最新半导体器件与工艺期末复习资料知识讲解
半导体器件的基本知识
半导体器件的基本知识半导体器件的基本知识，真是个神奇的世界。
咱们常常提到“半导体”，脑海里浮现出那些小小的芯片，觉得它们离我们有点遥远。
其实，半导体就在我们身边，像个无形的助手，让生活变得更加便利。
一、半导体的基本概念1.1 半导体是什么？半导体，简单来说，就是一种介于导体和绝缘体之间的材料。
它们在某些条件下能导电，在其他情况下又不导电。
是不是听上去有点神秘？其实，最常见的半导体材料就是硅。
我们用的手机、电脑，里面的处理器，几乎都离不开硅的身影。
1.2 半导体的特性半导体有很多奇妙的特性，比如它的电导率。
温度变化、杂质掺入，都会影响它的导电性能。
说白了，半导体的电性就像人心一样，瞬息万变。
通过控制这些特性，工程师们可以设计出各种各样的电子器件。
二、半导体器件的类型2.1 二极管咱们来聊聊二极管。
这小家伙看似简单，却是半导体世界的基石。
二极管只允许电流朝一个方向流动。
它就像个单行道，确保电流不走回头路。
常见的应用就是整流器，把交流电转成直流电。
这在生活中非常重要，大家用的手机充电器，就离不开二极管的帮助。
2.2 晶体管接下来是晶体管。
晶体管的发明可谓是科技界的一场革命。
它不仅能放大电信号，还能用作开关，控制电流的流动。
晶体管的出现，让电子产品变得更小、更快。
你知道吗？现代计算机的核心，CPU，里面就有成千上万的晶体管在默默工作。
2.3 其他器件还有很多其他的半导体器件，比如场效应管、光电二极管等。
每种器件都有其独特的用途和应用领域。
它们一起构成了一个复杂而又和谐的生态系统。
可以说，半导体器件的多样性是现代科技发展的动力。
三、半导体的应用3.1 消费电子说到应用，咱们首先想到的就是消费电子。
手机、平板、电视，都是半导体的舞台。
随着科技的进步，半导体技术不断演变，产品功能越来越强大，性能越来越高。
可以说，半导体让我们的生活变得丰富多彩。
3.2 工业应用除了消费电子，半导体在工业中也大显身手。
自动化设备、传感器、控制系统，全都依赖于半导体技术的支持。
第一章--半导体器件讲解
输
RB 入
UEE
电 路
输 出
IE 电
路
共射极放大电路
2、三极管内部载流子的传输过程
a）发射区向基区注入电子，
形成发射极电流 iE
b）电子在基区中的扩散与复 IB
合，形成基极电流 iB c）集电区收集扩散过来的电
RB
子，形成集电极电流 iC
UBB
IC N RC
P UCC N
IE
另外，集电结的反偏也形成集电区中的少子空穴 和基区中的少子电子的漂移运动，产生反向饱和电流 ICBO。
1.3 半导体三极管
一、三极管的结构及类型
半导体三极管是由两个背靠背的PN结 构成的。在工作过程中，两种载流子（电 子和空穴）都参与导电，故又称为双极型 晶体管，简称晶体管或三极管。
两个PN结，把半导体分成三个区域。 这三个区域的排列，可以是N-P-N，也可以 是P-N-P。因此，三极管有两种类型：NPN 型和PNP型。
第一章 半导体器件
1.1 半导体基础知识 1.2 PN结（半导体二极管） 1.3 半导体三极管
1.1 半导体基础知识
半导体器件是用半导体材料制成的电 子器件。常用的半导体器件有二极管、三 极管、场效应晶体管等。半导体器件是构 成各种电子电路最基本的元件。
一、半导体的导电特征
导体：金、银、铜铁、铝等容易传导电流的物质 绝缘体: 橡胶、木头、石英、陶瓷等几乎不传导电流的物质 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质， 如硅、锗、硒、砷化钾等。
稳压管是一种用特殊工艺制造的半导体二极管，稳 压管的稳定电压就是反向击穿电压。稳压管的稳压作用 在于：电流增量很大，只引起很小的电压变化。
i/mA
8
4
复习-半导体器件共92页PPT资料
受主原子。
硼原子
P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。
(1-15)
三、杂质半导体的示意表示法
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
P 型半导体
N 型半导体
杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。
但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。 近似认为多子与杂质浓度相等。
(1-16)
§1.2 PN结及半导体二极管
2.1.1 PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P 型半导 体和N 型半导体，经过载流子的扩散，在它们的 交界面处就形成了PN 结。
(1-17)
内电场越强，就使漂移 运动越强，而漂移使空 间电荷区变薄。
漂移运动
P型半导体
内电场E N型半导体
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
(1-3)
1.1.2 本征半导体
一、本征半导体的结构特点
现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们 的最外层电子（价电子）都是四个。
Ge
Si
通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。
(1-4)
本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。 在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体
点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个 其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临 的原子之间形成共价键，共用一对价电子。
模电期末复习资料
一、 半导体器件1． N 型半导体，在本征半导体中掺入五价元素，它的多数载流子是电子，少数载流子是空穴。
2． P 型半导体。
在本征半导体中掺入三价元素，它的多数载流子是空穴，少数载流子是电子。
3． 半导体中载流子的运动方式：漂移运动、扩散运动。
4． PN 结及基单向导电性① PN 结外加正向电压,即P 型区接外加电源正极,N 型区接外加电源负极,PN 结导通当PN 结外加正向电压时,扩散电流增加,漂移电流减小扩散电流由N 型区,P 型区多数载流子产生 漂移电流由N 型区,P 型区少数载流子形成 ② PN 结外加反向电压,即P 型区接外加电源负极,N 型区接外加电源正极,PN 结截止,P 结呈高阻抗.PN 结反向偏置时,扩散电流趋于零,反向漂移电流很少 5.二极管二极管由一个PN 结组成，二极管的伏安特性由正向伏安特性、反向伏安特性及击穿特性三部份组成 ① 正向特性当外加电压大于其阀值电压(Si: th V =0.5V , Ge: th V =0.1V)时,流过二极管的电流由零显著增加. ② 反向特性二极管外加反向电压时,其反向电流很少 ③ 击穿特性 当二极管承受的反向电压大于其本身的击穿电压时,反向电流急剧增大 例:二极管电路如图示,试判断图4中二极管是导通还是截止,并求出0A 二端的电压0AV ,设二极管是理想的. 解: 对于图4a ）首先断开二极管D,求A V 、B V此时, AV =－12V, B V =－6V ,则BA V =B V －A V ＝－６－（－１２）＝６Ｖ 这样，二极管是正向导通的 由理想模型,F V ＝０．由此 ＋６－１２＋３Ｉ＝０ Ｉ＝２mA0A V ＝２×３－１２＝－６Ｖ． 解：对于图b ），当D 断开时， B V ＝－１５Ｖ，A V ＝－１２Ｖ图1.PN 结外加正向电压图2.PN 结外加反向电压图3.二极管的伏案特性a)BA V =B V －A V ＝－１５－（－１２）＝－３ＶD 因反向偏置而截止，0A V ＝－１２Ｖ．例：二只稳压值分别为7.5V 和8.5V 的稳压二极管串联 使用,连接方式如图5所示, 0V 为多少伏,设稳压二极管正向 导通压降为0.7V解: 设1DZ V =7.5V , 2DZ V =8.5V 对于图5a)电路,由于二支稳压管 均处于稳压状态(即均为反向击穿状态) 0V =1DZ V +2DZ V =7.5+8.5=16V对于图5b)电路, 1DZ V 为反向击穿状态, 2DZ V 为正向连接,故0V =1DZ V +2DZ V =7.5+0.7=8.2V6.稳压二极管它是利用PN 结的击穿特性,即当流过稳压二极管电流变化较大时,其二端电压变化较小的性质,在电路中起稳压作用.① 稳压二极管正常工作是在反向击穿状态,即外加电源正极接其N 型区,外加电源负极接其P 型区;② 稳压二极管应与负载并联使用;③ 应保证稳压二极管工作于规定的电流范围;7.半导体三极管半导体三极管是双极型器件，即参与导电的载流子是电子和空穴，三极管有三个电极(发射极,基极,集电极)三个分区(发射区,基区,集电区)、二个PN 结(发射结,集电结)半导体三极管分为NPN 型和PNP 型二种。
半导体器件知识点
半导体器件知识点半导体器件是指基于半导体材料制造的用于控制和放大电信号的电子元件。
它在现代电子技术中扮演着重要的角色，广泛应用于计算机、通信、消费电子、能源等领域。
本文将介绍与半导体器件相关的几个重要知识点。
一、半导体材料半导体器件的核心是半导体材料。
半导体是介于导体和绝缘体之间的一类材料，具有一定的导电性能。
常见的半导体材料有硅(Si)和锗(Ge)等。
它们具有禁带宽度，当外加电场或温度变化时，半导体的导电性能会发生变化。
二、PN结PN结是半导体器件中最基本的结构之一。
它由P型半导体和N型半导体的结合组成。
P型半导体中的载流子主要是空穴，N型半导体中的载流子主要是电子。
PN结的形成使得电子和空穴发生扩散运动，形成电场区域，从而产生电流。
三、二极管二极管是一种基本的半导体器件。
它由PN结组成，具有单向导电性能。
正向偏置时，电流顺利通过；反向偏置时，电流几乎无法通过。
二极管广泛用于电源电路、信号检测和电波混频等应用。
四、晶体管晶体管是半导体器件中的重要组成部分，常见的有三极管和场效应晶体管。
它可以实现电流放大和控制，是现代电子设备中的核心部件之一。
晶体管广泛应用于放大器、开关、时钟和计算机存储器等领域。
五、集成电路集成电路是将大量的晶体管、电阻、电容和其他元件集成在同一片半导体芯片上。
它具有体积小、功耗低和可靠性高的特点。
集成电路分为模拟集成电路和数字集成电路，应用于电子计算机、通信设备和消费电子产品等领域。
六、光电器件光电器件是利用光与半导体材料相互作用的器件。
常见的光电器件有光电二极管、光敏电阻、光电晶体管和光电开关等。
光电器件广泛应用于光通信、光电转换、激光器等领域。
七、功率半导体器件功率半导体器件是用于大电流和高电压应用的特殊半导体器件。
常见的功率半导体器件有晶闸管、功率二极管和功率MOSFET。
功率半导体器件广泛应用于电动车、工业控制和能源转换等领域。
八、封装技术为了保护和连接半导体芯片，需要进行封装。
半导体器件复习题
半导体器件复习题一、半导体基础知识1、什么是半导体？半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。
常见的半导体材料有硅（Si）、锗（Ge）等。
其导电能力会随着温度、光照、掺入杂质等因素的变化而发生显著改变。
2、半导体中的载流子半导体中有两种主要的载流子：自由电子和空穴。
在本征半导体中，自由电子和空穴的数量相等。
3、本征半导体与杂质半导体本征半导体是指纯净的、没有杂质的半导体。
而杂质半导体则是通过掺入一定量的杂质元素来改变其导电性能。
杂质半导体分为 N 型半导体和 P 型半导体。
N 型半导体中多数载流子为自由电子，P 型半导体中多数载流子为空穴。
二、PN 结1、 PN 结的形成当 P 型半导体和 N 型半导体接触时，在交界面处会形成一个特殊的区域，即 PN 结。
这是由于扩散运动和漂移运动达到动态平衡的结果。
2、 PN 结的单向导电性PN 结正偏时，电流容易通过；PN 结反偏时，电流难以通过。
这就是 PN 结的单向导电性，是半导体器件工作的重要基础。
3、 PN 结的电容效应PN 结存在势垒电容和扩散电容。
势垒电容是由于空间电荷区的宽度随外加电压变化而产生的；扩散电容则是由扩散区内电荷的积累和释放引起的。
三、二极管1、二极管的结构和类型二极管由一个 PN 结加上电极和封装构成。
常见的二极管类型有普通二极管、整流二极管、稳压二极管、发光二极管等。
2、二极管的伏安特性二极管的电流与电压之间的关系称为伏安特性。
其正向特性曲线存在一个开启电压，反向特性在一定的反向电压范围内电流很小，当反向电压超过一定值时会发生反向击穿。
3、二极管的主要参数包括最大整流电流、最高反向工作电压、反向电流等。
四、三极管1、三极管的结构和类型三极管有 NPN 型和 PNP 型两种。
它由三个掺杂区域组成，分别是发射区、基区和集电区。
2、三极管的电流放大作用三极管的基极电流微小的变化能引起集电极电流较大的变化，这就是三极管的电流放大作用。
期末复习 半导体材料知识讲解
半导体材料的分类（按化学组成分类）
• 无机物半导体
– 元素半导体：（Ge, Si） – 化合物半导体
• 三、五族GaAs • 二、六族
• 有机物半导体
6
能带理论（区别三者导电性）
• 金属中，由于组成金属的原子中的价电子占据的 能带是部分占满的，所以金属是良好的导体。
• 半导体由于禁带宽度比较小，在温度升高或有光 照时，价带顶部的电子会得到能量激发到导带中 去，这样在导带中就有自由电子，在价带中就相 应的缺少电子，等效为带有正电子的空穴，电子 和空穴同时参与导电，使得半导体具有一定的导 电性能。
• 一般对于绝缘体，禁带宽度较大，在温度升高或 有光照时，能够得到能量而跃迁到导带的电子很 少，因此绝缘体的导电性能很差。
7
半导体结构类型
• 金刚石结构（Si/Ge):同种元素的两套面心 立方格子沿对角线平移1/4套构而成
• 闪锌矿（三、五族化合物如GaAs)：两种元 素的两套面心立方格子沿对角线平移1/4套 构而成
效应
12
作业
• 1.什么是分凝现象？平衡分凝系数？有效分凝系 数？
• 2.写出BPS公式及各个物理量的含义，并讨论影响 分凝系数的因素。
• 3.分别写出正常凝固过程、一次区熔过程锭条中 杂质浓度Cs公式,并说明各个物理量的含义。
• 4.说明为什么实际区熔时，最初几次要选择大熔 区后几次用小熔区的工艺条件。
半导体材料
期末复习
2
考试题型
• 填空30分，每空一分 • 判断题10分，每题一分 • 名词解释20分，每题4分 • 问答题40分，6个题目 • AB卷
3
半导体材料概述
• 从电学性质上讲（主要指电阻率）
– 绝缘体1012—1022 Ω.cm – 半导体10-6—1012 Ω.cm – 良导体≤10-6Ω.cm – 正温度系数（对电导率而言） – 负温度系数（对电阻率而言） – 导体？？？？
半导体制造工艺期末考试重点复习资料
1、三种重要的微波器件：转移型电子晶体管、碰撞电离雪崩渡越时间二极管、MESFET。
2、晶锭获得均匀的掺杂分布：较高拉晶速率和较低旋转速率、不断向熔融液中加高纯度多晶硅，维持熔融液初始掺杂浓度不变。
3、砷化镓单晶：p型半导体掺杂材料镉和锌，n型是硒、硅和锑硅：p型掺杂材料是硼，n型是磷。
4、切割决定晶片参数：晶面结晶方向、晶片厚度（晶片直径决定）、晶面倾斜度（从晶片一端到另一端厚度差异）、晶片弯曲度（晶片中心到晶片边缘的弯曲程度）。
5、晶体缺陷：点缺陷（替位杂质、填隙杂质、空位、Frenkel，研究杂质扩散和氧化工艺）、线缺陷或位错（刃型位错和螺位错，金属易在线缺陷处析出）、面缺陷（孪晶、晶粒间界和堆垛层错，晶格大面积不连续，出现在晶体生长时）、体缺陷（杂质和掺杂原子淀积形成，由于晶体固有杂质溶解度造成）。
6、最大面为主磨面，与<110>晶向垂直，其次为次磨面，指示晶向和导电类型。
7、半导体氧化方法：热氧化法、电化学阳极氧化法、等离子化学汽相淀积法。
8、晶体区别于非晶体结构：晶体结构是周期性结构，在许多分子间延展，非晶体结构完全不是周期性结构。
9、平衡浓度与在氧化物表面附近的氧化剂分压值成正比。
在1000℃和1个大气压下，干氧的浓度C0是5.2x10^16分子数/cm^3，湿氧的C0是3x10^19分子数/cm^3。
10、当表面反应时限制生长速率的主要因素时，氧化层厚度随时间呈线性变化X=B(t+)/A线性区（干氧氧化与湿氧氧化激活能为2eV,）；氧化层变厚时，氧化剂必须通过氧化层扩散，在二氧化硅界面与硅发生反应，并受扩散过程影响，氧化层厚度与氧化时间的平方根成正比，生长速率为抛物线X^2=B(t+)抛物线区（干氧氧化激活能是1.24Ev,湿氧氧化是0.71eV）。
11、线性速率常数与晶体取向有关，因为速率常数与氧原子进入硅中的结合速率和硅原子表面化学键有关；抛物线速率常数与晶体取向无关，因为它量度的是氧化剂穿过一层无序的非晶二氧化硅的过程。
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pn 结二极管的两个基本特性①开关特性②整流特性突变结模型近似①掺杂分布是阶跃函数。
在n 型和p 型半导体的净掺杂浓度皆为常数。
②杂质完全电离。
即n 型半导体和p 型半导体的平衡电子浓度分别为：n n0=N D 和p p0=N A ③忽略杂质引起的带隙变窄效应。
但需要考虑掺杂引起的费米能级变化，对简并态，n 型半导体和p 型半导体的费米能级分别处于导带底和价带顶。
pn 结平衡能带图接触后平衡态下的费米能级就是上图的E F内建电势差在没有外接电路的情形下，扩散过程不会无限延续下去。
此时会到达一种平衡，即扩散和漂移之间的动态平衡，相应产生的电势差称为接触电势差。
由于是自身费米能级不同产生的，因此常称为自建势或内建势电子和空穴的内建电势差大小区别对于同质结，他们的大小是一样的，对于异质结不一样。
突变结电场强度与电势分布电场分布图大小电势分布图由dx x E x )()(大小求出耗尽区及其宽度，在各自n 区、p 区的耗尽宽度与什么有关？①定义：在半导体pn 结、肖特基结、异质结中，由于界面两侧半导体原有化学势的差异导致界面附近能带弯曲，从而形成能带弯曲区域电子或空穴浓度的下降，这一界面区域称为耗尽区。
②宽度：③关系：pn n p D A p nx x V V N N x x ;单边突变结及其平衡时的能带图外加正偏压、负偏压下的pn结能带图pn结电压与外加偏压关系外加反偏电压V j=V t o tal=V bi+V R;外加正偏电压V j=V total=V bi-V R扩散电流势垒降低，位于中性区或准中性区的多数电子或空穴通过扩散穿过pn结皆产生从n到p或p到n的净电子、净空穴扩散流，相应地皆为从p区至n区的净扩散电流;从n区扩散到p区的电子将成为p区中的过剩少数载流子，将发生远离结区的方向扩散和复合，过剩电子浓度将逐渐减小。
此时，由于中性p区无电场，因此电子主要以扩散方式流入p区，故称过剩少数载流子电流为扩散电流或注入电流。
少子注入及表达式给pn结外加正向偏压时，少子被注入了，n p=n p0exp(qV a/kT) 少子抽取给pn结外加反向偏压时，少子被抽取了，n p=0长基区原型二极管电流主要为扩散电流，同时结两边的准中性区的长度远大于区域中少子的扩散长度(电子为L n，空穴为L p)什么是pn结二极管的理想电流？理想电流－电压方程如何？理想因子？反向饱和电流或电流密度？并画出电流－电压关系简图①定义(假设)a耗尽层突变近似。
空间电荷区的边界存在突变;耗尽区以外的半导体区域为电中性，且多子浓度基本上等于平衡时的浓度。
b半导体为非简并，载流子统计分布采用麦克斯韦-波尔兹曼统计。
c小注入条件。
在结的任何一边，任何位置的少子浓度远远小于多子浓度。
d电流分布。
在中性区或准中性区，和扩散电流相比，少子的漂移电流可忽略;pn结内的电流值处处相等;pn结内的电子电流与空穴电流分别为连续函数;耗尽区内的电子电流与空穴电流为恒定值。
②方程：③理想因子：一般情形下，电流密度J通常近似为右图：其中，J s为J rec和J0的函数，n为二极管的品质因子或理想因子④电流密度：总反偏电流密度为理想反向饱和电流密度与反向产生电流密度之和，即关系简图：短基区二极管对长基区二极管，注入的过剩载流子可以完全通过复合来衰减。
在双极结型晶体管中，基区n区宽度w B(不包括耗尽区)很薄(短基区二极管)，远远小于少子如空穴的扩散长度。
而在p区，仍足够长。
反偏产生电流反偏时在耗尽区，由于热激发产生的载流子被电场扫出形成反偏产生电流正偏复合电流正偏时，空穴注入到n区时经过耗尽区，此时由于电子注入也经过耗尽区，因此耗尽区存在两种过剩载流子将发生复合而损失，由此造成p区须将额外向n区注入空穴、n区向p区额外注入电子的流动而形成复合电流。
试画出正偏压下pn结的准费米能级分布同“外加正偏压、负偏压下的pn结能带图”正偏压下，最大复合速率位于pn结何处？由d(1/R N)/dn=0可求出最大复合率对应的位置满足右图pn结接触处存在一复合率尖峰，即最大复合率对应的位置。
复合电流和扩散电流与电压的变化关系有什么不同？复合电流考虑下的pn结电流－电压关系如何表述？①J=Js(exp(qVa/nkT)-1) 对于复合电流n=2，对于扩散电流n=1，而lnJ=lnJs+(q/nkT)Va，画出lnJ-Va图，扩散电流的斜率是复合电流的两倍。
②电流电压关系J=Js(exp(qVa/nkT)-1) 串联电阻效应串联电阻包含两部分①通过中性区的电压降IR②接触阻抗大注入效应大注入时，注入的少子浓度和多子浓度接近，如在n端耗尽区边界处：（右图）隧穿电流高电场下,价带中的电子越过禁带或势垒进入到导带中的空态而形成的电流。
雪崩倍增电流由碰撞电离引起，即高电场下，热平衡电子被耗尽区电场加速碰撞价带中的电子形成电子－空穴对，并持续发生而形成的电流。
反向击穿①当二极管的反向电流超过某一定值时，就可认为击穿。
但击穿后的器件并没有真正损坏，因此击穿是可逆的。
②击穿电压：对Si的pn结，击穿电压大于8V，主要为雪崩击穿；电压小于6V时，主要为隧穿击穿。
结电阻或扩散电阻结电阻为热电压和直流偏置点处的电流比值；结电阻随偏置电流的增加而减小，即与IV特性的斜率成反比。
（右图）存储电荷电容或扩散电容在交流电压周期内，注入的少子发生了周期性的充、放电，产生的电容称为扩散电容或存储电荷电容。
有效存储电荷/渡越时间DQ T scI V C t 其中n P n p P P T I I I I I I n n 为少子的平均渡越时间，简称渡越时间。
结电容、耗尽层电容或势垒电容由于耗尽区内的正电荷与负电荷在空间上是分离的，故pn 结具有了电容的充放电效应。
当V R 增加dV R 时，n 区内形成额外的正电荷，同时在p 区形成额外的负电荷。
势垒电容定义为：其中，最终小信号下，理想正偏pn 结二极管的等效电路图（右图）pn 结二极管关瞬态时的存储时间如何使pn 结二极管快速关断？①较大的反偏电流IR;②降低少子寿命，即减小扩散长度：通过引入复合中心，如Si 中的Au 或Cu ；③其它：减小轻掺杂区厚度(短基区)或进行梯度掺杂分布。
超突变结线性缓变结文字定义：①在E -B 结(n +p )中，p 型B 区掺杂浓度随E -B 结的距离增大而减小。
这种半导体结称为超突变结。
②在B -C 结(pn )中，掺杂浓度皆随离结距离增大而增大。
而且，在B -C 结附近的掺杂可近似为线性分布，称之为线性缓变结。
公式定义：对p +n 单边结，x >0处的n 型掺杂浓度N D ’=BX m ，m =0均匀掺杂，m =1是线性缓变结，m =负值是超突变结半导体异质结由两种不同的半导体单晶材料(一般是窄带隙和宽带隙)组成的结异质结突变结、缓变结①突变结：带隙由一种半导体直接变为另一种半导体，如Ge/GaAs 等②缓变结：两种半导体的带隙连续变化形成，如GaAs/Al 1-x Ga x As 异质结等异质结类型以及能带示意图①跨骑型或I 型②交错型或II 型③错开型或III 型同型异质结和反型异质结①掺杂类型相同的称为同型异质结(N n和P p)②相反的称为反型异质结(N p和P n)电子亲和势模型假设条件：半导体材料参数直到冶金结处都不变；半导体材料的晶格常数相近或相等；真空能级连续；异质结能带图由两种半导体材料的亲和能、电离能或带隙决定。
根据接触前异质结能带画出热平衡后的能带图Pn反型异质结nN同型异质结二维电子气以及缓变结的使用原因？减少电离杂质散射，提升电子的迁移速率隧穿诱导偶极层如果异质结中两种半导体材料的晶格常数不同，而且价带顶能量差较大，此时在界面处将产生电偶极层，如GaAs/Ge异质结。
量子阱如在跨骑型GaAs/Al0.3Ga0.7As异质结中，当GaAs层的厚度降低到和电子的德布罗意波长相当时，GaAs中的载流子出现量子现象，即电子在垂直方向呈量子化且被限制在GaAs中。
具有这种结构的称为量子阱，GaAs称为阱层，而AlGaAs称为垒层。
超晶格当垒层的厚度降低到量子阱之间的波函数发生相互作用，由量子阱中的量子限制能级变成了子能带，称为超晶格。
量子阱带间跃迁吸收、子带间跃迁吸收带之间的跃迁吸收子带之间的跃迁吸收肖特基势垒肖特基二极管的电流产生机制电子从金属流向半导体(m→s)：势垒高度为φB0，理想情况下不随外加电压变化；电子从半导体流向金属(s→m)：势垒或内建电势差随外加电压变化，类似于pn同质结、异质结。
肖特基二极管的电流－电压与pn结二极管的电流－电压特性的区别①一般而言，肖特基二极管的理想反向饱和电流密度比pn结要大2～3个数量级；因此，反向偏压下的pn结产生电流密度比起J sT可忽略不计，即J sT>>J s ②反向偏压下肖特基二极管存在较大的隧穿电流。
③由于小的内建电势差，在相同的正向偏压下，肖特基二极管的正向电流比pn结的大。
④有效开启电压不同(势垒高度的不同)。
金属-半导体的欧姆接触接触电阻很低的金属-半导体结，在金属和半导体两边都能形成电流。
理想情况下，通过欧姆接触形成的电流-电压为线性关系，且电压较低(或接触电阻很低)。
热平衡时，金属－半导体欧姆接触的能带图右图重掺杂半导体与金属形成的隧道效应对金属-n+结，由于半导体进行了重掺杂，此时的空间电荷区宽度非常薄，电子将容易隧穿通过势垒。
比接触阻抗反映金属和半导体欧姆接触的阻抗晶体管类型、组成名称和电路符号两种类型：npn和pnp 组成名称：发射极、集电极、基极电路符号（npn和pnp）平衡态能带图（npn和pnp)工作模式以及对应的输入、输出参数共基极：基极被输入和输出电路所共用共发射极：射极被输入和输出电路所共用四种工作区域名称以及相应pn结的偏置情况①正向有源或放大模式V BE正偏，V BC反偏②电压饱和V BE正偏，V BC正偏③反向有源V BE反偏，V BC正偏④截止V BE反偏，V BC反偏晶体管的放大作用对共发射极，电流增益为β=I C/I B试画出npn和pnp晶体管正向有源模式下的能带图共基极电流增益共发射极电流增益共基极电流增益E CP I I 0共发射极电流增益B C I I 设M 0则1;-1发射区发射效率nE EP EP E EPI I I I I 基区输运系数EP CPT I I 三者关系T0试画出npn 晶体管共基极组态下载流子引起的各电流组元，并分别解释它们的含义。
①IEp ：发射区空穴电流②ICp ：集电区空穴电流③IBB ：EB 正偏下的复合电流Irec ，其中IBB=Irec=IEp －ICp ④IEn ：基区注入发射区的电子电流，一般希望很小⑤ICn ：集基结附近集电区由热产生的载流子流向基区形成的电流正向有源、饱和、反向有源、截止工作区域时少子分布（以npn 晶体管为例）影响双极晶体管电流增益的非理想因素有哪些？并就其中2点做出简要说明。