半導(dǎo)體器件物理電科 課程教學(xué)大綱

【半導(dǎo)體器件物理】【PhysicsofSemiconductorDevices】一、基本信息課程代碼：【2080257】課程學(xué)分：【3】面向?qū)I(yè)：【微電子科學(xué)與工程、電子科學(xué)與技術(shù)】課程性質(zhì)：【系級必修課◎】開課院系：機(jī)電學(xué)院電子工程系使用教材：教材【半導(dǎo)體器件物理劉樹林、張華曹、柴常春編，—北京：電子工業(yè)出版社，2015.9】參考書目【半導(dǎo)體器件原理/黃均鼐，湯庭鰲，胡光喜編著—復(fù)旦大學(xué)出版社，2010.7】【半導(dǎo)體器件電子學(xué)/R.M.Warner，B.L.Grung著，呂長志等譯，—北京：電子工業(yè)出版社，2005.12】、【半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)，RobertF.Pierret著，黃如等譯，—北京：電子工業(yè)出版社，2004.9】課程網(wǎng)站網(wǎng)址：/先修課程：無后續(xù)課程：【模擬電子電路2080188(4)】二、課程簡介本課程是微電子和電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)一門理論性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過本課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生獲得半導(dǎo)體器件方面的基本知識，為從事半導(dǎo)體工藝制造，版圖設(shè)計，集成電路封裝測試等工作打下堅實的基礎(chǔ)?！栋雽?dǎo)體器件物理》的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握半導(dǎo)體器件的工作原理和工作特性，是從事微電子和光電子相關(guān)方向工作的人才必須具備的基礎(chǔ)知識。通過《半導(dǎo)體器件物理》的學(xué)習(xí)，學(xué)生要掌握半導(dǎo)體物理的基本知識；重點(diǎn)掌握PN結(jié)、雙極性三極管、MOS場效應(yīng)管和結(jié)型場效應(yīng)管的各項性能指標(biāo)參數(shù)及其與半導(dǎo)體材料參數(shù)、工藝參數(shù)及器件幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系；以及了解常用的一些其他半導(dǎo)體器件（如功率MOSFET、IGBT和光電器件）的原理及應(yīng)用。三、選課建議本課程面向微電子科學(xué)與工程，電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的二年級本科生授課。四、課程與專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)性專業(yè)畢業(yè)要求關(guān)聯(lián)LO11理解他人的觀點(diǎn)，尊重他人的價值觀，能在不同場合用書面或口頭形式進(jìn)行有效溝通。LO21：能根據(jù)需要確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，并通過搜集信息、分析信息、討論、實踐、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法來實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。LO31：能夠應(yīng)用本專業(yè)知識進(jìn)行設(shè)計計算?！馤O32：能夠應(yīng)用計算機(jī)輔助工具進(jìn)行智能電子產(chǎn)品及系統(tǒng)的設(shè)計、仿真和調(diào)試LO33：具備本專業(yè)工程問題的邏輯分析能力●LO34：嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用及控制能力LO41：遵守紀(jì)律、守信守責(zé)；具有耐挫折、抗壓力的能力。（“責(zé)任”為我校校訓(xùn)內(nèi)容之一）LO51：同群體保持良好的合作關(guān)系，做集體中的積極成員；勇于從不同角度思考問題，勇于提出新設(shè)想●LO61：能在學(xué)習(xí)、工作中應(yīng)用信息技術(shù)解決問題LO71：愿意服務(wù)他人、服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會；為人熱忱，富于愛心，懂得感恩（“感恩、回報、愛心”為我校校訓(xùn)內(nèi)容之一）LO81：具有基本的外語表達(dá)溝通能力與跨文化理解能力備注：LO=learningoutcomes（學(xué)習(xí)成果）五、課程目標(biāo)/課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果序號課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果課程目標(biāo)（細(xì)化的預(yù)期學(xué)習(xí)成果）教與學(xué)方式評價方式1LO311能解釋與本專業(yè)相關(guān)的設(shè)計計算知識與理論知道半導(dǎo)體器件的基本物理知識運(yùn)用相關(guān)知識進(jìn)行相關(guān)問題的計算,分析電路的工作狀態(tài)課堂授課課堂提問作業(yè)筆記課堂測試期末考試2LO332能在元器件，集成電路芯片、功能模塊選擇、系統(tǒng)組合、網(wǎng)絡(luò)搭建等方面進(jìn)行合理的邏輯分析。能夠綜合運(yùn)用學(xué)過的相關(guān)內(nèi)容，獨(dú)立分析器件的工作原理，性能指標(biāo)的好壞等。課堂授課課堂提問作業(yè)筆記課堂測試期末考試3LO514了解行業(yè)前沿知識技術(shù)了解半導(dǎo)體器件前沿知識。1.自主學(xué)習(xí)2.課堂授課課堂提問六、課程內(nèi)容單元知識點(diǎn)能力要求教學(xué)難點(diǎn)1.半導(dǎo)體器件的物理基礎(chǔ)（10課時理論）1.知道半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)和缺陷L12.理解半導(dǎo)體的能級和能帶結(jié)構(gòu)L23.理解半導(dǎo)體中載流子的濃度影響因素，運(yùn)用公式解決相關(guān)計算題目。L2L34.理解半導(dǎo)體中的平衡與非平衡載流子L25.分析半導(dǎo)體中載流子的兩種運(yùn)動及其影響因素L41.能夠分析半導(dǎo)體材料的能帶圖2.能夠運(yùn)用相關(guān)公式進(jìn)行載流子濃度的計算1.半導(dǎo)體的能帶圖2.PN結(jié)（14課時理論）1.理解平衡PN結(jié)的形成及能帶結(jié)構(gòu)L22.分析pn結(jié)的直流特性L43.理解PN結(jié)的兩種擊穿特性和兩種電容效應(yīng)L24.運(yùn)用PN結(jié)的開關(guān)特性，分析相應(yīng)電路題目L3L45.理解金屬－半導(dǎo)體的整流接觸和歐姆接觸L21.能夠分析外在電壓變化對PN結(jié)的直流特性的影響2.能夠分析外在電壓變化對PN結(jié)電容和擊穿電壓的影響。3.學(xué)會分析二極管在電路中的作用1.PN結(jié)的直流特性。2.PN結(jié)的擊穿機(jī)理。3.晶體管的直流特性（10課時理論）1.理解晶體管的基本結(jié)構(gòu)，知道其制造工藝和雜質(zhì)分布L2L12.理解晶體管的電流放大原理L23.運(yùn)用晶體管的伏安特性曲線，分析晶體管的工作區(qū)域L3L44.知道晶體管的反向電流與擊穿特性L15.知道晶體管的小信號等效電路L16.理解晶體管電流放大系數(shù)的頻率特性L27.學(xué)會分析晶體管的開關(guān)特性L41.能夠自己分析晶體管的工作原理。2.能夠判斷晶體管的工作區(qū)域。1．晶體管的工作區(qū)域的判定4MOS場效應(yīng)晶體管的基本特性（14課時理論）1.理解表面勢及MOS結(jié)構(gòu)的閾值電壓L22.理解場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)和分類L23.理解并理解MOS場效應(yīng)管的閾值電壓L24.運(yùn)用MOS場效應(yīng)管的直流電流－電壓特性曲線，分析MOS管的工作區(qū)域L3L45.知道小尺寸MOS器件特性L11.能夠分析閾值電壓的影響因素。2.