微电子概论第二版复习资料
微电子概论第二章2-4节_双极晶体管
(3) 直流电流放大系数与晶体管结构参数的关系 将上述注入效率和基区输运系数表达式代入电流放大系数表达式，得
2.4.1 双极晶体管的直流放大原理
4. 提高双极晶体管直流电流增益
(3) 直流电流放大系数与晶体管结构参数的关系
(4) 提高直流电流放大系数的途径
2.4.1 双极晶体管的直流放大原理
3. 双极晶体管直流电流增益
(4) 共射极直流电流增益β0 共射极连接，输入电流为IB，输出电流为IC 。 由 IC＝α0IE＋ICBO 代入IE=IC+IB，经简单数学变换，得
输出电流IC由两部分组成。其中β0IB是由输入电流IB对输出端电流的贡 献部分。这部分电流与输入电流IB之比为β0，称为共射极直流电流增益。 ICBO是输入端开路（IB=0）情况下输出电流，只流过输出端，对信号传 输没有贡献。而且由上式可见，ICEO是ICBO的(1+β0)倍，比ICBO大得多。 由前面表达式 一般晶体管中，α0通常都大于0.99，则β0比1大得多，通常在几十到几 百之间。对电流增益有特殊要求的超β晶体管，β0可能达到几千 。
2.4.1 双极晶体管的直流放大原理
2. 双极晶体管直流电流传输过程
可得双极晶体管内部电流传输示意图
(2) 端电流组成 发射极电流 IE＝InE＋IpE InE是发射区通过eb结注入到基区的电子电流 IpE是基区通过eb结注入到发射区的空穴电流 集电极电流 IC＝InC＋ICBO InC是InE中通过基区到达集电结的电流 显然InC ＝(InE－IRB) ，其中IRB是在基区中复合的电流 ICBO是流过反偏bc结的反向饱和电流（从集电极流向基极） 由IB＝IE-IC可得
分析可得基区宽变效应导致β0随 VCE的变化关系为 VAF称为厄利电压（见图）。 厄利电压VAF越小，表示基区宽变效应越严重。 (3) 减小基区宽变效应（提高厄利电压）的途径 提高基区掺杂浓度、增大基区宽度 这些要求均与提高电流放大系数相冲突，需要统筹考虑。
大一微电子学概论知识点
大一微电子学概论知识点微电子学是研究微型电子器件和电路的学科，是现代电子技术中的重要组成部分。
本文将介绍大一微电子学概论中的一些重要知识点，帮助读者快速了解该学科的基础内容。
一、半导体材料半导体材料是微电子学研究中的基础。
常见的半导体材料有硅和锗，其特点是导电性介于导体和绝缘体之间。
在半导体材料中，电子的能级分布对电子行为和电路性能起到重要影响。
当外界施加一定电压或热能时，半导体材料的导电性会发生改变，进而实现电子器件的控制和操作。
二、PN 结和二极管PN 结是由P 型半导体和N 型半导体直接接触形成的结构。
当两者接触时，PN 结会形成一个带电的耗尽区域，导致电子和空穴的扩散和漂移。
二极管是由PN 结构成的最简单的电子器件，具有只允许单向电流通过的特性。
在正向偏置时，二极管导通，电流通过；在反向偏置时，二极管截止，电流不能通过。
二极管在电子电路中广泛应用于整流、限流等基本功能。
三、晶体管晶体管是一种由三层或四层半导体材料组成的电子器件。
常见的有NPN 和PNP 两种类型。
晶体管具有放大电流和控制电路的作用。
在电子电路中，晶体管通常用作电压放大器和开关，广泛应用于无线通信、计算机和电子设备中。
四、场效应管场效应管是一种半导体器件，根据电场的作用调节电流。
常见的场效应管有MOSFET 和JFET 两种类型。
MOSFET 是现代集成电路中最常用的器件之一，具有功率小、速度快、噪音低等优点。
场效应管在电子产品中扮演着重要的角色，如放大器、开关、模拟电路等。
五、数字逻辑门数字逻辑门是由逻辑功能的电路元件组成的电子器件。
常见的逻辑门有与门、或门、非门等。
逻辑门能够通过逻辑电平的输入和输出实现基本的逻辑运算，用于数字电路中的计算和控制。
它们是计算机和数字电子设备中最基本的组成部分。
六、集成电路集成电路是在单个芯片上集成了大量电子器件和电路的电子元件。
根据集成度的不同，可以分为小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）和大规模集成电路（LSI）等。
微电子学概论PPT课件
的特点
集成电路的分类
导论
晶体管的 发明
集成电路 发展历史
集成电路 的分类
微电子学 的特点
集成电路的分类
器件结构类型 集成电路规模 使用的基片材料 电路形式 应用领域
器件结构类型分类
导论
晶体管的 发明
集成电路 发展历史
集成电路 的分类
微电子学 的特点
集成电路（IC）产值的增长率（RIC）高于电子 工业产值的增长率（REI）
电子工业产值的增长率又高于GDP的增长率 （RGDP）
一般有一个近似的关系
RIC≈1.5~2REI REI≈3RGDP
微电子学发展情况
导论
晶体管的 发明
集成电路 发展历史
集成电路 的分类
微电子学 的特点
世界GDP和一些主要产业的发展情况
晶体管的 发明
集成电路 发展历史
集成电路 的分类
微电子学 的特点
1947年12月13日 晶体管发明 1958年 的一块集成电路 1962年 CMOS技术 1967年 非挥发存储器 1968年 单晶体管DRAM 1971年 Intel公司微处理器
摩尔定律
导论 晶体管的
发明 集成电路
发展历史 集成电路
高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电 子学发展的方向
微电子学的渗透性极强
它可以是与其他学科结合而诞生出一系列新的 交叉学科，例如微机电系统(MEMS)、生物芯 片等
作业
微电子学？
导论 晶体管的
微电子学核心？
发明 微电子学主要研究领域？
集成电路 发展历史
微电子学特点？
集成电路 集成电路？
的分类
例如数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等
微电子学概论
第一章绪论1.1946年第一台计算机：ENIAC2.1947年12月23日第一个晶体管:巴丁、肖克莱、布拉顿3.集成电路：通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片（如硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能4.达默第一个提出集成电路的设想，1958年德克萨斯仪器公司基尔比研制除了第一块集成电路5.集成电路芯片的集成度每三年提高4倍，而加工特征尺寸缩小倍，这就是摩尔定律6.集成电路按器件结构类型分类：a)双极集成电路：主要由双极晶体管构成a)NPN型双极集成电路b)PNP型双极集成电路b)金属-氧化物-半导体(MOS)集成电路：主要由MOS晶体管(单极晶体管)构成1.NMOS2.PMOS3.CMOS(互补MOS)c)双极-MOS(BiMOS)集成电路：同时包括双极和MOS晶体管的集成电路为BiMOS集成电路，综合了双极和MOS器件两者的优点，但制作工艺复杂7.按结构形式的分类：单片集成电路：a)它是指电路中所有的元器件都制作在同一块半导体基片上的集成电路b)在半导体集成电路中最常用的半导体材料是硅，除此之外还有GaAs等混合集成电路：c)厚膜集成电路d)薄膜集成电路8.按电路功能分类：↗数字集成电路(Digital IC)：它是指处理数字信号的集成电路，即采用二进制方式进行数字计算和逻辑函数运算的一类集成电路↗模拟集成电路(Analog IC)：它是指处理模拟信号(连续变化的信号)的集成电路✍线性集成电路：又叫做放大集成电路，如运算放大器、电压比较器、跟随器等✍非线性集成电路：如振荡器、定时器等电路↗数模混合集成电路(Digital - Analog IC) ：例如数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等第三章第四章1.集成电路的集成度，功耗延迟积，特征尺寸是描述集成电路性能的几个重要指标2.特征尺寸：指集成电路中半导体器件的最小尺度3.图形转换：光刻：光刻三要素：光刻胶、掩膜版和光刻机；4.光刻胶：光刻胶又叫光致抗蚀剂，它是由光敏化合物、基体树脂和有机溶剂等混合而成的胶状液体光刻胶受到特定波长光线的作用后，导致其化学结构发生变化，使光刻胶在某种特定溶液中的溶解特性改变5.正胶：曝光后可溶；负胶：曝光后不可溶；6.几种常见的光刻方法：接触式光刻，接近式曝光，投影式曝光，i.超细线条光刻技术b)甚远紫外线(EUV)c)电子束光刻d)X射线e)离子束光刻7.化学汽相淀积(CVD)：通过气态物质的化学反应在衬底上淀积一层薄膜材料的过程CVD技术特点：a)具有淀积温度低、薄膜成分和厚度易于控制、均匀性和重复性好、台阶覆盖优良、适用范围广、设备简单等一系列优点b)CVD方法几乎可以淀积集成电路工艺中所需要的各种薄膜，例如掺杂或不掺杂的SiO、多晶硅、非晶硅、氮化硅、金属(钨、钼)等2单晶硅的化学汽相淀积(外延)：一般地，将在单晶衬底上生长单晶材料的工艺叫做外延，生长有外延层的晶体片叫做外延片 二氧化硅的化学汽相淀积：可以作为金属化时的介质层，而且还可以作为离子注入或扩散的掩蔽膜，甚至还可以将掺磷、硼或砷的氧化物用作扩散源c)低温CVD氧化层：低于500℃d)中等温度淀积：500～800℃e)高温淀积：900℃左右多晶硅的化学汽相淀积：利用多晶硅替代金属铝作为MOS器件的栅极是MOS集成电路技术的重大突破之一，它比利用金属铝作为栅极的MOS器件性能得到很大提高，而且采用多晶硅栅技术可以实现源漏区自对准离子注入，使MOS集成电路的集成度得到很大提高。
微电子技术概论期末试题
《微电子技术概论》期末复习题试卷结构：填空题40分，40个空，每空1分，选择题30分，15道题，每题2分，问答题30分，5道题，每题6分填空题1.微电子学是以实现电路和系统的集成为目的的。
2.微电子学中实现的电路和系统又称为集成电路和集成系统，是微小化的。
3.集成电路封装的类型非常多样化。
按管壳的材料可以分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。
4.材料按其导电性能的差异可以分为三类：导体、半导体和绝缘体。
5. 迁移率是载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度。
6.PN 结的最基本性质之一就是其具有单向导电性。
7.根据不同的击穿机理，PN 结击穿主要分为雪崩击穿和隧道击穿这两种电击穿。
8.隧道击穿主要取决于空间电荷区中的最大电场。
9. PN结电容效应是PN结的一个基本特性。
10.PN结总的电容应该包括势垒电容和扩散电容之和。
11.在正常使用条件下，晶体管的发射结加正向小电压，称为正向偏置，集电结加反向大电压，称为反向偏置。
12.晶体管的直流特性曲线是指晶体管的输入和输出电流-电压关系曲线，13.晶体管的直流特性曲线可以分为三个区域：放大区，饱和区，截止区。
14.晶体管在满足一定条件时，它可以工作在放大、饱和、截止三个区域中。
15.双极型晶体管可以作为放大晶体管，也可以作为开关来使用，在电路中得到了大量的应用。
16. 一般情况下开关管的工作电压为 5V ，放大管的工作电压为 20V 。
17. 在N 型半导体中电子是多子，空穴是少子；18. 在P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。
19. 所谓模拟信号，是指幅度随时间连续变化的信号。
20. 收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号是模拟信号。
21. 所谓数字信号，指在时间上和幅度上离散取值的信号。
22. 计算机中运行的信号是脉冲信号，但这些脉冲信号均代表着确切的数字，因而又叫做数字信号。
23. 半导体集成电路是采用半导体工艺技术，在硅基片上制作包括电阻、电容、二极管、晶体管等元器件并具有某种电路功能的集成电路。
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1室温下某突变PN 结的N D ＝5×1017cm -3，N A =1x1016 cm -3，试求平衡状态下(1)内建电势V bi(2)耗尽区宽度X d(3)最大电场强度E maxV bi =KT q ln N A N D n i 22.某硅突变PN 结的N D ＝1.5×1015 cm -3，N A ＝1.5×1018 cm -3，试求室温下(1)V KN 与V KP 各为多少？(2)当外加电压V ＝0.80V 时，P n (x n )与n p (-x p )各为多少?(3)内建电势V bi 为多少?3、某高频晶体管的β0＝100当信号频率f 为400MHZ 时测得|βw |＝8，且最大功率增益K pmax =100 求:(1)该晶体管的特征频率（2）该晶体管的截止频率(3)该晶体管的最高振荡频率4、某高频晶体管β0＝100、当信号频率f 为40MH 时测得其|βw |＝5，试求(1)该晶体管的特征频率f T 。
(6分)(2)当信号频率分别为15MHz 和60MHZ 时该晶体管的|βw |。
5、已知 Si-MOSFET具有下列参数:二氧化硅介质层厚度T ox=200nm，L＝12um，Z/L＝40，u n= 600cm2V-1S-1，饱和时源漏电压V Dsat＝8V(1)计算增益因子β(2)计算跨导g m(3)计算最高工作频率f T6、铝栅P沟道Si- MOSFET具有下列参数:二氧化硅介质层厚度Tox=150nm ,N D=2x1015 cm-3,Q ox/g=1011cm-2, L=4um, Z=100um,u p =300 cm2V-1S-1计算阈值电压V T(1)(2)计算增益因子β(3)计算V GS= -4V时的饱和漏极电流7、耗尽近似、中性近似、大注入效应、小注入效应耗尽近似：空间电荷密度=电离杂质电荷密度中性近似：平衡多子浓度=电离杂质浓度8、厄尔利效应，采取什么描施增大厄尔利电压增大基区宽度、减小势垒区宽度，即增大基区掺杂浓度9、晶体管甚区扩展效应集电结电压不变，集电极电流增加时，基区宽度会展宽10、晶体管基区穿通效应，怎样防止基区穿通提高Wb和Nb11.什么是晶体管的二次击穿当Vce增大时，Ic增大到某一临界值时，晶体管上的压降突然降低，电流仍然增大11、什么是有效沟道长度调制效应有效沟道随Vds的增大而缩短12、发射结电流集边效应当晶体管的工作电流很大时，基极电流通过基极电阻产生的压降也很大，这会使得发射极电流在发射结上的分布不均匀。
电子行业微电子复习资料
电子行业微电子复习资料1. 引言微电子是电子科学与工程中的一个重要分支，主要研究电子元器件、电路和系统的微小尺寸制造和集成技术。
在现代电子行业中，微电子技术的发展在诸多领域中扮演着重要角色，如通信、计算机、医疗、能源等。
本文将为读者提供一份电子行业微电子的复习资料，旨在帮助读者回顾微电子的基础知识和常用技术。
2. 微电子基础知识微电子学涉及多个基础知识点，包括半导体物理、固态电子学和集成电路设计等。
以下是一些常见的基础知识点：2.1 半导体物理•半导体物理基础：介绍半导体材料的基本特性，包括导电性、能带理论和载流子的运动机制等。
•PN结：讲解PN结的形成原理、电流输运和应用。
•半导体器件：介绍常见的半导体器件，如二极管、BJT晶体管和MOSFET场效应晶体管等。
2.2 固态电子学•晶体管工作原理：介绍晶体管的结构和工作原理，包括BJT晶体管和MOSFET晶体管。
•放大器设计：讲解放大器的基本原理和设计方法，包括共射放大器、共基放大器和共集放大器等。
•频率响应：介绍电路的频率特性和滤波器的设计原理。
2.3 集成电路设计•CMOS工艺：讲解CMOS工艺的基本原理和制造过程。
•数字电路设计：介绍数字电路设计的基本原理和常用的逻辑门电路。
•模拟电路设计：讲解模拟电路设计的基本原理和设计方法，如放大器、滤波器和振荡器等。
3. 微电子技术应用微电子技术在多个领域中广泛应用，下面列举了一些常见的微电子技术应用：3.1 通信领域•无线通信系统：介绍无线通信系统的基本原理和各个模块的微电子技术应用。
•射频电路设计：讲解射频电路设计的基本原理和常用技术，如功率放大器、混频器和滤波器等。
3.2 计算机领域•微处理器：介绍微处理器的结构和工作原理，涵盖指令集体系结构和流水线技术等。
•存储器：讲解存储器的基本原理和常见类型，如RAM和ROM等。
•高速接口：介绍高速数据传输接口的设计和优化，如USB、HDMI和PCIe等。
微电子器件复习提纲
微电子器件期末复习提纲（I）考试题型：填空题（20分），PN结大题（20分），双极晶体管大题（36分），MOSFET 大题（24分）。
2、3、4各章分数比例为26:44:30。
（II）第2章PN结部分复习重点1.利用泊松方程推导电场分布函数以及分布图，耗尽区宽度；2.推导自PN结空间电荷区以及自建电场的形成原因；3.建电势的表达式（不止一种方法，自己总结）；4.平衡、正偏和反偏状态下PN结的能带图，准费米能级变化趋势；5.正向电压下PN结的电流成分，电子和空穴扩散电流的表达式；6.反向饱和电流（公式，物理意义，影响因素）；7.正偏和反偏状态下PN结中性区少子分布曲线以及边界条件；8.薄基区二极管的定义，各区少子分布函数以及分布曲线；9.大注入和小注入的含义，大注入自建电场产生的原因；10.PN结的几种击穿方式（击穿条件，物理过程，温度系数），提高击穿电压的方式；11.势垒电容和扩散电容产生的过程以及区别，降低势垒电容方法。
（III）第3章双极晶体管部分复习重点1.双极晶体管的四种工作状态，每一种工作状态的少子分布图以及能带图（均匀基区和缓变基区）；2.晶体管内部各种电流成分及其传输过程；3.晶体管端口电流的组成成分，端口电流的数学关系；4.共基极和共发射极放大系数的定义以及二者的关系；5.发射极注入效率γ、基区输运系数β*以及电流放大系数α的定义，哪些措施可以提高γ、β*和α？6.用电荷控制法推导基区输运系数和基区渡越时间；7.基区输运系数的物理意义；8.缓变基区自建电场的形成过程，自建电场表达式的数学推导；9.小电流时放大系数下降的原因；10.发射区重掺杂效应及其物理原因；11.共基极和共射极的输出特性曲线，利用曲线如何测量放大系数；12.基区宽度调变效应（Early效应）的物理原因，此时的输出特性曲线的几何意义，如何利用输出曲线测量Early电压以及提高Early电压的方法；13.I EBO、I CBO、I CEO、I ES、I CS以及BV CBO、BV CEO的含义；14.负阻特性曲线以及物理解释；15.基区穿通效应的含义，如何提高穿通电压，穿通电压的提高与其他电学参数的矛盾，基区穿通对I CEO-V CE特性的影响；16.基极电阻的组成部分，计算缓变基区的方块电阻；17.倒向晶体管放大系数小于正向晶体管放大系数的原因。
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微电子概论第二版复习资料
微电子概论第二版复习资料
微电子是一门研究微观尺度下电子器件和电路的学科，它涵盖了半导体物理、电子器件、集成电路设计与制造等多个领域。
在现代科技的推动下，微电子领域的发展日新月异，给我们的生活带来了巨大的变化。
本文将从微电子的基础概念、器件原理、集成电路设计、制造工艺等方面进行探讨，帮助读者理解微电子的基本知识和技术。
一、微电子的基础概念
微电子学是电子学的一个重要分支，它研究的对象是微观尺度下的电子器件和电路。
微电子学的基础概念包括半导体物理、固体物理、量子力学等。
其中，半导体物理是微电子学的基石，它研究的是半导体材料的性质和行为。
半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的电导特性，这使得它成为微电子器件的理想材料。
二、微电子器件的原理
微电子器件是微电子学的核心内容，它是实现电子功能的基本单元。
常见的微电子器件包括二极管、晶体管、场效应晶体管等。
这些器件通过控制电流和电压的变化，实现电子信号的放大、开关和逻辑运算等功能。
在微电子器件的设计和制造过程中，需要考虑材料的选择、结构的设计以及工艺的控制等多个方面的因素。
三、集成电路设计
集成电路是微电子技术的重要应用之一，它将多个微电子器件集成在一个芯片上，实现复杂的电子功能。
集成电路设计是指将电路功能转化为物理结构的过
程，它包括逻辑设计、布局设计和物理设计等多个阶段。
在集成电路设计中，
需要考虑电路的功能、性能、功耗、面积等多个指标，以及制造工艺的限制。
四、制造工艺
微电子器件和集成电路的制造过程被称为制造工艺。
制造工艺包括材料的选择、清洗、沉积、刻蚀、光刻、离子注入等多个步骤。
其中，光刻技术是制造工艺
中的核心环节，它通过光刻胶和掩膜的组合，将电路图案转移到硅片上。
制造
工艺的精细程度决定了微电子器件和集成电路的性能和可靠性。
总结
微电子是一门涵盖多个学科的综合性学科，它研究的是微观尺度下的电子器件
和电路。
微电子学的基础概念包括半导体物理、固体物理、量子力学等。
微电
子器件是实现电子功能的基本单元，而集成电路则是微电子技术的重要应用之一。
在微电子的设计和制造过程中，需要考虑材料的选择、器件的原理、集成
电路的设计以及制造工艺的控制等多个方面的因素。
微电子技术的发展将继续
推动科技的进步，为人们的生活带来更多的便利和创新。