第一讲 双极型器件物理课程介绍.pdf

双极性器件物理

PhysicsofSemiconductorDevices

第一讲双极型器件物理课程介绍

课程性质：限选课

讲授人：贾新章，游海龙，刘伟峰

游海龙，hlyou@mail.xidian.edu.cn

课时：48学时

上课时间：周二，周四；

课程简介：

一.半导体器件

组成电路的基本单元，如二极管，双极晶体管，场效应晶体管

半导体器件的基本构件：PN，BIPOLAR，MOSFET，Metal-semiconductorjunction，Heterojunction

半导体器件已经达到60余种以上，110余各变种；

但是所有半导体器件都可以由几种器件来构建。

1938肖特基势垒

1947双极晶体管

1949PN结和BJT理论

1952结型场效应

1952晶闸管

1957异质结双极晶体管

1960MOSFET

1962半导体激光器

1966MESFET

1967FLASH

1970CCD

1974共振遂穿二极管，量子器件

1980MODFET

课程性质：

微电子学科最重要的专业课程之一；

教材名称：

DonaldA.Neamen,SemiconductorPhysicsandDevices（影印版），清华大学出版社，2003年12

月（中译本：赵毅强等译，半导体物理与器件，电子工业出版社，2005年2月）

参考书名称：

RichardS.Muller等著，王燕、张莉译，《集成电路器件电子学》，北京：电子工业出版社，2004

年

陈星弼，张庆中，《晶体管原理与设计》，电子工业出版社，2006；

施敏，半导体器件物理，电子工业出版社；

双极性器件物理

PhysicsofSemiconductorDevices

课程基础：

固体物理

半导体物理

物理数学方程

课程目标：

•Deepenunderstandingofsemiconductordevicephysics:understandhowsemiconductordevices

workandhowtheyarefabricated

•FocusonPN，BJT；

•Discussdevicebasics(staticanddynamicbehavior)butalsocurrentdevicelimitationsandfuture

trends(modernBJT)

•Introducebipolarintegratedcircuit(IC)fabrication

•Introducedevicesmodelforspice

掌握半导体器件的作用原理，结构、特性、建模、分析方法及其器件设计方法；

课程目标与特色

半导体器件物理是从事微电子器件设计和研究的人员必须掌握的基本理论之一，因此也

是微电子学专业、集成电路设计与集成系统专业本科生必须学习的专业内容。本课程是系列

课程“半导体器件物理”的第一部分，目的是帮助这两个专业的本科生掌握双极型器件原理，为

学习集成电路和系统设计等专业课程打下理论基础。

本课程采用双语教学模式，采用英语教材，英语/汉语讲授方式。本课程重点讲解PN结

二极管和双极型晶体管等集成电路中主要双极型器件的工作原理、主要电特性、以及器件设

计要点，并介绍相应的器件模型和基本模型参数。

考核方法

考试成绩（80%）+作业成绩（15%）+平时成绩（5%）

内容提要：

引言（2学时）

0-1课程介绍

0-2半导体物理基础

第一章PN结二极管（14学时）

1-1平衡PN结定性分析

1-2平衡PN结定量分析

1-3理想PN结直流伏安特性

1-4实际（Si）PN结直流伏安特性与理想模型的偏离

1-5PN结交流小信号特性

1-6PN结瞬态特性

1-7PN结击穿

1-8二极管模型和模型参数

第二章双极晶体管直流特性（10学时）

2-1双极晶体管直流放大原理定性分析

2-2理想模型双极晶体管直流I－V特性的定量分析

2-3影响双极晶体管直流放大系数的非理想因素

第三章双极