这是一门针对电子电气类专业的本科生、研究生或者从事通信或集成电路研究与开发工作的技术人员开设的专业主干课程。本课程的学习内容基本涵盖了微电子学专业硕、博研究生入学考试的主要内容,也涵盖了从事相关行业的技术人员所应具备的基础知识。这些内容主要包括模拟与数字电路以及超大规模集成电路与系统中的核心电子器件——场效应管和双极晶体管的工作原理和基本特性、光通信中半导体激光器以及探测器、太阳能电池和以p-n结为基础的高频和大功率器件的工作原理以及基本特性。
通过本课程的学习,同学们可进一步分析其他各类新型电子器件的性能及在电路中的应用,为进一步学习有关专业课程或进行相关的研究与开发打下必要的基础。
课程选用的参考教材是国外优秀本科生教材《Solid State Electronic Devices》第7 版,由B. G. Streetman和Sanjay Kumar Banerjee编著,Pearson Education Limited 2016年出版。《电子器件》(双语)课程首先简要复习半导体p-n结的相关基础知识,以该教材中的第5章——结(Junctions)为参考内容,然后重点讲述第6章——场效应晶体管(Field- Effect Transistors)、第7章——双极晶体管(Bipolar Junction Transistors)、第8章——光电子器件(Optoelectronic Devices)以及第10章——高频与高功率器件(High-Frequency and High-Power Devices)。
本课程虽然采用英文教材、英文课件,但是为中文授课。同学们在学完该课程后会发现,不仅自己的专业水平有了很大提高,而且自己的英语阅读水平也有了一个较大提升。
本课程受“江苏高校品牌专业建设工程项目”资助,曾获得2017年江苏省高校微课教学比赛三等奖,获2018-2019年江苏省高校在线开放课程立项建设资助。
Chapter 1 Junctions
Lecture 1: p-n Junctions
Lecture 2: Metal-Semiconductor Junctions or Contacts
Chapter 2 Field-Effect Transistors
Lecture 3: The Junction FET
Lecture 4: The Metal-Semiconductor FET
Lecture 5: Operation Principle of MOSFETs
Lecture 6: The Threshold Voltage of Ideal MOS Capacitors(理想MOS电容器的阈值电压)
Lecture 7: Effects of Real Surfaces on the Threshold Voltage of MOS Capacitors(实际表面对理想MOS电容器阈值电压的影响)
Lecture 8: MOS Capacitance-Voltage Analysis (MOS电容器C-V特性分析)
Lecture 9: Current-Voltage Characteristics of MOS Gate Oxides (MOS栅氧层电流-电压分析)
Lecture 10: Output and Transfer Characteristics of MOSFET(MOSFET的输出特性和转移特性)
Lecture 11: Mobility Models & Short Channel MOSFET I-V Characteristics (迁移率模型与短沟道MOSFET 的I-V特性)
Lecture 12:Control of Threshold Voltage of MOSFETS and Substrate Bias Effects( MOSFET阈值电压的控制及衬底偏置效应)
Lecture 13: Equivalent Circuit for the MOSFET (MOSFETs的等效电路)
Lecture 14:Subthreshold Characteristics of MOSFET (MOSFET的亚阈值特性)
Lecture 15:MOSFET Scaling and Hot Electron Effects (MOSFET 尺寸缩小及热电子效应)
Lecture 16: Drain-Induced Barrier Lowering, Gate-Induced Drain Leakage, Short Channel Effect and Narrowing Width Effect (MOSFET器件的DIBL、GIDL、短沟道和窄沟道效应)
Lecture 3: The Junction FET(结型场效应管)
Lecture 7:
Chapter 3 Bipolar Junction Transistors (双极晶体管)
Lecture 17: Amplification with Bipolar Junction Transistors(BJTs的放大)
Lecture 18: Minority Carrier Distributions and Terminal Currents (BJTs中的少子分布与端口电流)
Lecture 19: Generalized Biasing and Ebers-Moll Equations (BJTs的任意偏置与E-M方程)
Letcure 20: Charge Control Analysis (BJT的电荷控制分析)
Lecture 21: Switching of BJTs (BJTs的开关效应)
Lecture 22: Drift in Base Regions and Modulation of Base Widths (BJTs的基区漂移效应、基区宽度调制效应)
Lecture 23: Large Injection Effects and Emitter Crowding of BJTs (BJTs的大注入效应以及发射极电流集边效应)
Lecture 24: Frequency Limitations of BJTs (BJTs的频率限制)
Lecture 25: Heterojunction Bipolar Junction Transistors (HBT)(异质结双极晶体管)
Chapter 4 Opto-electronic Devices (光电子器件)
Lecture 26: Photo Diodes——Solar Cells (光电二极管之一——太阳能电池)
Lecture 27: Photo Diodes——Photo Detectors(光电二极管之二—— 光电探测器)
Lecture 28: Light Emitting Diodes (LEDs) (发光二极管)
Lecture 29: Basic Concepts on Optic Fiber Communications(光纤通信基本概念)
Lecture 30: Lasers(激光器基本概念)
Lecture 31: Semiconductor Lasers/ Laser Diodes (半导体激光器)
Chapter 5 High-Frequency and High-Power Devices (高频与高功率器件)
Lecture 32: Tunnel Diodes (隧道二极管)
Lecture 33: The Gunn Diode (耿氏二极管)
Lecture 34: The IMPATT Diode (雪崩度越时间二极管)