01半導(dǎo)體物理、器件物理與集成電路復(fù)習(xí)提綱
一、總體要求
“半導(dǎo)體物理、器件物理與集成電路”（801）由半導(dǎo)體物理、半導(dǎo)體器件物理和數(shù)字集成電路三部分組成，半導(dǎo)體物理占60%（90分）、器件物理占20%（30分）、集成電路各占20%（30分）。
“半導(dǎo)體物理”要求學(xué)生熟練掌握半導(dǎo)體的相關(guān)基礎(chǔ)理論，了解半導(dǎo)體性質(zhì)以及受外界因素的影響及其變化規(guī)律。重點掌握半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)和帶、半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷能級、半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計分布、半導(dǎo)體的導(dǎo)電性、半導(dǎo)體中的非平衡載流子等相關(guān)知識、基本概念及相關(guān)理論，掌握半導(dǎo)體中載流子濃度計算、電阻(導(dǎo))率計算以及運用連續(xù)性方程解決載流子濃度隨時間或位置的變化及其分布規(guī)律等。
“器件物理”要求學(xué)生掌握MOSFET器件物理的基本理論和基本的分析方法，使學(xué)生具備基本的器件分析、求解、應(yīng)用能力。要求掌握MOS基本結(jié)構(gòu)和電容電壓特性；MESFET器件的基本工作原理；MOSFET器件的頻率特性；MOSFET器件中的非理想效應(yīng)；MOSFET器件按比例縮小理論；閾值電壓的影響因素；MOSFET的擊穿特性；掌握器件特性的基本分析方法。
“數(shù)字集成電路”要求考生應(yīng)深入理解數(shù)字集成電路的相關(guān)基礎(chǔ)理論，掌握數(shù)字集成電路電路、系統(tǒng)及其設(shè)計方法。重點掌握數(shù)字集成電路設(shè)計的質(zhì)量評價、相關(guān)參量；能夠設(shè)計并定量分析數(shù)字集成電路的核心——反相器的完整性、性能和能量指標；掌握CMOS組合邏輯門的設(shè)計、優(yōu)化和評價指標；掌握基本時序邏輯電路的設(shè)計、優(yōu)化、不同形式時序器件各自的特點，時鐘的設(shè)計策略和影響因素；定性了解MOS器件；掌握并能夠量化芯片內(nèi)部互連線參數(shù)。
“半導(dǎo)體物理、器件物理與集成電路”（801）研究生入學(xué)考試是所學(xué)知識的總結(jié)性考試，考試水平應(yīng)達到或超過本科專業(yè)相應(yīng)的課程要求水平。
二、各部分復(fù)習(xí)要點
●“半導(dǎo)體物理”部分各章復(fù)習(xí)要點
（一）半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)
1.復(fù)習(xí)內(nèi)容
半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵性質(zhì)，半導(dǎo)體中電子狀態(tài)與能帶，電子的運動與有效質(zhì)量，空穴，回旋共振，元素半導(dǎo)體和典型化合物半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)。
2.具體要求
半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)和能帶
半導(dǎo)體中電子的運動和有效質(zhì)量
本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機構(gòu)
空穴的概念
回旋共振及其實驗結(jié)果
Si、Ge和典型化合物半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)
（二）半導(dǎo)體中雜志和缺陷能級
1.復(fù)習(xí)內(nèi)容
元素半導(dǎo)體中的雜質(zhì)能級，化合物半導(dǎo)體中的雜質(zhì)能級、位錯和缺陷能級。
2.具體要求
Si和Ge晶體中的雜質(zhì)能級
雜質(zhì)的補償作用
深能級雜質(zhì)
Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體中的雜質(zhì)能級
等電子雜質(zhì)與等電子陷阱
半導(dǎo)體中的缺陷與位錯能級
（三）半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計分布     
1.復(fù)習(xí)內(nèi)容
狀態(tài)密度，F(xiàn)ermi能級，載流子統(tǒng)計分布，本征和雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度，補償半導(dǎo)體的載流子濃度，簡并半導(dǎo)體
2.具體要求
狀態(tài)密度的定義與計算
費米能級和載流子的統(tǒng)計分布
本征半導(dǎo)體的載流子濃度
雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度
雜質(zhì)補償半導(dǎo)體的載流子濃度
簡并半導(dǎo)體及其載流子濃度、簡并化條件、簡并半導(dǎo)體的特點與雜質(zhì)帶導(dǎo)電
載流子濃度的分析計算方法及其影響載流子濃度的因素
（四）半導(dǎo)體的導(dǎo)電性
1.復(fù)習(xí)內(nèi)容
載流子的漂移運動，遷移率，載流子的散射，遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系，電阻率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系，強場效應(yīng)與熱載流子
2.具體要求
載流子漂移運動
遷移率
載流子散射
半導(dǎo)體中的各種散射機制
遷移率與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系
電阻率及其與雜質(zhì)濃度和溫度的關(guān)系
強電場下的效應(yīng)
高場疇區(qū)與Gunn效應(yīng)；
（五）非平衡載流子     
1.復(fù)習(xí)內(nèi)容
非平衡載流子的產(chǎn)生與復(fù)合，非平衡載流子壽命，準費米能級，復(fù)合理論，陷阱效應(yīng)，非平衡載流子載流子的擴散與漂移，愛因斯坦關(guān)系，連續(xù)性方程。
2.具體要求
非平衡載流子的注入與復(fù)合
準費米能級
非平衡載流子的壽命
復(fù)合理論
陷阱效應(yīng)
載流子的擴散運動
載流子的漂移運動
Einstein關(guān)系
連續(xù)性方程的建立及其應(yīng)用
●“器件物理”部分各章復(fù)習(xí)要點
（一）金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)結(jié)構(gòu)物理基礎(chǔ)
1.復(fù)習(xí)內(nèi)容
MOS結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)，能帶結(jié)構(gòu)與空間電荷區(qū)，平帶電壓與閾值電壓，電容電壓特性
2.具體要求
MOS結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)
n型和p型襯底MOS電容器的能帶結(jié)構(gòu)
耗盡層厚度的計算
功函數(shù)的基本概念以及金屬-半導(dǎo)體功函數(shù)差的計算方法
平帶電壓的定義與求解；閾值電壓的影響因素；
MOS電容的定義，理想的C-V特性；影響C-V特性的主要因素
（二）MOSFET基本工作原理     
1.復(fù)習(xí)內(nèi)容
MOSFET基本結(jié)構(gòu)，MOSFET電流電壓關(guān)系，襯底偏置效應(yīng)。MOSFET的頻率特性。閂鎖現(xiàn)象
2.具體要求
MOSFET電流電壓關(guān)系的定性分析，漏極電流與柵壓之間的關(guān)系；
襯偏效應(yīng)的概念及影響
小信號等效電路的概念與分析方法
MOSFET器件頻率特性的影響因素
CMOS基本技術(shù)及閂鎖現(xiàn)象
（三）MOSFET器件的深入概念
1.復(fù)習(xí)內(nèi)容
MOSFET中的非理想效應(yīng)；MOSFET的按比例縮小理論；小尺寸器件的閾值電壓；MOSFET器件的擊穿特性
2.具體要求
理解實際器件與理想特性之間的偏差及其原因
器件按比例縮小的基本方法動態(tài)電路方程及其求解
短溝道效應(yīng)與窄溝道效應(yīng)對MOSFET器件閾值電壓的影響
MOSFET器件的各種擊穿模式，擊穿電壓的影響因素
●“數(shù)字集成電路”部分各章復(fù)習(xí)要點
“數(shù)字集成電路”考試范圍及要點包括：數(shù)字集成電路設(shè)計質(zhì)量評價的基本要素；CMOS集成電路設(shè)計規(guī)則與工藝縮??；二極管基本結(jié)構(gòu)、參數(shù)、靜態(tài)特性、動態(tài)特性、二極管分析模型；MOS晶體管基本結(jié)構(gòu)、閾值電壓、亞閾值特性、工作區(qū)、溝道長度調(diào)制、速度飽和、MOS晶體管分析模型；反相器靜態(tài)特性、開關(guān)閾值、噪聲容限、穩(wěn)定性，反相器動態(tài)特性、電容構(gòu)成，傳播延遲分析與尺寸計算、反相器靜態(tài)功耗、動態(tài)功耗；靜態(tài)互補CMOS組合邏輯門設(shè)計、尺寸設(shè)計、延遲計算與優(yōu)化，有比邏輯基本原理、傳輸管邏輯基本原理；動態(tài)CMOS設(shè)計基本原理、信號完整性問題及其速度與功耗；時序邏輯器件時間參數(shù)、靜態(tài)鎖存器和寄存器的工作原理、C2MOS寄存器結(jié)構(gòu)與特性；時鐘的設(shè)計策略和影響因素；導(dǎo)線中的傳輸線效應(yīng)，電容寄生效應(yīng)、電阻寄生效應(yīng)。
（一）數(shù)字集成電路基本概念和質(zhì)量評價     
1.復(fù)習(xí)內(nèi)容
數(shù)字集成電路設(shè)計中的基本概念、面臨問題和質(zhì)量評價標準
2.具體要求
設(shè)計約束
時鐘設(shè)計
電源網(wǎng)絡(luò)
設(shè)計質(zhì)量評定標準
集成電路成本構(gòu)成
電壓傳輸特性
噪聲容限
再生性
扇入扇出
傳播延遲
功耗、能耗
設(shè)計規(guī)則
標準單元
工藝偏差
工藝尺寸縮小
封裝
（二）器件     
1.復(fù)習(xí)內(nèi)容
定性了解二極管、MOS晶體管，理解其工作原理，靜態(tài)特性、動態(tài)特性；掌握SPICE模型和手工分析模型。
2.具體要求
二極管結(jié)構(gòu)
二極管靜態(tài)特性
二極管動態(tài)特性
二極管手工分析模型
二極管SPICE模型
MOS晶體管結(jié)構(gòu)
MOS晶體管工作區(qū)
MOS晶體管靜態(tài)特性、閾值電壓、溝道長度調(diào)制、速度飽和
MOS晶體管亞閾值特性
MOS晶體管動態(tài)特性
MOS晶體管電容構(gòu)成
熱載流子效應(yīng)
CMOS閂鎖效應(yīng)
MOS晶體管SPICE模型
MOS晶體管手工分析模型
（三）導(dǎo)線     
1.復(fù)習(xí)內(nèi)容
互連線的電路模型，SPICE模型，確定并定量化互連參數(shù)；傳輸線效應(yīng)；互連線的信號完整性
2.具體要求
互連參數(shù)
互連線電容寄生效應(yīng)
互連線電阻寄生效應(yīng)
互連線電感寄生效應(yīng)
趨膚效應(yīng)
互連線集總模型
互連線分布模型
（四）CMOS反相器
1.復(fù)習(xí)內(nèi)容
反相器設(shè)計；反相器完整性、性能、能量指標的定量分析及其優(yōu)化。
2.具體要求
CMOS反相器靜態(tài)特性、開關(guān)閾值、噪聲容限、穩(wěn)定性
CMOS反相器動態(tài)特性
CMOS反相器電容計算
CMOS反相器傳播延遲分析
CMOS反相器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
CMOS反相器功耗、動態(tài)功耗、靜態(tài)功耗
MOS反相器低功耗設(shè)計技術(shù)
能量延時積
（五）CMOS組合邏輯門設(shè)計
1.復(fù)習(xí)內(nèi)容
掌握CMOS邏輯設(shè)計，包括動態(tài)和靜態(tài)邏輯、傳輸管邏輯、無比邏輯、有比邏輯；能夠優(yōu)化CMOS邏輯的管子尺寸、面積、速度、穩(wěn)定性和能耗；掌握低功耗邏輯設(shè)計技術(shù)
2.具體要求
靜態(tài)互補CMOS設(shè)計、靜態(tài)特性、傳播延時、尺寸設(shè)計與性能優(yōu)化
有比邏輯概念
傳輸管邏輯概念、傳輸特性、穩(wěn)定性、性能
動態(tài)邏輯基本原理、速度、功耗、信號完整性
多米諾邏輯概念、設(shè)計、優(yōu)化
（六）時序邏輯電路設(shè)計     
1.復(fù)習(xí)內(nèi)容
時序邏輯基本部件——寄存器、鎖存器、觸發(fā)器設(shè)計實現(xiàn)技術(shù)；靜態(tài)、動態(tài)時序邏輯比較；振蕩器、施密特觸發(fā)器設(shè)計實現(xiàn)技術(shù)；時鐘策略
2.具體要求
時序電路的時間參數(shù):：建立時間、保持時間、傳播延時
雙穩(wěn)態(tài)原理
多路開關(guān)性鎖存器
主從邊沿觸發(fā)寄存器
靜態(tài)SR觸發(fā)器
動態(tài)傳輸門邊沿觸發(fā)寄存器
C2MOS寄存器
真單相鐘控寄存器
脈沖寄存器
流水線概念
流水線型邏輯
施密特觸發(fā)器
單穩(wěn)時序電路
不穩(wěn)電路
時鐘策略、時鐘偏差、時鐘抖動、時鐘誤差來源
三、試卷結(jié)構(gòu)與考試方式
1、題型結(jié)構(gòu)：名詞解釋、簡答題、問答題、計算題、判斷題、繪圖題等。試卷滿分為150分。
2、考試方式：閉卷，考試必須按照規(guī)定攜帶不具備編程和存儲功能的函數(shù)計算器。
3、考試時間：180分鐘。

西安電子科技大學(xué)

解決時間：2016-07-07 回答者：研究生網(wǎng)友