一.半导体中的电子状态 1.原子中的能级和固体中的能带 电子的共有化运动;能带的形成;sp3轨道杂化 2.半导体中的电子状态和能带 波函数特性;E(k)~k关系及布里渊区;k空间概念及其态密度;Si,Ge,GaAs的第一布里渊区 3.半导体中电子的运动 共有化运动速度;加速度;电子的有效质量;半导体、绝缘体和导体的区别 4.空穴 空穴的定义;空穴的特征参数 5常见半导体的等能面和能量极值 k空间等能面;多极值情况 6.Ge Si GaAs的能带 导带结构;价带结构 7.杂质和杂质能级 杂质存在方式;杂质能级;杂质补偿;等电子杂质;Ⅲ-Ⅵ族化合物中的杂质 二.热平衡载流子浓度 1.分布函数 费米分布;玻尔兹曼分布 2.状态密度 能量态密度函数 3.平衡载流子浓度公式(非简并) 电子和空穴浓度;浓度积np 4.本征半导体的载流子浓度与费米能级 5.杂质半导体的载流子浓度与费米能级 电子在杂质能级上的分布;不同温度区间的n,p和Ef 6.杂质补偿半导体的载流子浓度 7.简并半导体 简并半导体概念;简并条件 三.弱场下载流子的运动 1.载流子的散射和迁移率 漂移速度,迁移率,电导率;平均自由时间,散射几率 2.散射机构 晶格振动;晶格散射;电离杂质散射 3.迁移率;电导率 μ~τ的关系; σ~τ的关系;电导有效质量;迁移率,电导率与Ni和温度T的关系 4.霍耳效应 霍耳系数;霍耳角;两种载流子同时导电时的霍耳效应;霍耳效应的实际应用 6.磁阻现象 物理磁阻;几何磁阻 7.电导,霍耳效应的统计分布 玻尔兹曼方程;弱场情况的分布函数;球形等能面半导体的电导率;霍耳系数的统计 <!--[if !supportLists]-->四. <!--[endif]-->非平衡载流子及其复合 1.非平衡载流子的产生 非平衡态;非平衡载流子的复合和寿命;准费米能级 2.平衡载流子的扩散运动 扩散电流;非平衡载流子的扩散分布 3.非平衡载流子的漂移电流和扩散电流 非平衡载流子的漂移和扩散;爱因斯坦关系 4.电流连续性方程 5.非平衡载流子的复合过程 直接复合;间接复合; 表面复合;俄歇复合;陷阱效应 五.P-N结 1.P-N结 的结构 2.平衡P-N结的特性 空间电荷区;内建电场;能带,费米能级;P-N结接触电势差;势垒区的载流子分布 3.P-N结的电场和电位分布及势垒区宽度 突变结势垒区的电场,电位;线性缓变结势垒区的电场,电位 4.P-N结的电流电压特性 非平衡P-N结的变化;理想P-N结电流电压方程;P-N结偏离理想方程的因素(势垒区的产生电流;势垒区的复合电流;正向大注入效应;实际的I-V曲线) 5.P-N结电容 势垒电容;扩散电容 6.P-N结击穿 雪崩击穿;隧道击穿;热击穿 7.异质结 理想异质结的能带图;电势,结宽和电容;界面态的影响 六.半导体表面 1.表面电场效应 表面电荷的五种状态 2.表面空间电荷区的电场,电势,电容 3.理想MOS结构的C(V)特性 4.实际MOS结构的C(V)特性 金属与半导功函数差的影响;氧化层固定电荷的影响;可动电荷的影响;界面态的影响 5.金属半导体接触 理想肖特基模型;巴丁模型;肖特基势垒的整流特性;肖特基结特点;欧姆接触 七.半导体的光学性质 1.本征吸收 直接跃迁吸收;间接跃迁吸收;激子吸收;自由载流子吸收;杂质吸收;晶格吸收 2.半导体的光电导 定态光电导;光电导的弛豫 3.半导体光生伏特效应 4.半导体发光 辐射复合跃迁;非辐射复合跃迁 5.半导体激光 半导体受激发射的条件;P-N结激光器 八.强电场效应 1.强电场下的非线性电导 热载流子,晶格温度;非线性电导 2.表面量子化 3.半导体超晶格和多量子井
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