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2015年黑龙江大学077403微电子学与固体电子学考研大纲

考研时间: 2014-10-19 来源:查字典考研网

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黑龙江大学硕士研究生入学考试大纲

考试科目名称:数字电子技术考试科目代码:[829]

一、考试要求

要求考生系统、全面地掌握数字电子技术的基本概念、基本定律,基本理论、基本分析方法、基本设计方法及典型应用电路,并且能灵活运用,具有较强的分析和设计能力。

二、考试内容

第1章逻辑代数基础

第一节概述

数字量和模拟量、数制和码制、算术运算和逻辑运算;

第二节逻辑代数中的三种基本运算

第三节逻辑代数中的基本公式和常用公式

基本公式、常用公式;

第四节逻辑代数的基本定理

代入定理、反演定理、对偶定理;

第五节逻辑函数及其表示方法

逻辑函数、表示方法、标准形式;

第六节逻辑函数的公式化简法

最简形式、化简方法;

第七节逻辑函数的卡诺图化简法

卡诺图、卡诺图表示逻辑函数、卡诺图化简法;

第八节具有无关项的逻辑函数及其化简

约束项、逻辑函数的无关项、无关项在逻辑函数化简中的应用;

第2章门电路

第一节概述

第二节半导体二极管和三极管的开关特性

二极管的开关特性、三极管的开关特性;

第三节最简单的与、或、非门电路

二极管的与门、二极管的或门、三极管的非门;

第四节TTL门电路

结构与原理、静态输入特性和输出特性等、其它类型的TTL门电路、TTL电路的改进系列;

第五节COMS门电路

工作原理、静态输入特性和输出特性等、其它类型的COMS门电路、改进的COMS门电路、COMS电路的正确使用;

第六节TTL电路与MOS电路的接口

第3章组合逻辑电路

第一节概述

第二节组合逻辑电路的分析方法和设计方法

分析方法、设计方法、MSI芯片、应用电路;

第三节常用的组合逻辑电路

编码器、译码器、数据选择器、加法器、数值比较器;

第4章触发器

第一节概述

第二节触发器的电路结构与动作特点

基本RS触发器、同步RS触发器、主从触发器、边沿触发器;

第三节触发器的逻辑功能及其描述方法

触发器功能分类、触发器的结构与功能的关系;

第5章时序逻辑电路

第一节概述

第二节时序逻辑电路的分析方法

同步时序电路分析方法、状态转换图、状态转换图、时序图、异步时序电路分析方法;

第三节若干常用的时序逻辑电路

寄存器、移位寄存器、计数器、顺序脉冲发生器、序列脉冲发生器;

第四节时序逻辑电路的设计方法

同步时序逻辑电路的设计、自启动的设计、异步时序逻辑电路的设计;

第6章脉冲波形的产生和整形

第一节概述

第二节施密特触发器

门电路组成的施密特触发器、集成施密特触发器、施密特触发器应用电路;

第三节单稳态触发器

门电路组成的单稳态触发器、集成单稳态触发器;

第四节多谐振荡器

对称式振荡器、非对称式振荡器、环形振荡器、用施密特触发器构成的振荡器;

第五节555定时器及其应用

结构与功能、555组成施密特触发器、555组成单稳态触发器、555组成多谐振荡器。

第7章数-模和模-数转换

第一节只读存储器ROM

第二节随机存储器RAM

第8章数-模和模-数转换

第一节概述

第二节DAC

权电阻网络DAC、倒T形电阻网络DAC、权电流型DAC、开关树型DAC、转换精度与转换精度;

第三节ADC

基本原理、取样-保持电路、直接ADC、间接ADC、ADC转换精度、转换速度。

三、试卷结构

1.考试时间:180分钟

2.试卷分值子:150分

3.题型结构:(1)填空题(20分)

(2)简答题(10分)

(3)化简题(15分)

(4)计算题(25分)

(5)分析题(40分)

(6)综合题(40分)

四、参考书目

《数字电子技术基础》(第四版),阎石主编,(高等教育出版社),2003年。

黑龙江大学硕士研究生入学考试大纲

考试科目名称:自命题数学一考试科目代码:[601]

一、考试要求

具有高中代数,平面解析几何,立体几何等基本知识。要求考生掌握一元函数微积分及其应用;常微分方程;空间解析几何;多元函数微积分及其应用;级数的一般理论及综合运算能力。

二、考试内容

第一章函数与极限

§1映射与函数

集合,映射,函数。

§2数列极限

数列极限的定义,收敛数列的性质。

§3函数的极限

自变量趋于无穷大时和自变量趋于有限点时函数的极限的定义,函数极限与数列极限的关系,函数极限的性质。

§4无穷小与无穷大

无穷小的定义与性质,无穷小与无穷大的关系。

§5极限运算法则

函数的极限与无穷小量的关系,极限的各种运算法则的证明,应用运算法则求极限。

§6极限存在准则,两个重要极限

极限存在的两个准则,两个重要极限。

§7无穷小的比较

无穷小的阶的比较,等价无穷小之间的关系,等价无穷小替换求极限。

§8函数的连续性与间断点

函数的连续性的定义,左连续和右连续的定义,函数的间断点及间断点的类型。

§9连续函数的运算与初等函数的连续性

连续函数的和、差、积、商的连续性,反函数与复合函数的连续性,初等函数的连续性。

§10闭区间上连续函数的性质

有界性与最大、最小值定理,零点定理与介值定理。

第二章导数与微分

§1导数的概念

引例,导数的定义与几何意义,函数可导性与连续性的关系。

§2函数的求导法则

函数的和、差、积、商的求导法则,反函数、复合函数的求导法则。

§3高阶导数

§4隐函数及由参数方程所确定的函数的导数相关变化率

隐函数的导数,由参数方程所确定的函数的导数,相关变化率。

§5函数的微分

微分的定义,微分的几何意义,基本初等函数的微分公式,微分运算法则,微分在近似计算中的应用。

第三章微分中值定理与导数的应用

§1微分中值定理

Rolle定理,Lagrange中值定理,Cauchy中值定理。

§2洛必达法则

洛必达法则及其应用。

§3泰勒公式

Taylor公式及其应用。

§4函数的单调性与曲线的凹凸性

函数单调性的判定法,曲线的凹凸性与拐点。

§5函数的极值与最大值

函数的极值及其求法,最大值、最小值问题。

§6函数图形的描绘

§7曲率

弧微分,曲率及其计算公式,曲率圆与曲率半径。

第四章不定积分

§1不定积分的概念与性质

原函数与不定积分的概念,基本积分表,不定积分的性质。

§2换元积分法

第一类换元法,第二类换元法。

§3分部积分法

分部积分法及应用。

§4有理函数的积分

有理函数的积分,可化为有理函数的积分举例。

第五章定积分

§1定积分的概念与性质

定积分问题举例,定积分的定义,定积分的性质。

§2微积分基本公式

变速直线运动中位置函数与速度函数之间的联系,积分上限函数及其导数,Newton-Leibniz公式。

§3定积分的换元法和分部积分法

定积分的换元法,定积分的分部积分法。

§4反常积分

无穷限的反常积分,无界函数的反常积分。

第六章定积分的应用:

§1定积分的元素法

定积分元素法的认识。

§2定积分在几何学上的应用

平面图形的面积,立体的体积,平面曲线的弧长。

§3定积分在物理学上的应用

变力沿直线所作的功,水压力,引力。

第七章空间解析几何与向量代数

§1向量及其线性运算

向量的概念,向量的线性运算,空间直角坐标系,利用坐标作向量的线性运算,向量的模、方向角、投影。

§2数量积向量积混合积

两向量的数量积、向量积。

§3曲面及其方程

曲面方程的概念,旋转曲面,柱面,二次曲面。

§4空间曲线及其方程

空间曲线的一般方程,空间曲线的参数方程,空间曲线在坐标面上的投影。

§5平面及其方程

平面的点法式方程,平面的一般方程,两平面的夹角。

§6空间直线及其方程

空间直线的一般方程,空间直线的对称式方程与参数方程,两直线的夹角,直线与平面的夹角,杂例。

第八章多元函数微分法及其应用

§1多元函数的基本概念

平面点集、多元函数的概念,多元函数的极限与连续性。

§2偏导数

偏导数的概念、计算,高阶偏导数。

§3全微分

全微分的概念,全微分存在的条件及计算。

§4复合函数微分法

复合函数的导数与微分。

§5隐函数微分法

一个方程的情形。

§6多元函数微分学的几何应用

空间曲线的切线与法平面,空间曲面的切平面与法线,方向导数。

§7多元函数的极值

多元函数的极值,最大(小)值,条件极值。

第九章重积分

§1二重积分的概念与性质

二重积分的概念与性质。

§2二重积分计算法

直角坐标系下与极坐标系下二重积分的计算。

§3三重积分

三重积分的概念,在直角坐标系下计算三重积分,三重积分的柱面坐标与球面坐标换元法。

§4重积分的应用

面积,体积,质心的坐标,转动惯量及引力。

第十章曲线积分与曲面积分

§1对弧长的曲线积分

第一类曲线积分的概念、性质与计算。

§2对坐标的曲线积分

第二类曲线积分的概念、性质与计算,两类曲线积分之间的联系。

§3Green(格林)公式及其应用

Green公式,平面曲线积分与路径无关的条件,二元函数全微分求积。

§4对面积的曲面积分

对面积的曲面积分的概念与性质,对面积的曲面积分的计算方法。

§5对坐标的曲面积分

对坐标的曲面积分的概念与性质,对坐标的曲面积分的计算方法,两类曲面积分之间的联系。

第十一章无穷级数

§1常数项级数

常数项级数的概念与性质。

§2常数项级数的审敛法

正项级数及其收敛法,交错级数及Leibniz(莱布尼兹)定理,绝对收敛与条件收敛。

§3幂级数

函数项级数及其收敛域,幂级数的收敛域及收敛区间,幂级数的运算。

§4函数展开成幂级数

泰勒级数,函数展开成泰勒级数。

§5Fourier(傅里叶)级数

第十二章微分方程

§1微分方程的基本概念

微分方程的阶数,微分方程的初值问题

§2可分离变量的微分方程

隐式解,隐式通解

§3齐次方程

齐次方程,可化为齐次方程的方程

§4一阶线性微分方程

线性方程,伯努利方程

§5全微分方程

全微分方程的求解

§6可降阶的高阶微分方程

型微分方程,型微分方程,型微分方程

§7高阶线性微分方程

线性微分方程解的结构,

§8常系数齐次线性微分方程

§9常系数非齐次线性微分方程

型,型,

§10微分方程的幂级数解法

三、试卷结构

1.考试时间:180分钟

2.试卷分值:150分

3.题型结构:(1)选择题20分

(2)填空20分

(3)大题(包括证明题、计算题)110分

四、参考书目

《高等数学》(第五版),同济大学应用数学系,高等教育出版社。

黑龙江大学硕士研究生入学考试大纲

考试科目名称:半导体物理考试科目代码:[075]

一、考试要求

全面地掌握半导体物理的基础知识,内容包括半导体的晶格结构、半导体中的电子状态、杂志和缺陷能级、载流子的统计分布,非平衡载流子及载流子的运动规律;p-n结、异质结、金属半导体接触、表面及MIS结构等半导体表面和界面问题;以及半导体的光、热、磁、压阻等物理现象。

二、考试内容

第一章半导体中的电子状态

§1、半导体的晶格结构和结合性质

半导体硅、锗的晶体结构(金刚石型结构)及其特点;半导体的闪锌矿型结构及其特点

§2、半导体中的电子状态和能带

电子共有化运动;晶体中的电子运动服从布洛赫定理;布洛赫波函数的意义;半导体(硅、锗)能带的特点;用能带理论解释导体、半导体、绝缘体的导电性。

§3、半导体中电子的运动有效质量

导带中E(k)与k的关系;价带顶附近电子的运动;有效质量的意义

§4、本征半导体的导电机构空穴

导电条件:有外加电压,有载流子;载流子产生的途径;导电机构(电子导电、空穴导电)。

§5、回旋共振

利用回旋共振实验测量有效质量;k空间等能面;回旋共振原理及条件。

§6、硅和锗的能带结构

硅和锗的导带结构;硅和锗的价带结构;在硅、锗的能带图中指出导带底和价带顶的位置及禁带宽度。

§7、III-V族化合物半导体的能带结构

化合物半导体的种类;化合物半导体的共同特性;化合物半导体能带结构的一般特征;掌握砷化镓的能带结构。

第二章半导体中杂质和缺陷能级

§1、硅、锗晶体中的杂质能级

晶体中杂质基本情况;硅、锗晶体中的施主杂质和受主杂质及其电离能;浅能级杂质电离能计算--类氢模型;杂质补偿作用;深能级杂质。

§2、III-V族化合物中的杂质能级

杂质在砷化镓中的存在形式;各类杂质在砷化镓、磷化镓中的杂质能级。

§3、缺陷、位错能级

掌握点缺陷和位错缺陷对半导体性能的影响。

第三章半导体中载流子的统计分布

§1状态密度

k空间的状态密度;导带和价带能量状态密度。

§2、费米能级和载流子的统计分布

掌握费米分布函数和玻耳兹曼分布函数及费米能级的意义;费米能级的数值与温度、半导体材料的导电类型、杂质浓度及零点的选取有关,电子浓度、空穴浓度表达式的意义;导带电子浓度和价带空穴浓度公式。

§3、本征半导体的载流子浓度

本征半导体费米能级;本征半导体的载流子浓度;热平衡条件写出本征半导体的电中性方程,并导出费米能级的表达式;了解通过测量不同温度下本征载流子浓度如何得到绝对零度时的禁带宽度;正确使用热平衡判断式。

§4、杂质半导体的载流子浓度

根据电中性方程导出各个温度区间的费米能级和载流子浓度表达式;在掺杂浓度一定地情况下,能够解释多子浓度随温度地变化关系;能够较熟练地计算室温下地载流子浓度和费米能级(n型和p型);杂质电离程度与温度、掺杂浓度及杂质电离能有关。

§5、一般情况下的载流子统计分布

电中性方程的一般形式及费米能级;掌握半导体同时含有施主杂质和受主杂质情况下电中性方程的一般表达式,能较熟练地分析和计算半导体的载流子浓度和费米能级。

§6、简并半导体

简并化条件;简并半导体的载流子浓度;简并半导体杂质不能充分电离;杂质带导电

第四章半导体的导电性

§1、载流子的漂移运动迁移率

半导体中载流子的运动形式;欧姆定律的微分形式;载流子的漂移运动;

§2、电阻率及杂质浓度和温度的关系

散射对载流子运动的影响;散射结构--电离杂质散射、晶格振动散射、等同的能谷间散射、其它散射机构(中性杂质散射、位错散射)。

§3、迁移率与杂质浓度和温度的关系

平均自由时间和散射几率的关系;迁移率与平均自由时间和有效质量的关系;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

电阻率与杂质浓度的关系;电阻率与温度的关系;不同导电类型半导体的电阻率,并注意杂质和温度这两个因素对电阻率的影响。

§5、玻尔兹曼方程电导率的统计理论

玻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

主要可以从载流子与晶格振动散射时的能量交换过程来说明强电场下欧姆定律发生偏离的原因;平均漂移速度与电场强度的关系。

§7、多能谷散射耿氏效应

耿氏效应原理及其与半导体的能带结构有关--负阻效应;掌握产生耿氏效应(负阻效应)的基本原理及定性描述砷化镓能带结构的特点。

第五章非平衡载流子

§1、非平衡载流子的注入与复合

非平衡载流子及其产生,光注入条件;非平衡载流子引起的附加电导率;净复合率。

§2、非平衡载流子的寿命

非平衡载流子的衰减规律;非平衡载流子的寿命(少子寿命)。

§3、准费米能级

准费米能级的引入;准费米能级与费米能级的关系。

§4、复合理论

复合机构:直接复合、间接复合、表面复合;直接复合理论与寿命关系;间接复合理论与寿命关系。

§5、陷阱效应

陷阱、陷阱中心、陷阱效应概念;利用间接复合理论对陷阱性质的讨论。

§6、载流子的扩散运动

扩散流密度与扩散系数;非平衡载流子扩散方程的建立;稳态扩散方程及其解。

§7、载流子的漂移运动,爱因斯坦关系式

载流子的扩散与漂移;爱因斯坦关系,能导出爱因斯坦关系式并熟练应用。

§8、连续性方程式

连续性方程是非平衡少数载流子同时存在扩散运动和漂移运动时所遵守的运动方程;掌握基本概念,能较熟练地应用连续性方程解决具体问题。

第六章p-n结

§1、p-n结及其能带图

理解p-n结的形成原因,能够证明平衡p-n结中费米能级处处相等,能画出平衡p-n结载流子的分布图。

§2、p-n结电流电压特性

掌握非平衡p-n结能带图及其与平衡p-n结能带图的主要不同之处。掌握肖克莱方程。了解影响p-n结电流电压特性方程偏离肖克莱方程的原因。

§3、p-n结电容

明晰p-n结电容的来源(即产生p-n结电容的原因),掌握基本概念,能够计算势垒高度、势垒宽度,能导出突变结电场分布,以及用突变结势垒电容公式,指导测量轻掺杂一边的杂质浓度和p-n结接触电势差。

§4、p-n结击穿

能定性描述雪崩击穿、隧道击穿、和热电击穿的机理。

§5、p-n结隧道效应

了解隧道结的伏安特性,能够定性解释隧道结的伏安特性。

第七章金属和半导体的接触

§1、金属半导体接触及其能级图

掌握金属和半导体功函数的定义,这是讨论接触电势差的基础;理解形成接触电势差的过程,理解表面态对接触势垒的影响以及阻挡层与反阻挡层的概念。

§2、金属半导体接触整流理论

能定性解释阻挡层的整流作用,掌握热电子发射理论方程及其应用条件,理解扩散理论及其使用条件,了解镜像力和隧道效应对肖特基势垒的影响,了解肖特基二极管特性具有的特点。

§3、少数载流子的注入和欧姆接触

能够解释利用隧道效应制造欧姆接触的基本原理。

第八章半导体表面与MIS结构

§1、表面态

了解表面态的产生原因及表面态的性质(受主型和施主型表面态)。

§2、表面电场效应

能定性分析半导体表面层的几种状态,即多数载流子的堆积状态、平带状态、多数载流子的耗尽状态和反型状态。掌握"耗尽层近似"的概念,并用以解决耗尽状态下的表面势、耗尽层宽度及电荷面密度;掌握强反型条件及强反型状态表面空间电荷层的基本性质。

§3、MIS结构的电容-电压特性

掌握平带电容和高频最小电容与掺杂浓度和绝缘层厚度的关系;掌握金属和半导体功函数差及绝缘层中电荷对电容-电压特性的影响。

§4、硅-二氧化硅系统的性质

掌握二氧化硅中可动电荷和固定电荷的性质及特征,和产生原因及它们对电容-电压特性的影响,并掌握它们的测量原理;对快界面态的产生原因及性质有所了解。

第九章异质结*

§1、异质结及其能带图

基本概念、绘制能带图

§2、异质结的电流输运机构

了解异质结几种电流输运机构模型,解释I-V特性曲线

§3、异质结在器件中的应用

了解几种器件的工作原理

§4、半导体超晶格

掌握基本概念、了解超晶格应用

第十章半导体的光学性质和光电与发光现象

§1、半导体的光学常数

掌握4个基本光学常数

§2、半导体的光吸收

掌握5种光吸收机制

§3、半导体的光电导

掌握光电导概念、原理

§4、半导体的光生伏特效应

掌握光生伏特效应概念、原理

§5、半导体发光

掌握半导体发光条件、几种发光机制

§6、半导体激光

掌握半导体激光产生的三个条件

第十一章半导体的热电性质

§1、热电效应的一般描述

掌握三种热电效应的概念、三者之间的关系

§2、半导体的温差电动势率

掌握一种载流子的温差电动势的公式、原理

§3、半导体的珀耳帖效应

掌握珀耳帖效应的概念、原理

§4、半导体的汤姆孙效应

掌握汤姆孙效应的概念、原理

§5、半导体的热导率

掌握热导率的概念及应用

第十二章半导体的磁和压阻效应

§1、霍耳效应

掌握霍耳效应的概念、原理

§2、磁阻效应

掌握磁阻效应的概念、原理

§3、磁光效应

掌握磁光效应的概念、原理

§4、量子化霍耳效应

掌握量子化霍耳效应的概念、原理

§5、热磁效应

掌握热磁效应的概念、原理

§6、光磁电效应

掌握光磁电效应的概念、原理

§7、压阻效应

掌握压阻效应的概念、原理

§8、声波和载流子的相互效应

掌握声磁电效应的概念、原理

三、试卷结构

1.考试时间:180分钟

2.满分:150分

3.题型结构:(1)选择20分

(2)填空40分

(3)名词解释30分

(4)图形简答30分

(5)证明计算30分

四、参考书目

《半导体物理》,刘恩科、朱秉升、罗晋生,国防工业出版社,北京,1994年。

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