Semiconductor Device Physics

Semiconductor Device Physics là khóa học giúp học viên hiểu bản chất vật lý của các linh kiện bán dẫn – nền tảng quyết định cách hoạt động của mọi mạch tích hợp (Integrated Circuit). Thay vì chỉ sử dụng các mô hình hay công thức có sẵn, khóa học tập trung giải thích các cơ chế vật lý bên trong linh kiện, từ đó giúp học viên xây dựng tư duy phân tích và thiết kế Analogue IC một cách chính xác và bền vững.

Khóa học bắt đầu với các khái niệm cơ bản về vật liệu bán dẫn, cấu trúc năng lượng và cơ chế dẫn điện. Học viên sẽ tìm hiểu sự chuyển động của hạt tải điện, độ linh động của electron và lỗ trống, cũng như các quá trình sinh – tái hợp hạt tải ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính của linh kiện bán dẫn.

Tiếp theo, khóa học đi sâu vào nguyên lý hoạt động của tiếp giáp PN và diode, giúp học viên hiểu rõ đặc tính phân cực thuận, phân cực ngược và các hiện tượng xảy ra trong quá trình dẫn điện. Trên nền tảng đó, học viên sẽ nghiên cứu cấu trúc, nguyên lý hoạt động và mô hình của bóng bán dẫn lưỡng cực (BJT) và bóng bán dẫn hiệu ứng trường MOSFET – hai linh kiện quan trọng nhất trong thiết kế Analogue IC.

Ngoài các nguyên lý cơ bản, khóa học còn phân tích những hiệu ứng xuất hiện trên công nghệ CMOS hiện đại như điện áp ngưỡng, hiệu ứng kênh ngắn, dẫn dưới ngưỡng và điều chế chiều dài kênh. Đây là những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác, hiệu suất và khả năng tối ưu của các mạch tích hợp tiên tiến.

Sau khi hoàn thành học phần, học viên không chỉ hiểu cách các linh kiện bán dẫn hoạt động mà còn có khả năng liên hệ giữa các hiện tượng vật lý và đặc tính của mạch điện. Đây là nền tảng quan trọng để tiếp cận các học phần về thiết kế bóng bán dẫn, mạch khuếch đại, mạch phân cực và các hệ thống Analogue IC phức tạp hơn.

Học viên sẽ đạt được sau khóa học

• Hiểu bản chất của vật liệu bán dẫn.
• Giải thích cơ chế dẫn điện của electron và lỗ trống.
• Phân tích quá trình sinh và tái hợp hạt tải.
• Hiểu nguyên lý hoạt động của tiếp giáp PN.
• Phân tích đặc tính của đi-ốt trong các chế độ làm việc.
• Hiểu cấu trúc và mô hình của bóng bán dẫn BJT.
• Phân tích các vùng hoạt động của MOSFET.
• Đánh giá ảnh hưởng của điện áp ngưỡng đến hoạt động của MOSFET.
• Nhận biết các hiệu ứng kênh ngắn trong công nghệ CMOS.
• Liên hệ hiện tượng vật lý với đặc tính của mạch Analogue IC.