屈不挠的赶超精神。4.培养学生勇于承担责任，坚持技术操守与道德底线，国家的前途、民族的命運、人民的幸福是当代中国青年必须和必将承担的重任。五、教学目标达成与评价方式1.教学目标：熟练掌握CPLD、FPGA的硬件结构，通过理论授课达成；达成情况通过理论考试评价；2．教学目标：掌握当今主流的CPLD、FPGA产品构成，通过理论授课达成；达成情况通过理论考试评价；3.教学目标：熟练掌握利用VerilogHDL进行芯片级硬件设计的常规开发方法和开发技巧，通过理论授课和实验教学相配合达成；达成情况通过理论考试和实验结果评价；4.教学目标：深入理解SOPC的基本概念并掌握SOPC设计的思路、流程及方法，通过理论授课和实验教学相配合达成；达成情况通过理论考试和实验结果评价。六、课程成绩评定30%平时成绩（出勤+实验）70%考试成绩（开卷）七、建议教材与主要参考书建议教材：1.夏宇闻编著，Verilog数字系统设计教程（第4版），北京航空航天大学出版社，2017.82.王欣等编著，Inte1FPGA/CPLD设计（基础篇），人民邮电出版社，2017.8参考书：1.Enoch0.Hwang（黄爱基）著，数字系统设计（Verilog&VHDL版）（第二版），电子工业出版社，2018.1八、编制与审核工作内容负责人完成时间倪读川2024.6.6编制（任课教师）林#早2024.6.6审核（学科、专业负责人）闻小永批准（主管院长）2024.6.624
24 屈不挠的赶超精神。 ４.培养学生勇于承担责任，坚持技术操守与道德底线，国家的前途、民族的命運、人 民的幸福是当代中国青年必须和必将承担的重任。 五、教学目标达成与评价方式 1. 教学目标: 熟练掌握 CPLD、FPGA 的硬件结构，通过理论授课达成；达成情况通过 理论考试评价； 2. 教学目标：掌握当今主流的 CPLD、FPGA 产品构成，通过理论授课达成；达成情况 通过理论考试评价； 3. 教学目标：熟练掌握利用 Verilog HDL 进行芯片级硬件设计的常规开发方法和开发 技巧，通过理论授课和实验教学相配合达成；达成情况通过理论考试和实验结果评价； 4. 教学目标: 深入理解 SOPC 的基本概念并掌握 SOPC 设计的思路、流程及方法，通过 理论授课和实验教学相配合达成；达成情况通过理论考试和实验结果评价。 六、课程成绩评定 平时成绩 （出勤+实验） 30% 考试成绩 （开卷） 70% 七、建议教材与主要参考书 建议教材：1.夏宇闻编著，Verilog 数字系统设计教程（第 4 版），北京航空航天大学 出版社，2017.8 2.王欣等编著，Intel FPGA/CPLD 设计（基础篇），人民邮电出版社，2017.8 参考书：1. Enoch O. Hwang（ 黄爱基）著，数字系统设计（Verilog ＆ VHDL 版）（第 二版），电子工业出版社，2018.1 八、编制与审核 工作内容 负责人 完成时间 编制（任课教师） 2024.6.6 审核（学科、专业负责人） 2024.6.6 批准（主管院长） 2024.6.6
《半导体器件物理》课程教学大纲课程名称课程编码IST502半导体器件物理SemiconductorDevices英文名称考核方式■考试口考查physics公共必修课学分2口专业必修课口公共选修课课程性质■专业选修课32总学时口补修课口其他■本研一体化课程口特色课程口学科交叉融合课程口全英文授课课程0课程特点实验学时口双语授课课程口案例课程口校企联合课程口其他先修课程（已具半导体物理、固体物理、量子力学备知识能力）适用学科/专业电子科学与技术/学术型、专业型学位类别（领域）一、课程教学目标（说明：根据培养目标，紧密结合本课程特性与内涵，概括性的确定出学习者学习该课程后，在知识、科研实践能力和创新能力等方面应达到的目标与要求。）半导体器件物理是近代集成电路设计和制造的重要理论基础，通过微电子技术，把一个相当规模的电路或部件，甚至是一个整机或系统，全部设计制作在一小块硅片或其它半导体基片上，这涉及到半导体物理、半导体器件、微电子各种工艺、电路与系统的设计以及计算机辅助设计、测试等等内容非常宽广的学科。《半导体器件物理》又是光电子技术和光纤通信的重要理论基础，光发射和光接收及光电能量转换正是通过各种半导体光电子器件及光电或光子集成电路实现的。《半导体器件物理》也是微波技术领域的重要理论基础。因此，对微电子学、电子信息与电气工程、应用物理及半导体材料等专业领域的研究生来说，了解半25
25 《半导体器件物理》课程教学大纲 课程名称 半导体器件物理 课程编码 IST502 英文名称 Semiconductor Devices physics 考核方式 ■考试 □考查 课程性质 □公共必修课 □专业必修课 □公共选修课 ■专业选修课 □补修课 □其他_ 学分 2 总学时 32 课程特点 ■本研一体化课程 □特色课程 □学科交叉融合课程 □全英文授课课程 □双语授课课程 □案例课程 □校企联合课程 □其他_ 实验学时 0 先修课程（已具 备知识能力） 半导体物理、固体物理、量子力学 适用学科/专业 学位类别（领域） 电子科学与技术/学术型、专业型 一、课程教学目标 （说明：根据培养目标，紧密结合本课程特性与内涵，概括性的确定出学习者学习该课 程后，在知识、科研实践能力和创新能力等方面应达到的目标与要求。） 半导体器件物理是近代集成电路设计和制造的重要理论基础，通过微电子技术，把一个 相当规模的电路或部件，甚至是一个整机或系统，全部设计制作在一小块硅片或其它半导体 基片上，这涉及到半导体物理、半导体器件、微电子各种工艺、电路与系统的设计以及计算 机辅助设计、测试等等内容非常宽广的学科。《半导体器件物理》又是光电子技术和光纤通 信的重要理论基础，光发射和光接收及光电能量转换正是通过各种半导体光电子器件及光电 或光子集成电路实现的。《半导体器件物理》也是微波技术领域的重要理论基础。因此，对 微电子学、电子信息与电气工程、应用物理及半导体材料等专业领域的研究生来说，了解半
导体器件的工作原理及器件工作的半导体物理基础是非常必要的。本课程要求掌握半导体器件物理方面的基本原理，器件理论，设计方法，掌握分析问题和解决间题的方法。通过本课程的学习，培养学生运用理论知识，灵活设计各种类型的半导体器件，为今后从事相关的器件设计工作和后续课程的学习打好基础。二、课程教学内容提要与基本要求理论部分序号教学内容提要基本要求学时第一章半导体物理基础掌握单电子近似下的半导体电子状态的描1.1半导体中的电子状态述方法；掌握费米能级的物理意义。掌握11.2载流子的统计分布载流子的统计分布的规律和表示方法；掌1.3简并半导体握简并半半导体的定义和特性1.4载流子的散射掌握载流子的散射机制；掌握描述载流子21.5载流子的输运输运的物理量的表示方法和特性；掌握非51.6非平衡载流子平衡载流子的表示方法和特性。第二章PN结掌握PN结的工艺制作方法：掌握热平衡2.1热平衡PN结PN结的特性；掌握偏压下的PN结的特性；2.2加偏压的PN结掌握理想PN结的定义和特性；掌握复合电352.3理想PN结的直流-电压特性流和产生电流的形成机制。2.4空间电荷区的复合电流和产生电流2.5隧道电流结合能带结构，掌握隧道电流产生的机制；2.61-V特性的温度依赖性了解PN结的I-V特性的温度依赖性：掌握2.7耗尽层电容耗尽层电容的定义和表达式：了解小信号452.8小信号交流分析交流信号作用下的PN结的电学特性；了解2.9电荷存和反向瞬变电荷贮存和反向瞬变的特性；了解常见PN2.10PN结击穿结击穿的机制，第三章双极结型晶体管掌握双极结型晶体管的典型结构特征和工3.1双极结型晶体管艺制作方法和基本工作原理；掌握理想双3.2基本工作原理极结型晶体管中的各个电流的传输机制以53.3理想双极结型晶体管中的电流及相关物理量的表示方法和物理意义；掌5传输握埃伯斯－莫尔方程的几种表示方法和物3.4埃伯斯－莫尔方程理意义：了解缓变基区晶体管的特性和基3.5缓变基区晶体管区扩展电阻和电流聚集的产生机制。26
26 导体器件的工作原理及器件工作的半导体物理基础是非常必要的。 本课程要求掌握半导体器件物理方面的基本原理，器件理论，设计方法，掌握分析问题 和解决问题的方法。通过本课程的学习，培养学生运用理论知识，灵活设计各种类型的半导 体器件，为今后从事相关的器件设计工作和后续课程的学习打好基础。 二、课程教学内容提要与基本要求 理论部分 序号 教学内容提要 基本要求 学时 1 第一章 半导体物理基础 1.1 半导体中的电子状态 1.2 载流子的统计分布 1.3 简并半导体 掌握单电子近似下的半导体电子状态的描 述方法；掌握费米能级的物理意义。掌握 载流子的统计分布的规律和表示方法；掌 握简并半半导体的定义和特性。 5 2 1.4 载流子的散射 1.5 载流子的输运 1.6 非平衡载流子 掌握载流子的散射机制；掌握描述载流子 输运的物理量的表示方法和特性；掌握非 平衡载流子的表示方法和特性。 5 3 第二章 PN 结 2.1 热平衡 PN 结 2.2 加偏压的 PN 结 2.3 理想 PN 结的直流－电压特性 2.4 空间电荷区的复合电流和产生 电流 掌握 PN 结的工艺制作方法；掌握热平衡 PN 结的特性；掌握偏压下的 PN 结的特性； 掌握理想 PN 结的定义和特性；掌握复合电 流和产生电流的形成机制。 5 4 2.5 隧道电流 2.6I-V 特性的温度依赖性 2.7 耗尽层电容 2.8 小信号交流分析 2.9 电荷贮存和反向瞬变 2.10PN 结击穿 结合能带结构，掌握隧道电流产生的机制； 了解 PN 结的 I-V 特性的温度依赖性；掌握 耗尽层电容的定义和表达式；了解小信号 交流信号作用下的 PN 结的电学特性；了解 电荷贮存和反向瞬变的特性；了解常见 PN 结击穿的机制。 5 5 第三章 双极结型晶体管 3.1 双极结型晶体管 3.2 基本工作原理 3.3 理想双极结型晶体管中的电流 传输 3.4 埃伯斯－莫尔方程 3.5 缓变基区晶体管 掌握双极结型晶体管的典型结构特征和工 艺制作方法和基本工作原理；掌握理想双 极结型晶体管中的各个电流的传输机制以 及相关物理量的表示方法和物理意义；掌 握埃伯斯－莫尔方程的几种表示方法和物 理意义；了解缓变基区晶体管的特性和基 区扩展电阻和电流聚集的产生机制。 5
3.6基区扩展电阻和电流聚集3.7基区宽度调变效应掌握基区宽度调变效应的产生机制；了解3.8晶体管的频率响应晶体管的频率响应和混接元型等效电流的3.9混接元型等效电流机理；掌握晶体管的开关特性；了解击穿3.10晶体管的开关特性电压产生的机制和特性；了解P-N-P-N结653.11击穿电压构、异质结双极晶体管和几类常见的HBT3.12P-N-P-N结构的特性。3.13异质结双极晶体管3.14几类常见的HBT第四章太阳电池掌握光生伏打效应产生的机理；掌握表示4.1PN结的光生伏打效应太阳电池的开路电压和短路电流等关键物74. 2太阳电池的I-V特性理量的物理意义和表示方法：掌握太阳电24.3太阳电池的效率池的I-V特性；掌握太阳电池的效率的表示方法。实验部分实验内容、要求及时间安排、仪器要必开/实验学序号实验项目名称时求选开类型三、教学方法采用课堂授课教学方式进行。四、课程思政内容（说明：课程思政建设内容要围绕坚定学生理想信念，以爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体为主线，从政治认同、家国情怀、文化素养、法治意识、道德修养等方面入手优化课程思政设计，系统开展中国特色社会主义和中国梦、社会主义核心价值观、法治意识、中华优秀传统文化等内容教育。）在介绍半导体器件发展时结合我国半导体器件水平落后的现状，鼓励学生积极探索开拓创新，勇于承担历史使命。在讲解二极管时介绍我国学者研制的最新科研成果并借此提升学生的民族自信心，激励学生进行科研创新。此外，在介绍太阳电池的原理和应用时可以结合马克思主义实践观：实践是理论形成和发展的源泉，以及马克思主义认识论：实践是检验真理的唯一标准，借此向学生们阐述理论和实践之间辩证统一、互存互助的关系。27
27 3.6 基区扩展电阻和电流聚集 6 3.7 基区宽度调变效应 3.8 晶体管的频率响应 3.9 混接π型等效电流 3.10 晶体管的开关特性 3.11 击穿电压 3.12P-N-P-N 结构 3.13 异质结双极晶体管 3.14 几类常见的 HBT 掌握基区宽度调变效应的产生机制；了解 晶体管的频率响应和混接π型等效电流的 机理；掌握晶体管的开关特性；了解击穿 电压产生的机制和特性；了解 P-N-P-N 结 构、异质结双极晶体管和几类常见的 HBT 的特性。 5 7 第四章 太阳电池 4.1 PN 结的光生伏打效应 4.2 太阳电池的 I-V 特性 4.3 太阳电池的效率 掌握光生伏打效应产生的机理；掌握表示 太阳电池的开路电压和短路电流等关键物 理量的物理意义和表示方法；掌握太阳电 池的 I-V 特性；掌握太阳电池的效率的表 示方法。 2 实验部分 序号 实验项目名称 学 时 实验内容、要求及时间安排、仪器要 求 必开/ 选开 实验 类型 三、教学方法 采用课堂授课教学方式进行。 四、课程思政内容 （说明：课程思政建设内容要围绕坚定学生理想信念，以爱党、爱国、爱社会主义、爱 人民、爱集体为主线，从政治认同、家国情怀、文化素养、法治意识、道德修养等方面入手 优化课程思政设计，系统开展中国特色社会主义和中国梦、社会主义核心价值观、法治意识、 中华优秀传统文化等内容教育。） 在介绍半导体器件发展时结合我国半导体器件水平落后的现状，鼓励学生积极探索开拓 创新，勇于承担历史使命。在讲解二极管时介绍我国学者研制的最新科研成果并借此提升学 生的民族自信心，激励学生进行科研创新。此外，在介绍太阳电池的原理和应用时可以结合 马克思主义实践观：实践是理论形成和发展的源泉，以及马克思主义认识论：实践是检验真 理的唯一标准，借此向学生们阐述理论和实践之间辩证统一、互存互助的关系
五、教学目标达成与评价方式（说明：本课程支撑的知识获得、科研实践能力提升、创新能力提升等方面的教学目标达成与评价方式）1.教学目标通过课堂授课方式达成。2.达成情况通过闭卷考试成绩进行评价。六、课程成绩评定（说明：成绩组成部分，具体要求及成绩评定方法等。）课程结束后，以闭卷考试成绩作为本课程的最终成绩。成绩评定方法以考题的标准答案及评分细则为参考，各题得分之和即为总分。七、建议教材与主要参考书建议教材：孟庆巨，刘海波，孟庆辉.半导体器件物理.北京：科学技术出版社，2005参考书：【1】刘文明.半导体物理学.长春：吉林人民出版社，1982【2】刘恩科，朱秉升等.半导体物理学.西安：西安交通大学出版社，1998【3】王家哗，李长健，牛文成.半导体器件物理.北京：科学出版社，1983【4】叶良修.半导体物理学（上，下）.北京：高等教育出版社，1984，1987【5】曾树荣.半导体器件物理基础.北京：北京大学出版社，2002八、编制与审核负责人工作内容完成时间林井早2024.6.6编制（任课教师）林#早2024.6.6审核（学科、专业负责人）闻小永2024.6.6批准（主管院长）28
28 五、教学目标达成与评价方式 （说明：本课程支撑的知识获得、科研实践能力提升、创新能力提升等方面的教学目标达成 与评价方式） 1. 教学目标通过课堂授课方式达成。 2. 达成情况通过闭卷考试成绩进行评价。 六、课程成绩评定 （说明：成绩组成部分，具体要求及成绩评定方法等。） 课程结束后，以闭卷考试成绩作为本课程的最终成绩。成绩评定方法以考题的标准答案 及评分细则为参考，各题得分之和即为总分。 七、建议教材与主要参考书 建议教材： 孟庆巨，刘海波，孟庆辉.半导体器件物理.北京：科学技术出版社，2005 参考书： 【1】刘文明.半导体物理学.长春：吉林人民出版社，1982 【2】刘恩科，朱秉升等.半导体物理学.西安：西安交通大学出版社，1998 【3】王家哗，李长健，牛文成.半导体器件物理.北京：科学出版社，1983 【4】叶良修.半导体物理学(上，下).北京：高等教育出版社，1984，1987 【5】曾树荣.半导体器件物理基础.北京：北京大学出版社，2002 八、编制与审核 工作内容 负责人 完成时间 编制（任课教师） 2024.6.6 审核（学科、专业负责人） 2024.6.6 批准（主管院长） 2024.6.6