AÙp duïng töø 2011Trường Đại học Khoa học Tự nhiênKhoa Điện tử - Viễn thông

ĐỀ CƯƠNG ÔN THI TUYỂN SINH SAU ĐẠI HỌCMÔN CƠ SỞ: VẬT LÝ LINH KIỆN BÁN (30 tiết)

(Môn cơ sở của chuyên ngành Kỹ thuật điện tử hướng Vi điện tử)

Chương 1: Cấu trúc tinh thể của chất bán dẫn1.1. Vật liệu bán dẫn1.2. Các loại chất bán dẫn1.3. Mạng tinh thể

1.3.1. Mạng cơ sơ và đơn vị1.3.2. Một số cấu trúc tinh thể cơ bản1.3.3. Mặt phẳng tinh thể và chỉ số Miller1.3.4. Cấu trúc kim cương

1.4. Liên kết nguyên tử1.5. Sai hỏng và tạp chất trong chất bán dẫn

1.5.1. Những sai hỏng trong chất bán dẫn1.5.2. Tạp chất trong chất bán dẫn

1.6. Chế tạo vật liệu bán dẫn1.6.1. Phương pháp nấu chảy1.6.2. Phương pháp mọc mầm

1.7. Kỹ thuật chế tạo linh kiện: ôxit hóa1.8. Tóm tắt và bài tập

Chương 2: Lý thuyết chất bán dẫn2.1. Những nguyên tắc của cơ học lượng tử

2.1.1. Lượng tử năng lượng2.1.2. Nguyên lý lưỡng nguyên sóng hạt

2.2. Lượng tử hóa năng lượng và khái niệm xác xuất2.2.1. Ý nghĩa vật lý của hàm sóng 2.2.2. Nguyên tử một điện tử 2.2.3. Bảng tuần hòan

2.3. Lý thuyết vùng năng lượng2.3.1. Sự hình thành vùng năng lượng2.3.2. Vùng năng lượng và mẫu liên kết2.3.3. Phần tử mang điện: điện tử và lỗ trống2.3.4. Khối lượng hiệu dụng2.3.5. Kim loại, chất cách điện và chất bán dẫn2.3.6 Biểu đồ không gian k

2.4. Mật độ hàm trạng thái2.5. Cơ học thống kê

2.5.1 Những định luật thống kê2.5.2 Hàm phân bố Fermi-Dirac và năng lượng Fermi2.5.3 Gần đúng Maxwell-Boltzmann

2.6. Tóm tắt và bài tập

AÙp duïng töø 2011Chương 3: Chất bán dẫn trong trạng thái cân bằng

3.1. Phần tử mang điện trong chất bán dẫn3.1.1 Phân bố cân bằng của điện tử và lỗ trống3.1.2 Mật độ điện tử và lỗ trống n0 và p0

3.1.3 Nồng độ phần tử mang nội3.1.4 Vị trí mức Fermi nội

3.2. Nguyên tử cho và mức năng lượng3.2.1 Mô tả định lượng3.2.2 Năng lượng ion hóa3.2.3 Các chất bán dẫn nhóm III-V

3.3. Phân bố phần tử mang trong chất bán dẫn ngoài3.3.1 Phân bố cân bằng của điện tử và lỗ trống3.3.2 Tích p0n0

3.3.3 Tích phân Fermi-Dirac3.3.4 Chất bán dẫn suy biến và không suy biến

3.4. Thống kê về chất cho và chất nhận3.4.1 Hàm xác suất3.4.2 Sự ion hóa hoàn toàn

3.5. Nồng độ phần tử mang – hiệu ứng pha tạp3.5.1 Những chất bán dẫn bù3.5.2 Nồng độ điện tử và lỗ trống cân bằng

3.6. Vị trí của mức năng lượng Fermi – hiệu ứng pha tạp3.6.1 Nguồn gốc toán học3.6.2 Sự thay đổi của EF với nồng độ pha tạp và nhiệt độ3.6.3 Sự phù hợp của năng lượng Fermi

3.7. Công nghệ chế tạo linh kiện: khuếch tán và cấy ion3.7.1 Khuếch tán nguyên tử tạp chất3.7.2 Nuôi cấy ion nguyên tử tạp chất

3.8. Tóm tắt và bài tập

Chương 4: Sự vận chuyển của phần tử mang điện và hiện tượng thừa phần tử mang điện4.1. Dịch phần tử mang điện

4.1.1 Mật độ dòng dịch4.1.2 Những hiệu ứng độ linh động4.1.3 Độ dẫn và điện trở suất của chất bán dẫn4.1.4 Sự bão hòa tốc dộ

4.2 Khuếch tán phần tử mang điện4.2.1 Mật độ dòng khuếch tán4.2.2 Mật độ dòng tổng cộng

4.3. Phân bố tạp chất không đồng nhất4.3.1 Điện trường cảm ứng4.3.2 Quan hệ Einstein

4.4 Sự phát sinh phần tử mang điện và tái hợp4.4.1 Chất bán dẫn cân bằng4.4.2 Sự phát sinh phần tử mang dư và tái hợp4.4.3 Những quá trình tái sinh và tái hợp

4.5. Hiệu ứng Hall4.6. Tóm tắt và bài tập

AÙp duïng töø 2011Chương 5 : Tiếp xúc PN và tiếp xúc kim loại bán dẫn

5.1. Cấu trúc cơ bản của tiếp xúc PN5.2. Tiếp xúc PN thiên áp zêrô

5.2.1 Thế rào5.2.2 Điện trường5.2.3 Độ rộng điện tích không gian

5.3. Tiếp xúc PN – thiên áp ngược5.3.1 Độ rộng điện tích không gian và điện trường5.3.2 Điện dung tiếp xúc5.3.3 Tiếp xúc một mặt

5.4. Tiếp xúc kim lọai – chất bán dẫn là nối chỉnh lưu5.4.1 Rào Schottky5.4.2 Tiếp xúc Shottky thiên áp ngược

5.5. Thiên áp thuận5.5.1 Tiếp xúc PN5.5.2 Tiếp xúc rào Schottky5.5.3 So sánh điôt Schottky và điôt tiếp xúc PN

5.6. Tiếp xúc thuần kim lọai lọai – bán dẫn5.7. Tiếp xúc pha tạp PN không đồng nhất (5.7.1 Tiếp xúc lọai tuyến tính)5.8. Những kỹ thuật chế tạo linh kiện

5.8.1 Mặt nạ quang và in quang5.8.2 Khắc ăn mòn5.8.3 Khuếch tán tạp chất hay nuôi cấy ion5.8.4 Kim lọai hóa, nối dây và đóng gói

5.9. Tóm tắt và bài tậpChương 6: Cơ sở của transistor trường kim loại – ôxit – bán dẫn

6.1. Hoạt động của MOSFET6.1.1 Nguyên tắc hoạt động cơ bản6.1.2 Các kiểu hoạt động6.1.3 Khuếch đại bằng MOSFET

6.2. Tụ MOS6.2.1 Biểu đồ vùng năng lượng và phân bố điện tích6.2.2 Độ dày lớp nghèo

6.3. Hiệu thế trong tụ MOS6.3.1 Sự khác nhau về hàm công6.3.2 Điện tích ôxit6.3.3 Thế vùng phẳng6.3.4 Thế ngưỡng

6.4. Hoạt động của MOSFET cơ bản6.4.1 Cấu trúc MOSFET6.4.2 Quan hệ dòng - thế

6.5. Mạch tương đương tín hiệu bé và hệ số hạn chế tần số6.5.1 Độ dẫn6.5.2 Mạch tương đương tín hiệu bé6.5.3 Giới hạn tần số và tần số cắt

6.6. Kỹ thuật chế tạo linh kiện6.6.1 Chế tạo transistor NMOS6.6.2 Công nghệ CMOS

6.7. Tóm tắt và bài tập

AÙp duïng töø 2011

Chương 7: Transistor hiệu ứng kênh ngắn7.1. Lấy tỷ lệ MOSFET

7.1.1 Lấy tỷ lệ hằng số trường7.1.2 Thế ngưỡng – gần đúng bậc nhất7.1.3 Lấy tỷ lệ tổng quát

7.2. Những hiệu ứng không lý tưởng7.2.1 Độ dẫn dưới ngưỡng7.2.2 Sự biến điệu độ dài kênh7.2.3 Thay đổi độ linh động7.2.4 Sự bão hòa tốc độ

7.3. Thay đổi thế ngưỡng7.3.1 Hiệu ứng kênh ngắn7.3.2 Hiệu ứng kênh hẹp7.3.3 Hiệu ứng thiên áp nền

7.4. Những đặc trưng điện bổ sung7.4.1 Sự đánh thủng ôxit7.4.2 Sự đánh thủng gần hay việc hạ thấp thế rào7.4.3 Hiệu ứng điện tử nóng7.4.4 Điều chỉnh ngưỡng bằng nuôi cấy ion

7.5. Kỹ thuật chế tạo linh kiện đặc biệt7.5.1 Transistor có máng được pha tạp nhẹ7.5.2 MOSFET trên chất cách điện7.5.3 MOSFET công suất7.5.4 Linh kiện nhớ MOS

7.6. Tóm tắt và bài tập

Chương 8: Transistor lưỡng cực8.1. Hoạt động của transistor lưỡng cực

8.1.1 Nguyên tắc hoạt động cơ bản8.1.2 Quan hệ dòng đơn giản của transistor8.1.3 Những mô hình hoạt động8.1.4 Khuếch đại với transistor lưỡng cực

8.2. Mô hình mạch tương đương hình pi8.3. Những hạn chế tần số

8.3.1 Hệ số thời gian trễ8.4. Kỹ thuật chế tạo linh kiện

8.4.1 BJT cực phát đa Si 8.4.2 Chế tạo transistor npn đa Si kép8.4.3 Transistor dự trên Si-Ge8.4.4 BJT công suất

8.5. Tóm tắt và bài tậpTài liệu tham khảo1. Sze S. M. Semiconductor Devices: Physic and Technology, 2nd edition, New York, John Wiley

and Sons, 2002.2. Muller B. L., and R. L. Anderson, Fundamentals of Semiconductor devices, New York,

McGraw-Hill, 2005.3. Neamen D. A., An introduction to Semiconductor Devices, New York, McGraw-Hill, 2006.4. Đinh Sỹ Hiền, Linh kiện bán dẫn, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh, 2007.