写在前面
考完期末,来水水 coursebench( 。鉴于本学期选课人数较少,有很多是认识的高手,本评论可能仅适用于 26 Spring。
课程概况
26 Spring 仅有 18 人修读 EE120,大二和大三为主,少量大四学生。26 年春、秋学期均由陈佰乐老师负责,陈佰乐老师与杨雨梦老师隔年轮换,各负责一年的教学。
EE120 是 EE 专业课三选二中的一门,但对于想要从事半导体器件或 IC 设计行业的同学来说,这门课可以说是必修课。
这门课会涉及到大量的公式推导,前半学期主要为器件相关的物理基础知识,后半学期将主要介绍器件(PN 结、BJT、MOS 等)。期中前的量子力学和能带的部分是这门课的重点和难点,正如陈佰乐老师所说,“这门课本质上就是一门画能带的课”,不能充分了解能带背后的物理关系将会在很大程度上影响对器件的理解以及课程的成绩。
课程大纲
- Lecture 1 Introduction
- Lecture 2 Crystal Lattices
- Lecture 3 Quantum Mechanics
- Lecture 4 Energy Band Structure
- Lecture 5 Carrier Distribution
- Lecture 6 Carrier Transport
- Lecture 7 Generation and Recombination
- Lecture 8 PN junction equilibrium
- Lecture 9 PN junction diode
- Lecture 10 期中考试
- Lecture 11 Schottky diode
- Lecture 12 BJT1
- Lecture 13 BJT2
- Lecture 14 MOS1
- Lecture 15 MOS2
- Lecture 16 Basic MOSFET Operation
- Lecture 17 MOSFET Nonideal Effects
期中考到 Lec 9 PN 结,期末考察范围为课程所有涉及到的内容。
关于陈老师
今年是陈老师教这门课的第十年,基于往年学生的反馈对这门课做出了许多改进,包括但不限于增加课件、留 silvaco TCAD 相关的仿真作业、在 project 汇报中增加 Q&A 环节。
陈老师本人很幽默风趣,讲课很清晰,陈老师本人就从事于相关领域的研究(雪崩光电二极管),对器件方面了解的十分透彻。
考核 & 给分
- Homework:15%
- Midterm:25% (单面 A4 cheatsheet + 计算器)
- Class Project:20%
- Class Participation:10%
- Final:30% (双面 A4 cheatsheet + 计算器)
作业一共 10 次,去除一次最低分,共 9 次作业计入 20% 的成绩, 部分题目需要用到 MATLAB 仿真计算。HW1 有一个附加题(做了本次作业加 50 分),制作 10 min 的视频讲解黑体辐射紫外灾难。HW7 为 Silvaco TCAD 仿真作业,仿真最基础的 PN 结(助教会给样例)
期中考试一共 4 道大题
- Problem 1:求解有限深势阱各个区域的波动函数
- Problem 2:给出一个粒子能量的表达式,求其态密度函数及粒子总动能
- Problem 3:根据能带图像,求半导体掺杂浓度
- Problem 4:画一个异质结的能带图像
期末一共三道大题(多个小问),均是关于 BJT 或 MOS 的特性分析以及相关能带图的绘制。
期中期末主要考察对课程核心概念的理解,部分考试题目为作业的变式,但做起来不是很容易。
Project 用 Silvaco TCAD 仿真软件去复现 IEEE 顶刊文献的几张图象,有 5 个选题,聚焦当今半导体器件领域的研究重点,雪崩光电二极管(APD)、HBT、nbn 探测器等。
Project 在期中后正式开题,仿真所需的材料参数需要自己去搜集资料、逐个摸索,整个过程比较耗费精力,最后仿真出来的图像很难做到完全一样,Project 的打分不是很看重最后的结果,更多的是看在这个方向上前进了多少,对相关领域的理解增多了多少,最后只要不是特别摆烂,最后拿的分数都大同小异。
本人最终等地 A+,根据往年的反馈,给分应该还算不错。本学期由于选课人数未超过 20 人,没有触发信院 40% A 率的限制,故没有多少参考意义。
修读建议
尽管陈老师根据往年同学的反馈对这门课做出了很多改进,尽力让这门课变得 “更友善”,但半导体器件基础仍旧是 EE 课程中难度非常高、需要投入时间和精力的一门课。
如果想要修读,可以根据陈老师在 B 站上传的课程录像https://www.bilibili.com/video/BV1qy411h7yV/先预习一遍,B 站的录像是日常课程的内容+拓展补充,建议在开学前将量子力学及之前的部分搞懂,这样开学之后会轻松许多。
最后,如果你是高手或对半导体领域有着浓厚的兴趣,那这门课推荐你来修读,并相信能够取得出乎意料的成绩(褒义);如果是只为了凑学分,那建议换门课,不然有拿 B - 以下等地甚至是挂科的风险。