2电子科学技术导论(书)new

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1、北京联合大学信息学院北京联合大学微电子应用技术研究所北京交通大学电子工程系电子科学与技术导论电子科学与技术导论李哲英TheIntroductionofElectronicTheIntroductionofElectronicScienceandTechnologyScienceandTechnology内容内容第一部分第一部分电子科学与技术课程概述电子科学与技术课程概述第二部分第二部分电子科学与技术的基本内容电子科学与技术的基本内容第三部分第三部分电子科学与技术的核心技术电子科学与技术的核心技术第二部分第二部分

2、电子科学与技术的基本内容电子科学与技术的基本内容一、电子科学与技术学科概述（第1章）二、半导体物理与数学工具（第2，3章）三、基本元器件与电路分析工具（第4，5章）四、应用技术概述（第6章）五、集成电路（第7章）六、制造工艺（第8章）第二部分电子科学与技术的基本内容二、半导体物理与数学工具（第2，3章）第第22章章半导体物基础半导体物基础半导体物理学应用属于应用物理学，1）提供晶体基本结构、电学特征以及加工特征等，2）提供半导体材料分析和研究的基本理论与方法。半导体晶体材料的基本结构半导体晶体材料的基本结构平衡

3、态半导体晶体平衡态半导体晶体非平衡态半导体晶体非平衡态半导体晶体载流子传输现象载流子传输现象第二部分电子科学与技术的基本内容第第22章章半导体物基础半导体物基础半导体晶体材料的基本结构半导体晶体材料的基本结构晶体描述晶体描述AD1）二维晶格BC2）原始晶体单元3）半导体固态晶体的基本立方体结构第二部分电子科学与技术的基本内容第第22章章半导体物基础半导体物基础半导体晶体材料的基本结构半导体晶体材料的基本结构晶体描述晶体描述价电子4）化学键+14+4+32惯性核硅原子惯性核等效模型锗原子空穴电子空穴+4+4+4+

4、4第二部分电子科学与技术的基本内容第第22章章半导体物基础半导体物基础平衡态半导体晶体平衡态半导体晶体平衡态半导体晶体，也叫做热半导体晶体平衡态半导体晶体，也叫做热半导体晶体半导体晶体处于等温、无外电场和磁场作用时，叫半导体晶体处于等温、无外电场和磁场作用时，叫做平衡态半导体晶体做平衡态半导体晶体电子技术中讨论元器件的基本结构时，以平衡态半电子技术中讨论元器件的基本结构时，以平衡态半导体晶体为对象。导体晶体为对象。第二部分电子科学与技术的基本内容第第22章章半导体物基础半导体物基础非平衡态半导体晶体非平衡态半导

5、体晶体处于非平衡状态的半导体晶体叫做非平衡态半导体晶处于非平衡状态的半导体晶体叫做非平衡态半导体晶对平衡态半导体晶体施加电压，半导体晶体内存在对平衡态半导体晶体施加电压，半导体晶体内存在多余的空穴或电子，半导体晶体就会工作在非平衡多余的空穴或电子，半导体晶体就会工作在非平衡状态下。状态下。非平衡态半导体晶体是电子元器件设计中的主非平衡态半导体晶体是电子元器件设计中的主要研究对象要研究对象第二部分电子科学与技术的基本内容第第22章章半导体物基础半导体物基础载流子传输现象载流子传输现象半导体晶体的电流传输模式有漂移

6、（drift）载流子在外力作用下的定向移动，载流子的定向移动形成了半导体晶体中的漂移电流扩散（Diffusion）由于电子和空穴密度不同引起的载流子移动，扩散形成的电流叫做扩散电流。第二部分电子科学与技术的基本内容第第22章章半导体物基础半导体物基础半导体器件的物理概念与分析方法半导体器件的物理概念与分析方法基本半导体类型基本半导体类型半导体物理中的量子分析理论半导体物理中的量子分析理论半导体器件结构分析方法半导体器件结构分析方法第二部分电子科学与技术的基本内容第第22章章半导体物基础半导体物基础基本半导体类型

7、基本半导体类型11．．NN型半导体型半导体本征半导体中掺入五价元素（如磷、锑）出现多余电子形成22．．PP型半导体型半导体本征半导体中掺入三价元素（如硼、铟等）出现多余空穴形成少数载流子——空穴少数载流子——电子多数载流子——电子多数载流子——空穴(a)N型半导体晶体(b)P型半导体晶体第二部分电子科学与技术的基本内容二、半导体物理与数学工具（第2，3章）第第22章章半导体物基础半导体物基础半导体物理学应用属于应用物理学，1）提供晶体基本结构、电学特征以及加工特征等，2）提供半导体材料分析和研究的基本理论与方法

8、。半导体晶体材料的基本结构半导体晶体材料的基本结构平衡态半导体晶体平衡态半导体晶体非平衡态半导体晶体非平衡态半导体晶体载流子传输现象载流子传输现象第二部分电子科学与技术的基本内容第第22章章半导体物基础半导体物基础基本半导体类型基本半导体类型33．半导体导电方式．半导体导电方式电子填补空穴方式实现导电外电场作用下的载流子移动形成电流电流大小与载流子浓度和外电场成正比载流子浓度与温度成正