802集成電路與半導(dǎo)體物理

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁(yè)/共頁(yè)研究生入學(xué)考試復(fù)習(xí)大綱“集成電路與半導(dǎo)體物理”(802)總體要求“集成電路與半導(dǎo)體物理”（802）由數(shù)字集成電路和半導(dǎo)體物理二部分組成，其中集成電路占40%（60分），半導(dǎo)體物理占60%（90分）?！皵?shù)字集成電路”要求學(xué)生應(yīng)深入理解數(shù)字集成電路的相關(guān)基礎(chǔ)理論，控制數(shù)字集成電路電路、系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)主意。重點(diǎn)控制數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的質(zhì)量評(píng)價(jià)、相關(guān)參量；能夠設(shè)計(jì)并定量分析數(shù)字集成電路的核心——反相器的殘破性、性能和能量指標(biāo)；控制CMOS組合邏輯門(mén)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和評(píng)價(jià)指標(biāo)；控制基本時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)、優(yōu)化、不同形式時(shí)序器件各自的特點(diǎn)，時(shí)鐘的設(shè)計(jì)策略和影響因素；定性了解MOS器件；控制并能夠量化芯片內(nèi)部互連線參數(shù)?！鞍雽?dǎo)體物理”要求學(xué)生熟練控制半導(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邏輯。重點(diǎn)控制半導(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(jí)、半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)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(shí)、基本概念及相關(guān)理論，控制半導(dǎo)體中載流子濃度計(jì)算、電阻(導(dǎo))率計(jì)算以及運(yùn)用延續(xù)性方程解決載流子濃度隨時(shí)偶爾位置的變化及其分布邏輯等?！凹呻娐放c半導(dǎo)體物理”（802）研究生入學(xué)考試是所學(xué)知識(shí)的總結(jié)性考試，考試水平應(yīng)達(dá)到或超過(guò)本科專(zhuān)業(yè)相應(yīng)的課程要求水平。各部分復(fù)習(xí)要點(diǎn)●“數(shù)字集成電路”部分各章復(fù)習(xí)要點(diǎn)“數(shù)字集成電路”考試范圍及要點(diǎn)包括：數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)價(jià)的基本要素；CMOS集成電路設(shè)計(jì)規(guī)矩與工藝縮小；二極管基本結(jié)構(gòu)、參數(shù)、靜態(tài)特性、動(dòng)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(zhǎng)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(kāi)關(guān)閾值、噪聲容限、穩(wěn)定性，反相器動(dòng)態(tài)特性、電容構(gòu)成，傳揚(yáng)延遲分析與尺寸計(jì)算、反相器靜態(tài)功耗、動(dòng)態(tài)功耗；靜態(tài)互補(bǔ)CMOS組合邏輯門(mén)設(shè)計(jì)、尺寸設(shè)計(jì)、延遲計(jì)算與優(yōu)化，有比邏輯基本原理、傳輸管邏輯基本原理；動(dòng)態(tài)CMOS設(shè)計(jì)基本原理、信號(hào)殘破性問(wèn)題及其速度與功耗；時(shí)序邏輯器件時(shí)光參數(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(shí)鐘的設(shè)計(jì)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(píng)價(jià)1.復(fù)習(xí)內(nèi)容數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)中的基本概念、面臨問(wèn)題和質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)2.詳細(xì)要求設(shè)計(jì)約束時(shí)鐘設(shè)計(jì)電源網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)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揚(yáng)延遲功耗、能耗設(shè)計(jì)規(guī)矩標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)態(tài)特性；控制SPICE模型和手工分析模型。2.詳細(xì)要求二極管結(jié)構(gòu)二極管靜態(tài)特性二極管動(dòng)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(zhǎng)度調(diào)制、速度飽和MOS晶體管亞閾值特性MOS晶體管動(dòng)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，決定并定量化互連參數(shù)；傳輸線效應(yīng)；互連線的信號(hào)殘破性2.詳細(xì)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(jì)；反相器殘破性、性能、能量指標(biāo)的定量分析及其優(yōu)化。2.詳細(xì)要求CMOS反相器靜態(tài)特性、開(kāi)關(guān)閾值、噪聲容限、穩(wěn)定性CMOS反相器動(dòng)態(tài)特性CMOS反相器電容計(jì)算CMOS反相器傳揚(yáng)延遲分析CMOS反相器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)CMOS反相器功耗、動(dòng)態(tài)功耗、靜態(tài)功耗MOS反相器低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)能量延時(shí)積（五）CMOS組合邏輯門(mén)設(shè)計(jì)1.復(fù)習(xí)內(nèi)容控制CMOS邏輯設(shè)計(jì)，包括動(dòng)態(tài)和靜態(tài)邏輯、傳輸管邏輯、無(wú)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；控制低功耗邏輯設(shè)計(jì)技術(shù)2.詳細(xì)要求靜態(tài)互補(bǔ)CMOS設(shè)計(jì)、靜態(tài)特性、傳揚(yáng)延時(shí)、尺寸設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)邏輯基本原理、速度、功耗、信號(hào)殘破性多米諾邏輯概念、設(shè)計(jì)、優(yōu)化（六）時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)1.復(fù)習(xí)內(nèi)容時(shí)序邏輯基本部件——寄存器、鎖存器、觸發(fā)器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)；靜態(tài)、動(dòng)態(tài)時(shí)序邏輯比較；振蕩器、施密特觸發(fā)器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)；時(shí)鐘策略2.詳細(xì)要求時(shí)序電路的時(shí)光參數(shù):：建立時(shí)光、保持時(shí)光、傳揚(yáng)延時(shí)雙穩(wěn)態(tài)原理多路開(kāi)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(dòng)態(tài)傳輸門(mén)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(shí)序電路不穩(wěn)電路時(shí)鐘策略、時(shí)鐘偏差、時(shí)鐘顫動(dòng)、時(shí)鐘誤差來(lái)源●“半導(dǎo)體物理”部分各章復(fù)習(xí)要點(diǎn)（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(yùn)動(dòng)與有效質(zhì)量，空穴，盤(pán)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.詳細(xì)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(yùn)動(dòng)和有效質(zhì)量本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)空穴的概念盤(pán)旋共振及其實(shí)驗(yàn)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(jí)1.復(fù)習(xí)內(nèi)容元素半導(dǎo)體中的雜質(zhì)能級(jí)，化合物半導(dǎo)體中的雜質(zhì)能級(jí)、位錯(cuò)和缺陷能級(jí)。2.詳細(xì)要求Si和Ge晶體中的雜質(zhì)能級(jí)雜質(zhì)的補(bǔ)償作用深能級(jí)雜質(zhì)Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體中的雜質(zhì)能級(jí)等電子雜質(zhì)與等電子陷阱半導(dǎo)體中的缺陷與位錯(cuò)能級(jí)（三）半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布1.復(fù)習(xí)內(nèi)容狀態(tài)密度，F(xiàn)ermi能級(jí)，載流子統(tǒng)計(jì)分布，本征和雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度，補(bǔ)償半導(dǎo)體的載流子濃度，簡(jiǎn)并半導(dǎo)體2.詳細(xì)要求狀態(tài)密度的定義與計(jì)算費(fèi)米能級(jí)和載流子的統(tǒng)計(jì)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(bǔ)償半導(dǎo)體的載流子濃度簡(jiǎn)并半導(dǎo)體及其載流子濃度、簡(jiǎn)并化條件、簡(jiǎn)并半導(dǎo)體的特點(diǎn)與雜質(zhì)帶導(dǎo)電載流子濃度的分析計(jì)算主意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)容載流子的漂浮運(yùn)動(dòng)，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(qiáng)場(chǎng)效應(yīng)與熱載流子2.詳細(xì)要求載流子漂浮運(yùn)動(dòng)遷移率載流子散射半導(dǎo)體中的各種散射機(jī)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(qiáng)電場(chǎng)下的效應(yīng)高場(chǎng)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(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)，復(fù)合理論，陷阱效應(yīng)，非平衡載流子載流子的蔓延與漂浮，愛(ài)因斯坦關(guān)系，延續(xù)性方程。2.詳細(xì)要求非平衡載流子的注入與復(fù)合準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)非平衡載流子的壽命復(fù)合理論陷阱效應(yīng)載流子的蔓延運(yùn)動(dòng)載流子的漂浮運(yùn)動(dòng)Einstein關(guān)系延續(xù)性方程的建立及其應(yīng)用試卷結(jié)構(gòu)與考試方式1、題型結(jié)構(gòu)：名詞解釋、簡(jiǎn)答題、問(wèn)答題、計(jì)算題、判斷題、繪圖題等。試卷滿分為150分。2、