構(gòu)及類型（圖1.3.2）一、構(gòu)成方式：同一個(gè)硅片上制造出三個(gè)摻雜區(qū)域，并形成兩個(gè)PN結(jié)。二、結(jié)構(gòu)：1．三個(gè)區(qū)域：基區(qū)（薄且摻雜濃度很低）、發(fā)射區(qū)（摻雜濃度很高）、集電區(qū)（結(jié)面積大）；2．三個(gè)電極：基極、發(fā)射極、集電極；3．兩個(gè)PN結(jié)：集電結(jié)、發(fā)射結(jié)。三、分類及符號(hào)：PNP、NPN1.3.2晶體管的電流放大作用一、放大：把微弱信號(hào)進(jìn)行能量的放大，晶體管是放大電路的核心元件，控制能量的轉(zhuǎn)換，將輸入的微小變化不失真地放大輸出，放大的對象是變化量。二、基本共射放大電路（圖1.3.3）1．輸入回路：輸入信號(hào)所接入的基極－發(fā)射極回路；2．輸出回路：放大后的輸出信號(hào)所在的集電極－發(fā)射極回路；3．共射放大電路：發(fā)射極是兩個(gè)回路的公共端；4．放大條件：發(fā)射結(jié)正偏且集電結(jié)反偏；5．放大作用：小的基極電流控制大的集電極電流。三、晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)（圖1.3.4）分析條件uI01．發(fā)射結(jié)加正向電壓，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成發(fā)射極電流IE，空穴電流IEP由于基區(qū)摻雜濃度很低，可以忽略不計(jì)；IEIENIEP2．?dāng)U散到基區(qū)的自由電子與空穴的復(fù)合運(yùn)動(dòng)形成電流IBN；3．集電結(jié)加反向電壓，漂移運(yùn)動(dòng)形成集電極電流IC，其中非平衡少子的漂移形成ICN，平衡少子形成ICBO。ICBO4．晶體管的電流分配關(guān)系：ICICNICBO，IBIBNIEPICBOIB，IEIBIC四、晶體管的共射電流放大系數(shù)1．共射直流電流放大系數(shù)：ICNICICBOIBIBICBO2．穿透電流ICEO：ICIB(1)ICBOIBICEO基極開路時(shí)，集電極與發(fā)射極之間的電流；3．集電結(jié)反向飽和電流ICBO：發(fā)射極開路時(shí)的IB電流；4．近似公式：ICIB，IE(1)IB5．共射交流電流放大系數(shù)：當(dāng)有輸入動(dòng)態(tài)信號(hào)時(shí)，iciB6．交直流放大系數(shù)之間的近似：若在動(dòng)態(tài)信號(hào)作用時(shí)，交流放大系數(shù)基本不變，則有iCICiCIBICEOiB(IBiB)ICEO因?yàn)橹绷鞣糯笙禂?shù)在線性區(qū)幾乎不變，可以把動(dòng)態(tài)部分看成是直流大小的變化，忽略穿透電流，有：，放大系數(shù)一般取幾十至一百多倍的管子，太小放大能力不強(qiáng)，太大性能不穩(wěn)定；7．共基直流電流放大系數(shù)：ICN，，1IE1iC，iE8．共基交流電流放大系數(shù)：1.3.3晶體管的共射特性曲線一、輸入特性曲線（圖1.3.5）iBf(uBE)u的能力有關(guān)。二、輸出特性曲線（圖1.3.6）iCf(uCE)IB常數(shù)CE常數(shù)，解釋曲線右移原因，與集電區(qū)收集電子（解釋放大區(qū)曲線幾乎平行于橫軸的原因）1．截止區(qū)：發(fā)射結(jié)電壓小于開啟電壓，集電結(jié)反偏，穿透電流硅1uA，鍺幾十uA；2．放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，iB和iC成比例；3．飽和區(qū)：雙結(jié)正偏，iB和iC不成比例，臨界飽和或臨界放大狀態(tài)（uCB0）。1.3.4晶體管的主要參數(shù)一、直流參數(shù)1．共射直流電流系數(shù)2．共基直流電流放大系數(shù)3．極間反向電流ICBO二、交流參數(shù)1．共射交流電流放大系數(shù)2．共基交流電流放大系數(shù)3．特征頻率fT：使下降到1的信號(hào)頻率。三、極限參數(shù)（圖1.3.7）1．最大集電極耗散功率PCM；2．最大集電極電流ICM：使明顯減小的集電極電流值；3．極間反向擊穿電壓：晶體管的某一電極開路時(shí)，另外兩個(gè)電極間所允許加的最高反向電壓，UCBO幾十伏到上千伏、UCEO、UEBO幾伏以下。UCBOUCEXUCESUCERUCEO1.3.5溫度對晶體管特性及參數(shù)的影響一、溫度對ICBO影響：每升高10度，電流增加一倍，硅管的ICBO要小一些。二、溫度對輸入特性的影響：（圖1.3.8）與二極管伏安特性相似。溫度升高時(shí)，正向特性曲線向左移，反向特性曲線向下移，室溫時(shí)，每升高1度，發(fā)射結(jié)正向壓降減小2～2.5mV。三、溫度對輸出特性的影響：（圖1.3.9）溫度升高變大。四、兩個(gè)例題1.3.6光電三極管一、構(gòu)造：（圖1.3.10）二、光電三極管的輸出特性曲線與普通三極管類似（圖1.3.11）三、暗電流：ICEO無光照時(shí)的集電極電流，比光電二極管的大，且每上升25度，電流上升10倍；四、光電流：有光照時(shí)的集電極電流。1.4場效應(yīng)管1.4.1結(jié)型場效應(yīng)管1.4.2絕緣柵型場效應(yīng)管一、N溝道增強(qiáng)型MOS管（圖1.4.7）1．結(jié)構(gòu)：襯底低摻雜P，擴(kuò)散高摻雜N區(qū)，金屬鋁作為柵極；2．工作原理：(1)柵源不加電壓，不會(huì)有電流；(2)（圖1.4.8）uDS0且uGS0時(shí)，柵極電流為零，形成耗盡層；加大電壓，形成反型層（導(dǎo)電溝道）；開啟電壓UGS(th)；(3)（圖1.4.9）uGSUGS(th)為一定值時(shí)，加大uDS，iD線性增大；但uDS的壓降均勻地降落在溝道上，使得溝道沿源－漏方向逐漸變窄；當(dāng)uGD＝UGS(th)時(shí)，為預(yù)夾斷；之后，uDS增大的部分幾乎全部用于克服夾斷區(qū)對漏極電流的阻力，此時(shí)，對應(yīng)不同的uGS就有不同的iD，從而可以將iD看為電壓uGSiD出現(xiàn)恒流?？刂频碾娏髟础?．特性曲線與電流方程：(1)特性曲線：（圖1.4.10）轉(zhuǎn)移特性、輸出特性；u(2)電流方程：iDIDOGS1UGS(th)二、N溝道耗盡型MOS管（圖1.4.10）1．結(jié)構(gòu)：絕緣層加入大量的正離子，直接形成反型層；2．符號(hào)三、P溝道MOS管：漏源之間加負(fù)壓四、VMOS管21.4.3場效應(yīng)管的主要參數(shù)一、直流參數(shù)1．開啟電壓UGS(th)：是UDS一定時(shí)，使iD大于零所需的最小UGS值；2．夾斷電壓UGS(off)：是UDS一定時(shí)，使iD為規(guī)定的微小電流時(shí)的uGS；3．飽和漏極電流IDSS：對于耗盡型管，在UGS＝0情況下，產(chǎn)生預(yù)夾斷時(shí)的漏極電流；4．直流輸入電阻RGS(DC)：柵源電壓與柵極電流之比，MOS管大于10。二、交流參數(shù)1．低頻跨導(dǎo)：gm9iDuGSUDS常數(shù)2．極間電容：柵源電容Cgs、柵漏電容Cgd、1～3pF，漏源電容Cds0.1～1pF三、極限參數(shù)1．最大漏極電流IDM：管子正常工作時(shí)，漏極電流的上限值；2．擊穿電壓：漏源擊穿電壓U(BR)DS，柵源擊穿電壓U(BR)GS。3．最大耗散功率PDM：4．安全注意：柵源電容很小，容易產(chǎn)生高壓，避免柵極空懸、保證柵源之間的直流通路。四、例1.4.4場效應(yīng)管與晶體管的比較一、場效應(yīng)管為電壓控制、輸入電阻高、基本不需要輸入電流，晶體管電流控制、需要信號(hào)源提供一定的電流；二、場效應(yīng)管只有多子參與導(dǎo)電、穩(wěn)定性好，晶體管因?yàn)橛猩僮訁⑴c導(dǎo)電，受溫度、輻射等因素影響大；三、場效應(yīng)管噪聲系數(shù)很??；四、場效應(yīng)管漏極、源極可以互換，而晶體管很少這樣；五、場效應(yīng)管比晶體管種類多，靈活性高；六、場效應(yīng)管應(yīng)用更多。1.5單結(jié)晶體管和晶閘管1.6集成電路中的元件第四篇：《半導(dǎo)體器件物理》教學(xué)大綱(精)《半導(dǎo)體器件物理》教學(xué)大綱（2006版）課程編碼：07151022學(xué)時(shí)數(shù)：56一、課程性質(zhì)、目的和要求半導(dǎo)體器件物理課是微電子學(xué)，半導(dǎo)體光電子學(xué)和電子科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)本科生必修的主干專業(yè)基礎(chǔ)課。它的前修課程是固體物理學(xué)和半導(dǎo)體物理學(xué)，后續(xù)課程是半導(dǎo)體集成電路等專業(yè)課，是國家重點(diǎn)學(xué)科微電子學(xué)與固體電子學(xué)碩士研究生入學(xué)考試專業(yè)課。本課程的教學(xué)目的和要求是使學(xué)生掌握半導(dǎo)體器件的基本結(jié)構(gòu)、物理原理和特性，熟悉半導(dǎo)體器件的主要工藝技術(shù)及其對器件性能的影響，了解現(xiàn)代半導(dǎo)體器件的發(fā)展過程和發(fā)展趨勢，對典型的新器件和新的工藝技術(shù)有所了解，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)課打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。二、教學(xué)內(nèi)容、要點(diǎn)和課時(shí)安排第一章半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)（復(fù)習(xí)）（2學(xué)時(shí)）第二節(jié)載流子的統(tǒng)計(jì)分布一、能帶中的電子和空穴濃度二、本征半導(dǎo)體三、只有一種雜質(zhì)的半導(dǎo)體四、雜質(zhì)補(bǔ)償半導(dǎo)體第三節(jié)簡并半導(dǎo)體一、載流子濃度二、發(fā)生簡并化的條件第四節(jié)載流子的散射一、格波與聲子二、載流子散射三、平均自由時(shí)間與弛豫時(shí)間四、散射機(jī)構(gòu)第五節(jié)載流子的輸運(yùn)一、漂移運(yùn)動(dòng)遷移率電導(dǎo)率二、擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散電流三、流密度和電流密度四、非均勻半導(dǎo)體中的自建場第六節(jié)非平衡載流子一、非平衡載流子的產(chǎn)生與復(fù)合二、準(zhǔn)費(fèi)米能級和修正歐姆定律三、復(fù)合機(jī)制四、半導(dǎo)體中的基本控制方程：連續(xù)性方程和泊松方程第二章PN結(jié)（12學(xué)時(shí)）第一節(jié)熱平衡PN結(jié)一、PN結(jié)的概念：同質(zhì)結(jié)、異質(zhì)結(jié)、同型結(jié)、異型結(jié)、金屬－半導(dǎo)體結(jié)突變結(jié)、緩變結(jié)、線性緩變結(jié)二、硅PN結(jié)平面工藝流程（多媒體演示圖2.1）三、空間電荷區(qū)、內(nèi)建電場與電勢四、采用費(fèi)米能級和載流子漂移與擴(kuò)散的觀點(diǎn)解釋PN結(jié)空間電荷區(qū)形成的過程五、利用熱平衡時(shí)載流子濃度分布與自建電勢的關(guān)系求中性區(qū)電勢及PN結(jié)空間電荷區(qū)兩側(cè)的內(nèi)建電勢差六、解poisson’sEq求突變結(jié)空間電荷區(qū)內(nèi)電場分布、電勢分布、內(nèi)建電勢差和空間電荷區(qū)寬度（利用耗盡近似）第二節(jié)加偏壓的PN結(jié)一、畫出熱平衡和正、反偏壓下PN結(jié)的能帶圖，定性說明PN結(jié)的單向?qū)щ娦远?、?dǎo)出空間電荷區(qū)邊界處少子的邊界條件，解釋PN結(jié)的正向注入和反向抽取現(xiàn)象第三節(jié)理想PN結(jié)的直流電流-電壓特性一、解擴(kuò)散方程導(dǎo)出理想PN結(jié)穩(wěn)態(tài)少子分布表達(dá)式，電流分布表達(dá)式，電流－電壓關(guān)系二、說明理想PN結(jié)中反向電流產(chǎn)生的機(jī)制（擴(kuò)散區(qū)內(nèi)熱產(chǎn)生載流子電流）第四節(jié)空間電荷區(qū)的復(fù)合電流和產(chǎn)生電流一、復(fù)合電流二、產(chǎn)生電流第五節(jié)隧道電流一、隧道電流產(chǎn)生的條件二、隧道二極管的基本性質(zhì)（多媒體演示Fig2.12）第六節(jié)IV特性的溫度依賴關(guān)系一、反向飽和電流和溫度的關(guān)系二、IV特性的溫度依賴關(guān)系第七節(jié)耗盡層電容，求雜質(zhì)分布和變?nèi)荻O管一、PN結(jié)C-V特性二、過渡電容的概念及相關(guān)公式推導(dǎo)求雜質(zhì)分布的程序（多媒體演示Fig2.19）三、變?nèi)荻O管第八節(jié)小訊號(hào)交流分析一、交流小信號(hào)條件下求解連續(xù)性方程，導(dǎo)出少子分布，電流分布和總電流公式二、擴(kuò)散電容與交流導(dǎo)納三、交流小信號(hào)等效電路第九節(jié)電荷貯存和反響瞬變一、反向瞬變及電荷貯存效應(yīng)二、利用電荷控制方程求解s三、階躍恢復(fù)二極管基本理論第十節(jié)P-Ｎ結(jié)擊穿一、PN結(jié)擊穿二、兩種擊穿機(jī)制，PN結(jié)雪崩擊穿基本理論的推導(dǎo)三、計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算例題2－3及相關(guān)習(xí)題第三章雙極結(jié)型晶體管（10學(xué)時(shí)）第一節(jié)雙極結(jié)型晶體管的結(jié)構(gòu)一、了解晶體管發(fā)展的歷史過程二、BJT的基本結(jié)構(gòu)和工藝過程（多媒體圖3.1）概述第二節(jié)基本工作原理一、理想BJT的基本工作原理二、四種工作模式三、放大作用（多媒體Fig3.6）四、電流分量（多媒體Fig3.7）五、電流增益（多媒體Fig3.83.9）第三節(jié)理想雙極結(jié)型晶體管中的電流傳輸一、理想BJT中的電流傳輸：解擴(kuò)散方程求各區(qū)少子分布和電流分布二、正向有源模式三、電流增益～集電極電流關(guān)系第四節(jié)愛拜耳斯-莫爾（EbersMoll）方程一、四種工作模式下少子濃度邊界條件及少子分布二、E-M模型等效電路三、E-M方程推導(dǎo)第五節(jié)緩變基區(qū)晶體管一、基區(qū)雜質(zhì)濃度梯度引起的內(nèi)建電場及對載流子的漂移作用二、少子濃度推導(dǎo)三、電流推導(dǎo)四、基區(qū)輸運(yùn)因子推導(dǎo)第六節(jié)基區(qū)擴(kuò)展電阻和電流集聚一、基區(qū)擴(kuò)展電阻二、電流集聚效應(yīng)第七節(jié)基區(qū)寬度調(diào)變效應(yīng)一、基區(qū)寬度調(diào)變效應(yīng)（EARLY效應(yīng)）二、hFE和ICE0的改變第八節(jié)晶體管的頻率響應(yīng)一、基本概念：小信號(hào)共基極與共射極電流增益（，hfe），共基極截止頻率和共射極截止頻率（Wɑ,W?）,增益－頻率帶寬或稱為特征頻率（WT），二、公式（3－36）、（3－65）和（3－66）的推導(dǎo)三、影響截止頻率的四個(gè)主要因素：τB、τE、τC、τD及相關(guān)推導(dǎo)四、Kirk效應(yīng)第九節(jié)混接型等效電路一、參數(shù)：gm、gbe、CD的推導(dǎo)二、等效電路圖（圖3－23）三、證明公式（3－85）、（3－86）第十節(jié)晶體管的開關(guān)特性一、開關(guān)作用二、影響開關(guān)時(shí)間的四個(gè)主要因素：td、tr、tf、ts三、解電荷控制方程求貯存時(shí)間ts第十一節(jié)擊穿電壓一、兩種擊穿機(jī)制二、計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算：習(xí)題閱讀§3.12、§3.13、§3.14第四章金屬—半導(dǎo)體結(jié)（4學(xué)時(shí)）第一節(jié)肖特基勢壘一、肖特基勢壘的形成二、加偏壓的肖特基勢壘三、M－S結(jié)構(gòu)的C-V特性及其應(yīng)用第二節(jié)界面態(tài)對勢壘高度的影響一、界面態(tài)二、被界面態(tài)鉗制的費(fèi)米能級第三節(jié)鏡像力對勢壘高度的影響一、鏡像力二、肖特基勢壘高度降低第四節(jié)肖特基勢壘二極管的電流電壓特性一、熱電子發(fā)射二、理查德-杜師曼方程第五節(jié)肖特基勢壘二極管的結(jié)構(gòu)一、簡單結(jié)構(gòu)二、金屬搭接結(jié)構(gòu)三、保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)第六節(jié)金屬-絕緣體-半導(dǎo)體肖特基勢壘二極管一、基本結(jié)構(gòu)二、工作原理第七節(jié)肖特基勢壘二極管和PN結(jié)二極管之間的比較一、開啟電壓二、反向電流三、溫度特性第八節(jié)肖特基勢壘二極管的應(yīng)用一、肖特基勢壘檢波器或混頻器二、肖特基勢壘鉗位晶體管第九節(jié)歐姆接觸一、歐姆接觸的定義和應(yīng)用二、形成歐姆接觸的兩種方法第五章結(jié)型場效應(yīng)晶體管和金屬-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（4學(xué)時(shí)）第一節(jié)JFET的基本結(jié)構(gòu)和工作過程一、兩種N溝道JFET二、工作原理第二節(jié)理想JFET的I-V特性一、基本假設(shè)二、夾斷電壓三、I-V特性第三節(jié)靜態(tài)特性一、線性區(qū)二、飽和區(qū)第四節(jié)小信號(hào)參數(shù)和等效電路一、參數(shù)：glgmlgmCG二、JFET小信號(hào)等效電路圖第五節(jié)JFET的截止頻率一、輸入電流和輸出電流二、截止頻率第六節(jié)夾斷后的JFET性能一、溝道長度調(diào)制效應(yīng)二、漏極電阻第七節(jié)金屬-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管一、基本結(jié)構(gòu)二、閾值電壓和夾斷電壓三、I-V特性第八節(jié)JFET和MESFET的類型一、N—溝增強(qiáng)型N—溝耗盡型二、P—溝增強(qiáng)型P—溝耗盡型閱讀§5.8§5.9第六章金屬-氧化物-場效應(yīng)晶體管（10學(xué)時(shí)）第一節(jié)理想MOS結(jié)構(gòu)的表面空間電荷區(qū)一、MOSFET的基本結(jié)構(gòu)（多媒體演示Fig6-1）二、半導(dǎo)體表面空間電荷區(qū)的形成三、利用電磁場邊界條件導(dǎo)出電場與電荷的關(guān)系公式（6－1）四、載流子的積累、耗盡和反型五、載流子濃度表達(dá)式六、三種情況下MOS結(jié)構(gòu)能帶圖七、反型和強(qiáng)反型條件，MOSFET工作的物理基礎(chǔ)第二節(jié)理想MOS電容器一、基本假設(shè)二、C～V特性：積累區(qū)，平帶情況，耗盡區(qū)，反型區(qū)三、溝道電導(dǎo)與閾值電壓：定義公式（6－53）和（6－55）的推導(dǎo)第三節(jié)溝道電導(dǎo)與閾值電壓一、定義二、公式（6－53）和（6－55）的推導(dǎo)第四節(jié)實(shí)際MOS的電容—電壓特性一、M-S功函數(shù)差引起的能帶彎曲以及相應(yīng)的平帶電壓，考慮到M-S功函數(shù)差，MOS結(jié)構(gòu)的能帶圖的畫法二、平帶電壓的概念三、界面電荷與氧化層內(nèi)電荷引起的能帶彎曲以及相應(yīng)的平帶電壓四、四種電荷以及特性平帶電壓的計(jì)算五、實(shí)際MOS的閾值電壓和C～V曲線第五節(jié)MOS場效應(yīng)晶體管一、基本結(jié)構(gòu)和工作原理二、靜態(tài)特性第六節(jié)等效電路和頻率響應(yīng)一、參數(shù)：gdgmrd二、等效電路三、截止頻率第七節(jié)亞閾值區(qū)一、亞閾值概念二、MOSFET的亞閾值概念第九節(jié)MOS場效應(yīng)晶體管的類型一、N—溝增強(qiáng)型N—溝耗盡型二、P—溝增強(qiáng)型P—溝耗盡型第十節(jié)器件尺寸比例MOSFET制造工藝一、P溝道工藝二、N溝道工藝三、硅柵工藝四、離子注入工藝第七章太陽電池和光電二極管（6學(xué)時(shí)）第一節(jié)半導(dǎo)體中光吸收一、兩種光吸收過程二、吸收系數(shù)三、吸收限第二節(jié)PN結(jié)的光生伏打效應(yīng)一、利用能帶分析光電轉(zhuǎn)換的物理過程（多媒體演示）二、光生電動(dòng)勢，開路電壓，短路電流，光生電流（光電流）第三節(jié)太陽電池的I-V特性一、理想太陽電池的等效電路二、根據(jù)等效電路寫出I-V公式，I-V曲線圖（比較：根據(jù)電流分量寫出I-V公式）三、實(shí)際太陽能電池的等效電路四、根據(jù)實(shí)際電池的等效電路寫出I-V公式五、RS對I-V特性的影響第四節(jié)太陽電池的效率一、計(jì)算VmpImpPm二、效率的概念FFVOCIL100%Pin第五節(jié)光產(chǎn)生電流和收集效率一、“P在N上”結(jié)構(gòu)，光照，GLOex少子滿足的擴(kuò)散方程二、例1－1，求少子分布，電流分布三、計(jì)算光子收集效率：colJptJnGO討論：波長長短對吸收系數(shù)的影響少子擴(kuò)散長度和吸收系數(shù)對收集效率的影響理解Fig7-9,Fig7-10所反映的物理意義第六節(jié)提高太陽能電池效率的考慮一、光譜考慮(多媒體演示)二、最大功率考慮三、串聯(lián)電阻考慮四、表面反射的影響五、聚光作用第七節(jié)肖特基勢壘和MIS太陽電池一、基本結(jié)構(gòu)和能帶圖二、工作原理和特點(diǎn)閱讀§7.8第九節(jié)光電二極管一、基本工作原理二、P-I-N光電二極管三、雪崩光電二極管四、金屬－半導(dǎo)體光電二極管第十節(jié)光電二極管的特性參數(shù)一、量子效率和響應(yīng)度二、響應(yīng)速度三、噪聲特性、信噪比、噪聲等效功率（NEP）四、探測率（D）、比探測率（D*）第八章發(fā)光二極管與半導(dǎo)體激光器（4學(xué)時(shí)）第一節(jié)輻射復(fù)合與非輻射復(fù)合一、輻射復(fù)合：帶間輻射復(fù)合，淺施主和主帶之間的復(fù)合，施主－受主對（D-A對）復(fù)合，深能級復(fù)合，激子復(fù)合，等電子陷阱復(fù)合二、非輻射復(fù)合：多聲子躍遷，俄歇過程（多媒體演示），表面復(fù)合第二節(jié)LED的基本結(jié)構(gòu)和工作過程一、基本結(jié)構(gòu)二、工作原理（能帶圖）第三節(jié)LED的特性參數(shù)一、I-V特性二：量子效率：注射效率、輻射效率r、內(nèi)量子效率i，逸出概率o、外量子效率三、提高外量子效率的途徑，光學(xué)窗口四、光譜分布，峰值半高寬FWHM,峰值波長，主波長，亮度第四節(jié)可見光LED一、GaPLED二、GaAs1-xPxLED三、GaNLED第五節(jié)紅外LED一、性能特點(diǎn)二、應(yīng)用光隔離器閱讀§8.6,§8.7,§8.8,§8.9,§8.10(不做作業(yè)和考試要求)第九章集成器件（閱讀，不做作業(yè)和考試要求）第十章電荷轉(zhuǎn)移器件（4學(xué)時(shí)）第一節(jié)電荷轉(zhuǎn)移一、CCD基本結(jié)構(gòu)和工作過程二、電荷轉(zhuǎn)移第二節(jié)深耗盡狀態(tài)和表面勢阱一、深耗盡狀態(tài)—非熱平衡狀態(tài)二、公式（10-8）的導(dǎo)出第三節(jié)MOS電容的瞬態(tài)特性深耗盡狀態(tài)的能帶圖一、熱弛豫時(shí)間二、信號(hào)電荷的影響第四節(jié)信息電荷的輸運(yùn)轉(zhuǎn)換效率一、電荷轉(zhuǎn)移的三個(gè)因素二、轉(zhuǎn)移效率、填充速率和排空率第五節(jié)電極排列和CCD制造工藝一、三相CCD二、二相CCD第六節(jié)體內(nèi)（埋入）溝道CCD一、表面態(tài)對轉(zhuǎn)移損耗和噪聲特性的影響二、體內(nèi)（埋入）溝道CCD的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第七節(jié)電荷的注入、檢測和再生一、電注入與光注入二、電荷檢測電荷讀出法三、電荷束的周期性再生或刷新第八節(jié)集成斗鏈器件一、BBD的基本結(jié)構(gòu)二、工作原理三、性能第九節(jié)電荷耦合圖象器件一、行圖象器二、面圖象器三、工作原理和應(yīng)用三、教學(xué)方法板書、講授、多媒體演示四、成績評價(jià)方式閉卷考試加平時(shí)作業(yè)、課堂討論五、主要參考書目1、孟慶巨、劉海波、孟慶輝編著《半導(dǎo)體器件物理》，科學(xué)出版社，2005-6第二次印刷。2、SMSze.《半導(dǎo)體器件:物理和工藝》。王陽元、嵇光大、盧文豪譯。北京：科學(xué)出版社，19923、SMSze.《現(xiàn)代半導(dǎo)體器件物理》科學(xué)出版社2001年6月第一次印刷4、愛得華·S·揚(yáng)《半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)》，盧紀(jì)譯。北京：人民教育出版社，19815、劉文明《半導(dǎo)體物理學(xué)》長春：吉林人民出版社，19826、孟憲章，康昌鶴.《半導(dǎo)體物理學(xué)》長春：吉林大學(xué)出版社，19937、RA史密斯.《半導(dǎo)體》(第二版).高鼎三等譯。北京：科學(xué)出版社，19878、CaseyHC,PanishJrMB.Heterostructurelasers.AcademicPress,19789、DonaldA·Nermen著《半導(dǎo)體物理與器件》趙毅強(qiáng)，姚淑英，謝曉東譯電子工業(yè)出版社，2005年2月第一次印刷第五篇：《模擬電子技術(shù)》教案：半導(dǎo)體器件《模擬電子技術(shù)》電子教案授課教案課程：模擬電子技術(shù)任課教師：教研室主任：課號(hào)：課題：電子線路課程介紹及半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)目的：了解本課程的特點(diǎn)掌握半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電特性和原理掌握PN結(jié)的單向?qū)щ娦越虒W(xué)內(nèi)容：本征半導(dǎo)體；雜質(zhì)半導(dǎo)體；PN結(jié)教學(xué)重點(diǎn)：P型、N型半導(dǎo)體的特點(diǎn)；PN結(jié)的單向?qū)щ娦?。教學(xué)難點(diǎn)：PN結(jié)的伏安特性；PN結(jié)的電容效應(yīng)。教學(xué)時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)課前提問及復(fù)習(xí)：物質(zhì)導(dǎo)電性的決定因素？新課導(dǎo)入：半導(dǎo)體定義特點(diǎn):導(dǎo)電能力可控（受控于光、熱、雜質(zhì)等）典型半導(dǎo)體材料:硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等新課介紹：緒論1、電子技術(shù)：無確切定義。因?yàn)榻陙硭l(fā)展迅猛，分支龐雜。有種說法為“凡是研究含有電子器件的電路、系統(tǒng)及應(yīng)用的學(xué)科”。2、發(fā)展歷程：以電子器件的更新?lián)Q代為標(biāo)志！電子學(xué)近百年發(fā)展史上三個(gè)重要里程碑：A、1904年電子管發(fā)明（真正進(jìn)入電子時(shí)代）B、1948年晶體管問世C、60年代集成電路出現(xiàn)(SSI、MSI、LSI、VLSI)3、若干蓬勃發(fā)展的研究方向A、納米電子學(xué)：納米空間電子所表現(xiàn)出來的特性（波動(dòng)性）和功能B、生物電子學(xué)：生物芯片，計(jì)算機(jī)C、單芯片系統(tǒng)：微型衛(wèi)星和納米衛(wèi)星應(yīng)用，一片單芯片系統(tǒng)＝一顆衛(wèi)星世界經(jīng)濟(jì)興衰波動(dòng)遵循“周期理論”，周期約為60年。電子技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程周期約40年：1905～1947（42年）：電子管－晶體管1947～1987（40年）：晶體管－集成電路1987～2027（40年），預(yù)計(jì)納米電子學(xué)將在21世紀(jì)上葉形成規(guī)模4、模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)比較表第1章第1頁共10頁《模擬電子技術(shù)》電子教案項(xiàng)目模擬信號(hào)(Analog)數(shù)字信號(hào)(Digital)特點(diǎn)波形數(shù)學(xué)電平數(shù)典型發(fā)展連續(xù)十進(jìn)制無窮多個(gè)溫度、壓力等早、慢離散二進(jìn)制有限個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的信號(hào)晚、快5、課程特點(diǎn)規(guī)律性：基本電子電路的組成具有規(guī)律性；非線性：半導(dǎo)體器件具有非線性；工程性：即近似性，抓主要矛盾；實(shí)踐性：實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)。第一章半導(dǎo)體器件1.1半導(dǎo)體1.1.1本征(intrinsic)半導(dǎo)體1、定義：純凈無摻雜的半導(dǎo)體。2、本征半導(dǎo)體的載流子：本征半導(dǎo)體有兩種載流子，即自由電子和空穴均參與導(dǎo)電。并且自由電子與空穴是成對產(chǎn)生的，因此在本征半導(dǎo)體中這兩種載流子的濃度的相等的。其載流子濃度取決于激發(fā)程度。3、本征半導(dǎo)體缺點(diǎn)：（1）、電子濃度=空穴濃度；（2）、載流子少，導(dǎo)電性差，溫度穩(wěn)定性差。1.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體1、N型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中摻入+5價(jià)的施主雜質(zhì)，如磷等，得到多子為自由電子的雜質(zhì)半導(dǎo)體，稱為N型半導(dǎo)體。其多子數(shù)量大多數(shù)取決于摻雜程度，少子數(shù)量取決于激發(fā)程度。2、P型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中摻入+3價(jià)的受主雜質(zhì)，如銦等，得到多子為空穴的雜質(zhì)半導(dǎo)體，稱為P型第1章第2頁共10頁《模擬電子技術(shù)》電子教案半導(dǎo)體。其多子數(shù)量大多數(shù)取決于摻雜程度，少子數(shù)量取決于激發(fā)程度。1.1.3PN結(jié)1、PN結(jié)的形成：兩種載流子的兩種運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)平衡時(shí)形成PN結(jié)。兩種運(yùn)動(dòng)：擴(kuò)散（濃度差）、漂移（自建電場力），當(dāng)多子擴(kuò)散和少子漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，形成PN結(jié)。PN結(jié)又稱空間電荷區(qū)、耗盡層、內(nèi)電場。2、單向?qū)щ娦裕篜N結(jié)正偏時(shí)導(dǎo)通（大電流），PN結(jié)反偏時(shí)截止（小電流）。3、PN結(jié)的伏安特性：分為正向特性、反向特性及擊穿特性。4、PN結(jié)的電容效應(yīng)：表現(xiàn)為：勢壘電容CB（barrier）、擴(kuò)散電容CD（diffusion）。課堂小結(jié)：本征半導(dǎo)體的材料構(gòu)成、特點(diǎn)雜質(zhì)半導(dǎo)體的材料構(gòu)成、特點(diǎn)，與本征半導(dǎo)體的區(qū)別PN結(jié)的構(gòu)成及伏安特性，單向?qū)щ娦宰鳂I(yè)布置：思考題：PN結(jié)的單向?qū)щ娦?？?章第3頁共10頁《模擬電子技術(shù)》電子教案授課教案課程：模擬電子技術(shù)任課教師：教研室主任：課號(hào)：課題：半導(dǎo)體二極管教學(xué)目的：掌握半導(dǎo)體二極管的幾種常見結(jié)構(gòu)掌握半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)和單向?qū)щ娦哉莆辗€(wěn)壓管的特性和主要參數(shù)教學(xué)內(nèi)容：半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體二極管的伏安特性、主要參數(shù)二極管的等效電路穩(wěn)壓管的特性和主要參數(shù)教學(xué)重點(diǎn)：二極管的單向?qū)щ娞匦越虒W(xué)難點(diǎn)：二極管的靈活應(yīng)用教學(xué)時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)課前提問及復(fù)習(xí)：PN結(jié)的形成PN結(jié)的單向?qū)щ娦孕抡n導(dǎo)入：由PN結(jié)構(gòu)成的半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)二極管的伏安特性二極管的主要參數(shù)，等效電路利用二極管反向擊穿特性制成穩(wěn)壓管新課介紹：1.2半導(dǎo)體二極管將PN結(jié)加外殼和電極引線就構(gòu)成半導(dǎo)體二極管1.2.1結(jié)構(gòu)類型和符號(hào)類型：點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面1.2.2伏安特性一、二極管和PN結(jié)伏安特性的區(qū)別與PN結(jié)相似，二極管具有單向?qū)щ娦裕海?）PN結(jié)外加正向電壓，二極管導(dǎo)通。（2）PN結(jié)外加反向電壓，二極管截止。由于半導(dǎo)體體電阻和引線電阻的作用，與PN結(jié)比較，二極管外加正向電壓時(shí)，正向電流，偏小，外加反向電壓時(shí)，反向飽和電流偏大。二極管經(jīng)常應(yīng)用于以下場合：（1）整流。（2）限幅。（3）邏輯（二極管邏輯）。1.2.3主要參數(shù)第1章第4頁共10頁《模擬電子技術(shù)》電子教案(1)IF——最大整流電流(2)VBR——反向擊穿電壓(3)IR（IS）——反向飽和電流(4)rd——?jiǎng)討B(tài)電阻1.2.4二極管的等效電路定義：能夠模擬二極管特性的電路稱為二極管的等效電路。一、由伏安特性折線化得到的等效電路理想二極管：二極管導(dǎo)通時(shí)正向壓降為零，截止時(shí)反向電流為零。二、二極管的微變等效電路1.2.5穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓管在反向擊穿時(shí)，在一定的電流范圍內(nèi)，端電壓幾乎不變，表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性。一、穩(wěn)壓管的伏安特性應(yīng)用在反向擊穿區(qū)（雪崩擊穿和齊納擊穿）二、穩(wěn)壓管的主要參數(shù)（1）、穩(wěn)定電壓UZ（2）、穩(wěn)定電流IZIZmin~IZmax、額定功耗（3）PZM、動(dòng)態(tài)電阻rZ（4）（5）、溫度系數(shù)穩(wěn)壓二極管在工作時(shí)應(yīng)反接，并串入一只電阻。電阻的作用：限流保護(hù)誤差調(diào)節(jié)1.2.6特殊二極管一、發(fā)光二極管二、光電二極管課堂小結(jié)：半導(dǎo)體二極管的伏安特性半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)二極管的等效電路穩(wěn)壓管的特性和主要參數(shù)思考問題：如何用萬用表判斷二極管的好與壞、測試二極管的P、N極？作業(yè)布置：1.41.51.9第1章第5頁共10頁《模擬電子技術(shù)》電子教案授課教案課程：模擬電子技術(shù)任課教師：教研室主任：課號(hào)：課題：雙極型晶體管教學(xué)目的：掌握常用晶體管的基本工作原理掌握晶體管的特性、主要參數(shù)能夠合理選擇，正確使用晶體管。教學(xué)內(nèi)容：晶體管的結(jié)構(gòu)及類型晶體管的電流放大作用、電流放大系數(shù)晶體管的共射特性曲線晶體管的主要參數(shù)溫度對晶體管特性及參數(shù)的影響光電三極管教學(xué)重點(diǎn)：三極管工作在放大區(qū)的條件和特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)：三極管工作區(qū)的判斷教學(xué)時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)課前提問及復(fù)習(xí)：PN結(jié)的形成PN結(jié)所具有的單向?qū)щ娦苑€(wěn)壓二極管新課導(dǎo)入：半導(dǎo)體三極管工作原理半導(dǎo)體三極管的特性曲線新課介紹：1.3半導(dǎo)體三極管1.3.1晶體管的結(jié)構(gòu)與類型：在同一個(gè)硅片上制造出三個(gè)摻雜區(qū)域，并形成兩個(gè)PN結(jié)，構(gòu)成晶體管。這三個(gè)區(qū)域分別稱基區(qū)、集電區(qū)、發(fā)射區(qū)。對應(yīng)的電極分別為：基極b、集電極c、發(fā)射極e。兩種類型：NPN和PNP1.3.