Type of Credit: Partially Required
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半體體的應用非常廣泛，如電腦、手機、車用電子需要的晶片是由半導體所組成，太陽能電池、LED、雷射等光電元件大部分也是由半導體材料製作。臺灣的半導體產業鏈所扮演的角色，更是在全世界半導體工業舉足輕重。了解半導體的基礎物理特性，是參與研發半導體相關電子與光電元件的基石。本課程簡介半導體的基礎物理知識，進一步簡介由半導體所構成的重要元件的物理特性，如二極體、電晶體、CMOS、太陽能電池、LED等。
能力項目說明
本課程首先將學習了解半導體所需要的知識，如導電帶、價電帶、能隙、費米能階與電子能量分佈等概念，並了解半導體加電壓下的電流、電容及光電轉換特性等。接下來將探討不同半導體之間接合、半導體與金屬、氧化物等其他材料接合的電子與光電元件，並了解其運作原理。課程目標為培養學習者，了解並能闡述半導體物理基礎概念的能力，並清楚如何應用在解釋幾個重要的半導體元件特性，具備相關知識可進一步修習進階的半導體元件課程、從事半導體相關研究及接觸半導體產業等。
| 教學週次Course Week | 彈性補充教學週次Flexible Supplemental Instruction Week | 彈性補充教學類別Flexible Supplemental Instruction Type |
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週次 Week |
課程主題 Topic |
課程內容與指定閱讀 Content and Reading Assignment |
教學活動與作業 Teaching Activities and Homework |
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1 |
簡介晶體與量子力學 |
Chapter 1&2 |
講授與隨堂作業 |
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2 |
簡介固體的量子理論 |
Chapter 3 |
講授與隨堂作業 |
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3 |
平衡態的半導體 |
Chapter 4 |
講授與隨堂作業 |
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4 |
載子傳輸現象 |
Chapter 5 |
講授與隨堂作業 |
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5 |
載子傳輸現象 |
Chapter 5 |
講授與隨堂作業 |
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6 |
半導體非平衡態 |
Chapter 6 |
講授與隨堂作業 |
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7 |
半導體非平衡態 |
Chapter 6 |
講授與隨堂作業 |
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8 |
期中考 |
Chapter 1-6 |
筆試 |
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9 |
PN半導體接合 |
Chapter 7 |
講授與隨堂作業 |
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10 |
PN二極體 |
Chapter 8 |
講授與隨堂作業 |
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11 |
PN二極體 |
Chapter 8 |
講授與隨堂作業 |
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12 |
半導體金屬與異質半導體接合 |
Chapter 9 |
講授與隨堂作業 |
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13 |
金屬氧化物半導體場效電晶體 |
Chapter 10 |
講授與隨堂作業 |
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14 |
金屬氧化物半導體場效電晶體 |
Chapter 10 |
講授與隨堂作業 |
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15 |
太陽能電池與LED等光電元件 |
Chapter 14 |
講授與隨堂作業 |
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16 |
太陽能電池與LED等光電元件 |
Chapter 14 |
講授與隨堂作業 |
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17 |
期末考 |
Chapter 7-10 & 14 |
筆試 |
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18 |
自主總整學習 |
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期中考 40%，期末考 40%，隨堂作業 20%。
Donald A. Neamen, Semiconductor Physics and Devices (4th Edition)