一、總體要求

“集成電路與器件物理、半導(dǎo)體物理”（802）由數(shù)字集成電路、半導(dǎo)體器件物理和半導(dǎo)體物理三部分組成，其中集成電路占40%（60分），器件物理占40%（60分），半導(dǎo)體物理占20%（30分）。

“數(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，掌握數(shù)字集成電路電路、系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)掌握數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的質(zhì)量評價(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——反相器的完整性、性能和能量指標(biāo)；掌握CMOS組合邏輯門的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和評價(jià)指標(biāo)；掌握基本時(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；掌握并能夠量化芯片內(nèi)部互連線參數(shù)。

“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。

“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(diǎn)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(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、基本概念及相關(guān)理論，掌握半導(dǎo)體中載流子濃度計(jì)算、電阻(導(dǎo))率計(jì)算以及運(yùn)用連續(xù)性方程解決載流子濃度隨時(shí)間或位置的變化及其分布規(guī)律等。

“集成電路與器件物理、半導(dǎo)體物理”（802）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(dá)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(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)量評價(jià)的基本要素；CMOS集成電路設(shè)計(jì)規(guī)則與工藝縮?。欢O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(dòng)態(tài)特性、電容構(gòu)成，傳播延遲分析與尺寸計(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、信號完整性問題及其速度與功耗；時(shí)序邏輯器件時(shí)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(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、面臨問題和質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.具體要求

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

傳播延遲

功耗、能耗

設(shè)計(jì)規(guī)則

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；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(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，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(jì)；反相器完整性、性能、能量指標(biāo)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(dòng)態(tài)特性

CMOS反相器電容計(jì)算

CMOS反相器傳播延遲分析

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組合邏輯門設(shè)計(jì)

1.復(fù)習(xí)內(nèi)容

掌握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(jì)技術(shù)

2.具體要求

靜態(tài)互補(bǔ)CMOS設(shè)計(jì)、靜態(tài)特性、傳播延時(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、信號完整性

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.具體要求

時(shí)序電路的時(shí)間參數(shù):：建立時(shí)間、保持時(shí)間、傳播延時(shí)

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(dòng)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(shí)序電路

不穩(wěn)電路

時(shí)鐘策略、時(shí)鐘偏差、時(shí)鐘抖動(dòng)、時(shí)鐘誤差來源

●“器件物理”部分各章復(fù)習(xí)要點(diǎn)

（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(jì)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(jì)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(shí)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(dòng)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

●“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，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(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

回旋共振及其實(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

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(cuò)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(bǔ)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(cuò)能級

（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，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，簡并半導(dǎo)體

2.具體要求

狀態(tài)密度的定義與計(jì)算

費(fèi)米能級和載流子的統(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(diǎn)與雜質(zhì)帶導(dǎo)電

載流子濃度的分析計(jì)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(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)場效應(yīng)與熱載流子

2.具體要求

載流子漂移運(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(zhǔn)費(fèi)米能級，復(fù)合理論，陷阱效應(yīng)，非平衡載流子載流子的擴(kuò)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(zhǔn)費(fèi)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(kuò)散運(yùn)動(dòng)

載流子的漂移運(yùn)動(dòng)

Einstein關(guān)系

連續(xù)性方程的建立及其應(yīng)用

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(jì)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(chǔ)功能的函數(shù)計(jì)算器。

3、考試時(shí)間：180分鐘

參考書目

1、《數(shù)字集成電路—電路、系統(tǒng)與設(shè)計(jì)》（第二版），Rabaey等著，周潤德等譯，電子工業(yè)出版社 2004年。

2、《半導(dǎo)體物理與器件》（第三版）趙毅強(qiáng)等譯 電子工業(yè)出版社 2005年。

3、《半導(dǎo)體物理學(xué)》（第五版）劉恩科、朱秉升、羅晉生等著，國防工業(yè)出版社，1994年。

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