半导体物理物理教案(03级)

第一篇：半导体物理物理教案(03级)

课 程 教 案

学院、部：材料与能源学院

系、所；微电子工程系

授课教师：魏爱香，张海燕

课程名称；半导体物理

课程学时：64

实验学时：8

教材名称：半导体物理学

2005年9-12 月

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第一章半导体的电子状态

1.1半导体中的晶格结构和结合性质

1.2半导体中的电子状态和能带

本授课单元教学目标或要求：

了解半导体材料的三种典型的晶格结构和结合性质；理解半导体中的电子态, 定性分析说明能带形成的物理原因，掌握导体、半导体、绝缘体的能带结构的特点

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1．半导体的晶格结构：金刚石型结构；闪锌矿型结构；纤锌矿型结构

2．原子的能级和晶体的能带

3．半导体中电子的状态和能带（重点，难点）

4．导体、半导体和绝缘体的能带（重点）

研究晶体中电子状态的理论称为能带论，在前一学期的《固体物理》课程中已经比较完整地介绍了，本节把重要的内容和思想做简要的回顾。

本授课单元教学手段与方法：

采用ppt课件和黑板板书相结合的方法讲授

本授课单元思考题、讨论题、作业：

作业题：44页1题

本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）

1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005

2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第一章半导体的电子状态

1.3半导体中的电子运动——有效质量

1.4本征半导体的导电机构——空穴

本授课单元教学目标或要求：

理解有效质量和空穴的物理意义，已知e（k）表达式，能求电子和空穴的有效质量，速度和加速度

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1．半导体中e（k）与k的关系（重点，难点）

2．半导体中电子的平均速度

3．半导体中电子的加速度

4．有效质量的物理意义（重点，难点）

5．本征半导体的导电机构— 空穴（重点）

补充2各课外讨论题和例题

1.2.出版社2005

3.2002

4.本授课单元教学手段与方法： 采用ppt课件和黑板板书相结合的方法讲授 本授课单元思考题、讨论题、作业： 作业题：44页2题，补充课外作业题1个 本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005 田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第一章半导体的电子状态

1.5 回旋共振（了解）

1.6 硅和锗的能带结构（了解）

1.7 ⅲ-ⅴ族化合物半导体的能带结构（了解）

1.8 ⅱ-ⅵ族化合物半导体的能带结构（了解）

1.9 si1-xgex合金的能带结构（了解）

1.10宽带隙半导体材料（了解）

本授课单元教学目标或要求：

对于给定的能带图能确定导带底，价带顶的位置及能隙的大小，能辨别能带的简并度 了解各种半导体材料的能带结构特点。

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1． k空间的等能面

2．介绍硅、锗、ⅲ-ⅴ族化合物、ⅲ-ⅴ族化合物、si1-xgex合金和宽带隙半导体材料的能带图 本授课单元教学手段与方法：

采用ppt课件讲授

本授课单元思考题、讨论题、作业：

作业题：44页3，4题

本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）

1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005

2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第二章半导体中的杂质和缺陷能级（4学时）

2.1硅、锗晶体的杂质能级（掌握）

本授课单元教学目标或要求：

掌握硅、锗晶体中的施主杂质和施主能级，受主杂质和受主能级和深能级杂质

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1．替位式杂质 间隙式杂质

2．施主杂质、施主能级（重点）

3．受主杂质、受主能级（重点）

4．浅能级杂质电离能的简单计算

1.2.出版社2005 ．杂质的补偿作用（重点）．深能级杂质 本授课单元教学手段与方法： 采用ppt课件讲授 本授课单元思考题、讨论题、作业： 思考题：习题6 讨论题：习题1 作业题：习题2，3，7 本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005 田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第二章半导体中的杂质和缺陷能级（4学时）

2.2 iii—v族化合物的杂质能级（了解）

2.3缺陷、位错能级（了解）

本授课单元教学目标或要求：

了解以gaas为代表的iii—v族化合物半导体中杂质能级的情况。

了解半导体中的缺陷和位错的能级

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 概括叙述各类杂质（ⅰ族元素，ⅱ族元素，ⅲ族元素，ⅳ族元素，ⅴ族元素，ⅵ族元素和过渡元素）在iii—v族化合物gaas和gap中的杂质能级。

介绍半导体中的点缺陷和位错。

本授课单元教学手段与方法：

采用ppt课件讲授

本授课单元思考题、讨论题、作业：

作业题：62页7题

本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）

1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005

2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第三章半导体中的载流子的统计分布

3.1状态密度

3.2费米能级和载流子的统计分布

本授课单元教学目标或要求：

理解k空间和状态密度的意义，掌握在k空间中电子态密度的计算方法

理解半导体中费米能级的物理意义，掌握费米分布函数和玻耳滋蔓分布函数的意义及其应用 本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1． k空间中量子态的分布

2． 状态密度（重点）

3． 费米分布函数的表达式、意义及应用（重点，难点）

4． 费米能级的物理意义（重点，难点）

5． 玻耳滋蔓分布函数的意义及其应用（重点，难点）

这一次课的重点是让学生理解和掌握这些基本的物理概念，为后续章节的学习打好基础，所以课堂上主要通过5个课外实例的分析和解答加深对这些概念的理解和应用。

例题：5个，见讲稿。

本授课单元教学手段与方法：

采用黑板板书的方法讲授

本授课单元思考题、讨论题、作业：

思考题：习题2题和3题 作业题：习题1题和4题

本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）

1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005

2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第三章半导体中的载流子的统计分布

3.2费米能级和载流子的统计分布

3.3本征半导体的载流子浓度

本授课单元教学目标或要求：

掌握导带中电子浓度和价带中的空穴浓度的计算方法，能熟练应用电子浓度和空穴浓度的公式分析问题、解决问题。理解和掌握本征半导体中的载流子浓度和费米能级的计算方法

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1． 导带中电子浓度的公式推导、结果分析和应用（重点，难点）

2． 价带中空穴浓度的公式推导、结果分析和应用（重点，难点）

3． nc和nv的物理意义

4． 本征半导体的费米能级和载流子浓度（重点，难点）

结合上次课的物理概念，推导导带电子和价带空穴的浓度的计算公式，这是半导体中最重要的公式之一。交代清楚每一步的物理意义就容易理解推导的过程和结果。重点要求学生掌握结果的分析和应用。举3个实例让学生掌握公式的应用方法。

本授课单元教学手段与方法：

采用黑板板书的方法讲授

本授课单元思考题、讨论题、作业：

思考题：补充 作业题：习题6题和7题

本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）

1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005

2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第三章半导体中的载流子的统计分布

3.4杂质半导体的载流子浓度

本授课单元教学目标或要求：

理解和掌握杂质半导体中的载流子浓度和费米能级在不同温度和不同掺杂浓度下的计算和分析方法，并能用图示的方法画出不同温度下杂质的电离和载流子分布的示意图，能画出费米能级和载流子浓度随温度和掺杂浓度的变化图

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1．杂质能级上的电子和空穴

2．n型半导体的载流子浓度：分五个温区分析，分别是低温弱电离区，中间电离区，强电离区，过渡区和高温本征激发区（重点和难点）

3.上述分析方法和结果可类比于p型半导体

4．少数载流子的浓度

课堂上尽可能把抽象的结果用直观图示的方法表达出来，结合2个实例教学生分析问题的方法。本授课单元教学手段与方法：

采用黑板板书的方法讲授

本授课单元思考题、讨论题、作业：

思考题：补充题 作业题：习题9，13

本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）

1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005

2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第三章半导体中的载流子的统计分布

3.4杂质半导体的载流子浓度

3.5一般情况下的载流子统计分布

本授课单元教学目标或要求：

一节课用于复习总结上次课的重点，再讲2个例题，加深学生对问题的理解和掌握。

理解在同时含有失主和受主杂质的半导体中，利用电中性条件，求解不同温度下载流子浓度和费米能级位置的方法

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1．总结和分析3.4节的主要结果，讲解例题

2．分析在同时含有失主和受主杂质的一般情况下，求解不同温度下载流子浓度和费米能级位置的方法（难点）

着重分析物理方法和思想，不需记忆很烦琐的数学公式。

本授课单元教学手段与方法：

采用黑板板书的方法讲授

本授课单元思考题、讨论题、作业：

讨论题：习题15 作业题：习题14，18

本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）

1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005

2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第三章半导体中的载流子的统计分布

3.6简并半导体

本授课单元教学目标或要求：

理解简并半导体的定义和简并化的条件；掌握简并半导体载流子浓度的计算方法。了解低温载流子冻析效应和禁带变窄效应。

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1． 简并半导体的载流子浓度

2． 简并化条件（重点）

3． 低温载流子冻析效应

4．禁带变窄效应

本授课单元教学手段与方法：

采用黑板板书的方法讲授

本授课单元思考题、讨论题、作业：

作业题：习题20，21

本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）

1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005

2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

习题课

本授课单元教学目标或要求：

总结第一到第三章的主要概念、理论和公式

讲解习题中存在的主要问题，讲解课外例题

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 总结第一到第三章的主要概念、理论和公式

讲解习题中存在的主要问题，讲解课外例题

本授课单元教学手段与方法：

采用ppt课件和黑板板书相结合的方法讲授

1.2.出版社2005

3.2002

4.5 本授课单元思考题、讨论题、作业： 作业题：复习1-3章。本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005 田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社 ．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第四章半导体的导电性

4.1载流子的漂移运动和迁移率

4.2载流子的散射

本授课单元教学目标或要求：

理解半导体中的漂移运动和描述漂移运动的物理量-迁移率，掌握半导体的电导率与迁移率的关系式。理解半导体中载流子散射的概念，了解半导体中主要的散射机构。

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1． 欧姆定律的微分形式

2． 半导体中的漂移运动-漂移速度和迁移率（重点）

3．半导体的电导率和迁移率的关系（重点）

4．载流子散射的概念

5．半导体中主要的散射机构

本授课单元教学手段与方法：

采用ppt课件和黑板板书相结合的方法讲授

本授课单元思考题、讨论题、作业：

思考题：习题1 讨论题： 作业题：习题2，4，7

本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）

1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005

2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第四章半导体的导电性

4.3迁移率与杂质浓度和温度的关系

4.4电阻率及其与杂质浓度和温度关系

本授课单元教学目标或要求：

掌握半导体的迁移率与杂质浓度和温度的关系

掌握半导体的电阻率与杂质浓度和温度关系

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1．平均自由时间和散射概率的关系

2． 迁移率与平均自由时间的关系

3． 迁移率与杂质和温度的关系（重点）

4． 电阻率与杂质浓度的关系（重点）

5． 电阻率随温度的变化（重点）

例题：144页9，16，17

本授课单元教学手段与方法：

采用ppt课件和黑板板书相结合的方法讲授

本授课单元思考题、讨论题、作业：

思考题：习题12 讨论题： 作业题：习题13，15，18

本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）

1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005

2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第五章非平衡载流子

5.1非平衡载流子的注入与复合 5.2非平衡载流子的寿命

5.3准费米能级

本授课单元教学目标或要求：

理解非平衡载流子的概念，非平衡载流子的产生、复合和寿命；理解小注入和大注入的概念和条件，理解准费米能级的概念和非平衡状态下载流子浓度的表达式

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1．非平衡载流子的概念

2．举例说明非平衡载流子的产生和复合过程（重点）

3．小注入和大注入的概念和条件

4．非平衡载流子的寿命（重点）

5．准费米能级（难点）

6．非平衡状态下载流子浓度的表达式（重点）

上述这些概念是半导体物理中最重要的基本概念，这次课的重点是让学生理解和掌握这些概念及其物理意义。

本授课单元教学手段与方法：

采用黑板板书的方法讲授

本授课单元思考题、讨论题、作业：

思考题：习题1 讨论题：习题6 作业题：习题2，4，7

本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）

1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005

2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第五章非平衡载流子

5．4 复合理论

本授课单元教学目标或要求：

理解半导体中的直接复合、间接复合、表面复合和俄歇复合的基本概念。

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1．直接复合 2．间接复合 3．表面复合 4．俄歇复合 本授课单元教学手段与方法：

采用黑板板书的方法讲授

本授课单元思考题、讨论题、作业：

思考题： 1 讨论题：习题8 作业题：习题9，10，12

本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）

1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005

2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

5.5.6

际问题 授课类型：理论课 授课时间：2节 授课题目（教学章节或主题）： 第五章非平衡载流子 陷阱效应 载流子的扩散运动 本授课单元教学目标或要求： 了解半导体的陷阱效应 理解和掌握非平衡少数载流子的稳定扩散方程，能用扩散方程求解实

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1．陷阱效应

2．非平衡少数载流子的扩散定律

3．非平衡少数载流子的稳态扩散方程（重点）

4．稳态扩散方程的应用（重点，难点）

举例讲解稳态方程的应用，基本方法：根据具体问题写出稳态方程的具体表达式和边界条件写出方程的通解，代入边界条件求具体的解。

本授课单元教学手段与方法：

采用黑板板书的方法讲授

本授课单元思考题、讨论题、作业：

讨论题：15 作业题：习题13，14，16

本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）

1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005

2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第五章非平衡载流子

5.7载流子的漂移运动、爱因斯坦关系式

5.8连续性方程式

本授课单元教学目标或要求：

理解载流子的漂移运动和漂移电流表达式

掌握爱因斯坦关系式

掌握连续性方程及其应用

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1．载流子的漂移运动

2．爱因斯坦关系式（重点）

3．连续性方程式（重点，难点）

1.2.出版社2005 ． 连续性方程应用举例（难点）通过例题分析让学生学习连续性方程及其应用 本授课单元教学手段与方法： 采用ppt课件和黑板板书相结合的方法讲授 本授课单元思考题、讨论题、作业： 思考题：习题15 讨论题： 作业题：补充2个课外作业题 本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005 田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第四、五章习题课

本授课单元教学目标或要求：

对第四、第五章的基本概念、理论和公式进行总结

讲解第四、五章的习题课

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1．对第四、第五章的基本概念、理论和公式进行总结

2．讲解第四、五章的习题课

本授课单元教学手段与方法：

采用ppt课件和黑板板书相结合的方法讲授

本授课单元思考题、讨论题、作业：

作业题：复习第四、第五章的内容。

本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）

1.刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005

2.田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业出版社2005

3.施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，2002

4.方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社

5．曾谨言，《量子力学》科学出版社

注：1.每单元页面大小可自行添减；2.一个授课单元为一个教案；3.“重点”、“难点”、“教学手段与方法”部分要尽量具体；4.授课类型指：理论课、讨论课、实验或实习课、练习或习题课。

授课类型：理论课 授课时间：2节

授课题目（教学章节或主题）：

第六章 pn结

6．1 pn结及其能带图

本授课单元教学目标或要求：

掌握pn结的形成过程、能带图、接触电势差和和载流子的分布

本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，以及引导学生解决重点难点的方法、例题等）：

1． pn结的形成和杂质分布

2． pn结的能带图(重点，难点)

3． pn结的接触电势差（重点）

4． pn结的载流子分布(重点，难点)

本授课单元教学手段与方法：

采用ppt课件和黑板板书相结合的方法讲授

1.2.出版社2005

3.2002

4.5 本授课单元思考题、讨论题、作业： 讨论题：习题2，3 作业题：习题1，补充1题 本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）刘恩科，朱秉升等《半导体物理学》，电子工业出版社2005 田敬民，张声良《半导体物理学学习辅导与典型题解》电子工业施敏著，赵鹤鸣等译，《半导体器件物理与工艺》，苏州大学出版社，方俊鑫，陆栋，《固体物理学》上海科学技术出版社 ．曾谨言，《量子力学》科学出版社

第二篇：初三物理教案 半导体（精选）

初三物理教案 半导体

初三物理教案 半导体

教学目标

知识目标

了解半导体以及半导体在现代科学技术中的应用.能力目标

通过半导体知识的学习，扩展知识面.情感目标

知道半导体在现代科技中的重要性，树立科技强国的观念.教学建议

教材分析 教材从分析导体和绝缘体的区别入手，进一步引入另一种介乎导体和绝缘体之间的材料--半导体.接着分析了半导体的特点并提出问题.教材又结合实例，介绍几种半导体的特性，说明了半导体地重要性.教法建议

本节的教学要注重科技的联系，避免孤立的学习，要注意联系实际.可以提出问题学生自主学习，学生根据提出的问题，可以利用教材和教师提供的一些资料进行学习.也可以教师提出课题，学生查阅资料，从收集资料、信息的过程中学习，提高收集信息和处理信息的能力.教学设计方案

【教学过程设计】 方法

1、学生阅读教材，教师提供一些半导体的材料，教师提出一些问题，学生阅读时思考，例如：半导体和导体、绝缘体的有什么不同?你知道那些半导体元件?半导体都在哪些地方有应用?

方法

2、对于基础较好的班级，可以采用实验探究和信息学习的方法.实例如下

实验探究：可以组织学生小组，图书馆、互联网查阅有关半导体方面的资料，小组讨论，总结半导体和导体、绝缘体的区别.【板书设计】

1．半导体

概念

与导体、绝缘体的区别

2．半导体材料

3.半导体的电学性能 探究活动

【课题】探究二极管的特性

【组织形式】学习小组

【活动方式】查阅有关资料，总结、讨论

【活动内容】查找、总结

1、二极管的四个特性.2、判断二极管的方法.3、二极管的有关参数..

第三篇：半导体-初中物理教案学案

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*第三节 半导体

(一)教材 人教社九年义务教育初中物理第二册(二)教学目的

1．常识性了解什么叫半导体和常见的半导体材料．

2．常识性了解半导体具有的三种特殊的电学性能．(三)教具

演示实验：四节干电池，量程是5毫安的电流表，锗晶体二极管（2AP型）一只，玻璃外壳的三极管（如3AX型）一只，开关一个，导线若干．(四)教学过程

1．复习

提问：(1)什么是导体，什么是绝缘体？

(2)怎样比较材料导电性能的好坏？

（比较长度、横截面积和温度都相同的情况下，不同材料制成导体的电阻大小．）2．引入新课

翻开课本看几种材料制成的长1米、横截面积1毫米2的导线在20℃时的电阻是10-1～10-2欧．举几个绝缘5的例子，长1米、横截面积是1毫米2的木材在20℃时的电阻约是10-14～1018欧，玻璃的电阻是1016～1020欧，橡胶的电阻是1018～1021欧．

由比较可见，在相同条件下，绝缘体的电阻比导体的电阻大十万亿（1013）倍以上．

3．进行新课

(1)什么叫半导体？

导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，叫做半导体．

例如：锗、硅、砷化镓等．

半导体在科学技术，工农业生产和生活中有着广泛的应用．（例如：电视、半导体收音机、电子计算机等）这是什么原因呢？下面介绍它所具有的特殊的电学性能．

(2)半导体的一些电学特性

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①压敏性：有的半导体在受到压力后电阻发生较大的变化．

用途：制成压敏元件，接入电路，测出电流变化，以确定压力的变化．

②热敏性：有的半导体在受热后电阻随温度升高而迅速减小．

用途：制成热敏电阻，用来测量很小范围内的温度变化．

按图9连好电路，不要给学生画出电路图，告诉学生电路中的D中有半导体锗，让学生观察常温下电流表的示数（示数很小），再用手捏住D，或用点燃的火柴接近D，观察此时电流表示数（示数明显增大）．

比较前后两次电流表示数，说明半导体的电阻随温度升高而减小．

③光敏性，有的半导体在光照下电阻大为减小．

用途：制成光敏电阻，用于对光照反映灵敏的自动控制设备中．

先做实验，电路图见图10．用四节干电池串联作电源．图中三极管用玻璃外壳的三极管（例如3AX81），把外壳上的漆刮去，将三极管的发射极e、集电极c连入电路中．

在没有光照时，观察电流表的示数（示数很小），再用手电筒光照到管内锗片（PN结上），观察电流表的示数变化（示数明显变大）．

比较前后两次电流表示数，说明半导体受到光照后电阻将大大减小．

4．小结

这堂课讲授了什么是半导体，一些常见的半导体材料，半导体的三种电学特性，正是由于半导体具有许多特殊的电学性质，所以它有着广泛的应用．(五)说明

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1．半导体这一内容，只要求做到常识性了解，不要讲得过深过难．这一部分知识是科学常识，又将学习第十五章有用的电子元件做准备，所以虽然是选学内容，还是讲讲为好．

2．半导体的热敏性和光敏性，最好是通过实验的观察得出结论，使学生获得感性知识，还可以提高学习兴趣．

第四篇：半导体物理课程教学大纲

《半导体物理》课程教学大纲

课程编号：C030001 适用专业：微电子技术，微电子学

学时数：72（实验12）学分数：4．5

先修课程：《热力学与统计物理学》、《量子力学》和《固体物理学》

考核方式：闭卷

执笔者：刘诺

编写日期：2004.5

一、课程性质和任务

《半导体物理学》是面向电子科学与技术方向本科生所开设的微电子技术专业和微电子学专业的一门专业基础课和学位课，是培养方案中的核心课程之一。开设的目的是使学生熟悉半导体物理的基础理论和半导体的主要性质，以适应后续专业课程的学习和将来工作的需要。

二、教学内容和要求

理论教学（60学时）

半导体中的电子状态（8学时）：

理解能带论。掌握半导体中的电子运动、有效质量，本征半导体的导电机构、空穴，锗、硅、砷化镓和锗硅的能带结构。半导体中的杂质和缺陷能级（5学时）：

掌握锗、硅晶体中的杂质能级，Ⅲ-Ⅴ 族化合物半导体的杂质能级。理解缺陷、位错能级。

热平衡时半导体中载流子的统计分布（10学时）：

掌握状态密度，费米能级和载流子的统计分布，本征半导体的载流子浓度，杂质半导体的载流子浓度。理解一般情况下的载流子的统计分布。了解简并半导体。半导体的导电性（8学时）：

掌握载流子的漂移运动，载流子的散射，迁移率与杂质浓度和温度的关系，玻尔兹曼方程。了解电导的统计理论。理解强电场效应，热载流子。

非平衡载流子（8学时）：

掌握非平衡载流子的注人与复合，非平衡载流子的寿命，准费米能级，复合理论，陷阱效应，载流子的扩散运动、爱因斯坦关系，理解连续性方程。

p-n结（0学时）：

了解p-n结及能带图，p-n结的电流电压特性，p-n结电容，p-n结击穿和p-n结隧道效应。

异质结（0学时）：

了解异质结及其能带图和异质结的电流输运机构。金属和半导体的接触（10学时）：

掌握金属和半导体接触的整流理论。理解少数载流子的注人，欧姆接触。

半导体表面理论（10学时）：

掌握表面态、表面电场效应，MIS结构的电容一电压特性，理解硅一二氧化硅系统，表面电导及迁移率。

半导体磁效应（1学时）：

掌握霍耳效应。

为巩固课堂讲授的基本概念和基本理论，培养学生分析问题和解决问题的能力．每章讲完后，需布置一定分量的课外作业。必做题约40道，选做题平均每章3－5题。

2.实验教学（12学时）

“ 半导体物理实验 ” 包括了六个实验，MOS结构高频C－V特性测试、MOS结构准静态C－V特性测试、MOS结构中可动电荷测试、霍尔效应、椭偏法测SiO2 层的厚度及折射率、及参数测试以及高频光电导衰减法测量Si单晶少子寿命。教师根据实验设备数量选做四个实验。

教师在课堂讲解每个实验的基本原理、测试内容及实验要求，交待实验注意事项。•

学生分组做实验，每组2人。要求学生必须自已动手做实验，独立处理实验数据，完成实验报告，回答思考题。

三、建议教材和参考资料

1.教材：（半导体物理学），西安交大刘恩科主编

2.参考资料：

（1）Fundamental of Solid-State Electronics，Chih-Tang Sah（U.S.A.）

（2）《半导体物理学》，叶良修编

（3）《半导体物理学》，顾祖毅编

（4）《半导体物理实验指导书》，自编讲义

第五篇：半导体物理教学大纲（精选）

《半导体物理》

课程编号：01500277

课程名称：半导体物理 Semiconductor Physics 学分：3.5 学时: 56

先修课程： 固体物理、量子力学、理论物理

一、目的与任务

《半导体物理学》是电子科学与技术专业的一门必修课程。通过学习本课程，使学生掌握半导体物理的基本理论和基本规律，培养学生分析和应用半导体各种物理效应的能力，同时为后继课程《半导体器件》与《半导体集成电路》的学习奠定基础。

本课程的任务是揭示和研究半导体的微观机构，从微观的角度解释发生在半导体中的宏观物理现象；重点学习半导体中的电子状态及运动规律；学习半导体中载流子的统计分布、输运理论及相关规律；学习载流子在输运过程中发生的一些宏观物理现象；学习半导体的某些基本结构，包括金属半导体结及表面问题。

二、教学内容及学时分配

第一章 半导体中的电子状态（8学时）1．半导体中的电子状态与能带 2．半导体中电子的运动有效质量 3．本征半导体的导电机构空穴 4．硅和锗的能带结构

第二章 半导体中杂质和缺陷能级（2学时）1．硅、锗晶体中的杂质能级 2．Ⅲ-V族化合物中的杂质能级

第三章 半导体中载流子的统计分布（8学时）1．状态密度

2．费米能级和载流子的统计分布 3．本征半导体的载流子浓度 4．杂质半导体的载流子浓度 5．一般情况下的载流子统计分布 6．简并半导体

第四章 半导体的导电性（8学时）1．载流子的漂移运动迁移率 2．载流子的散射

3．迁移率与杂质浓度和温度的关系 4．电阻率及其与杂质浓度和温度的关系 5．波尔兹曼方程电导率的统计理论 6．强电场下的效应，热载流子 7．多能谷散射耿氏效应 第五章 非平衡载流子（8学时）1．非平衡载流子的注入与复合 2．非平衡载流子的寿命 3．准费米能级 4．复合理论 5．陷阱效应 6．载流子的扩散运动

7．载流子的漂移运动爱因斯坦关系 8．连续性方程式

第六章 金属和半导体接触（4学时）1．金属与半导体接触及其能带图 2．金属与半导体接触的整流理论 3．欧姆接触

第七章 半导体表面与MIS结构（4学时）1．表面态 2．表面电场效应

3．MIS结构的电容电压特性 4．硅—二氧化硅系统的性质 第八章 异质结（2学时）1．异质结及其能带图 2．异质结的电流输运机构

第九章半导体的光电性质、光电与发光现象（4学时）1．半导体的光吸收和光电导 2．半导体的光生伏特效应 3．半导体的发光、激光

第十章 半导体热电性质（4学时）1．热电效应 2．热电效应的应用

第十一章 半导体磁和压阻效应（4学时）1．霍耳效应 2．磁阻效应 3．光磁电效应 4．压阻效应

三、考核与成绩评定

采用纸笔式闭卷考试，按百分制进行成绩评定。

四、大纲说明

1.本课程在理论物理基础课程学习之后开设。学生应掌握必要的热力学与统计物理、量子力学、电磁场、固体物理学等知识。

2.在保证基本教学要求的前提下，教师可以根据实际情况，对内容进行适当的调整和删节。

3.本大纲适合近电子科学与技术类专业。

五、教科书、参考书

［1］刘恩科，朱秉升，罗晋生等.半导体物理学［M］.北京：国防工业出版社，1994.［2］叶良修.半导体物理学［M］.上册.北京：高等教育出版社，1986.［3］S.M.Sze,physics of Semiconductor Devices［M］.John Wiley and Sons,Inc.1981.《微电子器件基础》