半導體元件物理(一)
Semiconductor Device Physics I
| 節 | 週五 |
|---|---|
A 18:30–19:20 | 半導體元件物理(一) ED219（光復） 3 節連堂 |
B 19:30–20:20 | |
C 20:30–21:20 |
* 根據陽明交大上課時間表所列
課程概述：本課程旨在講授半導體元件基本原理，學習半導體元件工作原理與特性。課程並簡介這些元件之技術與應用。此為電機資訊學院跨領域研究之基礎。 課程目標： 一、了解半導體元件之物理與基本觀念。 二、學習二極體、金屬半導體接面、金屬絕緣體半導體電容、雙極性接面電晶體、金屬氧化物半導體場效應電晶體之基本原理與特性。 三、了解積體電路元件相關應用。
電子學、微積分、普通物理
無備註
課程資訊以 email、學校new e3平台通知。 部分課程內容搭配電腦模擬與視覺，老師以投影片或黑板講授課程內容 。 助教解說課程補充資料。
平時表現：30% 期中考：35% 期末考：35%
簡介 Introduction
簡介元件發展與背景、半導體觀念以及光電特性。 Introduction to device development and background, and concepts of devices including their optoelectronic properties.
- 講授：
- 6
二極體 p-n junction
解說pn接面的工作原理、交直流特性分析。 Explanation of the operating principles of the p–n junction and analysis of its AC and DC characteristics.
- 講授：
- 9
金屬半導體接面、金屬絕緣體半導體電容 Metal–semiconductor junction, metal–insulator–semiconductor capacitor.
簡介MS接面位障、載子傳輸原理、歐姆接觸、MIS電容特性、矽MOS電容、量子侷限效應。 1. MS Interface States (Metal–Semiconductor Interface States) 2. Carrier Transport Mechanisms: Drift / Diffusion / Thermionic Emission / Tunneling 3. Ohmic Contact 4. MIS Capacitor Characteristics (Metal–Insulator–Semiconductor): Accumulation / Depletion / Inversion / Capacitance–Voltage (C–V) Behavior 5. Silicon MOS Capacitor 6. Quantum Confinement Effect
- 講授：
- 9
雙極性接面電晶體 Bipolar Junction Transistors
簡介BJT工作原理、等校電路模型、高頻特性、異質接面BJT、自熱效應。 • BJT Operation (Bipolar Junction Transistor): • Small-Signal Equivalent Circuit: • High-Frequency Characteristics: fT / Miller effect / Gain • Heterojunction BJT (HBT): • Self-Heating Effect:
- 講授：
- 9
金屬氧化物半導體場效應電晶體 Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET)
講授MOSFET特性、通道摻雜、短通道效應、元件微縮原理、元件結構、等校電路模型與電路應用、負電容場效應電晶體、穿隧場效應電晶體、單電子場效應電晶體。 MOSFET characteristics Channel doping Short-channel effects Device scaling principles Device structure Small-signal equivalent circuit model and circuit applications Negative-capacitance field-effect transistor (NCFET) Tunnel field-effect transistor (TFET) Single-electron transistor (SET)
- 講授：
- 15
| 週次 | 主題 |
|---|---|
| 第 1 週 | 課程簡介、基本觀念 2026-09-07(一) |
| 第 2 週 | 基本觀念、p-n接面理論 2026-09-14(一) |
| 第 3 週 | p-n接面理論 2026-09-21(一) |
| 第 4 週 | p-n接面理論、雙極性接面型電晶體 2026-09-28(一) |
| 第 5 週 | 放假(教師節連假) 2026-10-05(一) |
| 第 6 週 | 放假(中秋節) 2026-10-12(一) |
| 第 7 週 | 雙極性接面型電晶體 2026-10-19(一) |
| 第 8 週 | 雙極性接面型電晶體 2026-10-26(一) |
| 第 9 週 | 期中考 2026-11-02(一) |
| 第 10 週 | 金屬–半導體接面、金屬-絕緣層-半導體 2026-11-09(一) |
| 第 11 週 | 金屬-絕緣層-半導體 2026-11-16(一) |
| 第 12 週 | 金屬氧化物半導體場效電晶體：基本原理 2026-11-23(一) |
| 第 13 週 | 金屬氧化物半導體場效電晶體：基本原理 2026-11-30(一) |
| 第 14 週 | 金屬氧化物半導體場效電晶體：進階 2026-12-07(一) |
| 第 15 週 | 金屬氧化物半導體場效電晶體：進階 2026-12-14(一) |
| 第 16 週 | 期末考 2026-12-21(一) |
Simon M. Sze, Yiming Li, and Kwok K. Ng, “Physics of Semiconductor Devices, 4th Edition,” Wiley, 2021.
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