林强独特的嗓音回荡在教室里,不少老师露出惊喜的表情,轻轻点头。
“你说你自学过微电子学的相关知识,那么请问,PN结的基本工作原理是什么?它在芯片中起到什么作用?”一名年龄较大的老师,开口问道。
林强答道:“PN结是由P型和N型半导体形成的结构,其基本原理是多数载流子的扩散和空间电荷区内建电场的形成。在正向偏置下,内建电场被削弱,载流子可以通过结区产生电流;在反向偏置下,内建电场增强,阻止电流流动。在芯片中,PN结广泛用于二极管和晶体管,承担整流、电流控制和信号调制等关键功能,是芯片实现逻辑运算和数据处理的基础。”
见林强回答得如此轻松,年龄较大的老师,明显皱了皱眉头,接着又开口道:“请你解释一下MOSFET的结构和工作模式,它是如何在电路中实现开关作用的?”
“陈教授,这个问题是不是有点超纲啊....”旁边一名女老师轻笑道。
“超纲怎么了?面试,试的就是一个过程,不求结果。”陈教授冷冷说道,似乎笃定林强答不上来。
林强则依旧是一副沉稳的表情,他淡定得回答道:“MOSFET是一种场效应晶体管,由源极(Source)、漏极(Drain)、栅极(Gate)和体区(Body)组成,结构上通过绝缘层将栅极与体区隔开。它的工作模式分为增强型和耗尽型,常用的是增强型。通过在栅极施加电压,栅极下方的体区会形成或消失导电沟道,从而控制源极和漏极之间的电流通断。这样,MOSFET可以像开关一样,根据栅极电压决定电流的导通与截止状态。”
林强又一次流畅得回答出来,陈教授眉头紧皱,心里不知道在想什么。
“基础不错,小伙子,不愧是高考满分状元。”陈教授道。
“其实高考状元我以前见过不少,但能在上大学之前就对自已未来想学的专业如此了解,你是唯一一个。”
“接下来,我会问最后一个问题,如果你还能答得上来,我就没问题了。”陈教授面无表情,冷冷道。
他说话的语气让林强不由产生一丝错觉,他居然觉得陈教授是想为难他。
可林强确定这是自已第一次与他见面。
“您问。”
“假设一个二极管的I-V特性可以用指数函数近似描述,请写出表达式并解释物理意义。”
陈教授问完,嘴角勾起一抹淡淡的笑意。
林强的视力何其好,一眼就看到了他的笑似乎带着点狰狞。
“陈教授.....您问的问题太超纲了,而且不是面试题,能行吗?”女教授担心道。
“怎么不行,今天这场面试,我是主考官,我就想看看这位满分状元,与普通的状元有什么不同。”陈教授语气独断道。
林强皱了皱眉头,似乎觉得那位陈教授不似他印象中温文尔雅的大学教授模样,反倒像个蛮横的官儿。
“推个白板给他。”陈教授站起身,指了指门口一名负责面试事项的清华学姐。
学姐很快从教室的另一侧,给林强推来了一块白色的‘黑板’。还有一根黑笔。
林强一边口述,一边在白板上写下表达式。
“二极管的I-V特性可以用公式I = I_s (e^{{qV}/{kT}}- 1)描述,其中 I是通过二极管的电流,I_s是反向饱和电流,q是电子电荷,V是二极管两端的电压,k是玻尔兹曼常数,T是绝对温度。这个表达式反映了二极管的非线性特性:在正向偏置时,电流随电压呈指数增长;在反向偏置时,电流接近,表现为极小的漏电流。”
“你还真用公式描述出二极管的I-V特性了?”陈教授皱眉道。
“偶然间总结过。”
“那我再问最后一个问题。”
“陈教授...您这....”不少老师皆开口道。
陈教授依旧我行我素。“芯片功耗问题,一直是个行业难题,你认为从设计还是材料的角度更容易突破?为什么?”
林强思索片刻后,自信道:“我认为从材料的角度更容易突破,因为材料的性能直接决定了芯片的功耗下限。例如,采用新型半导体材料如碳化硅或氮化镓,可以显著降低导通损耗和开关损耗,同时提高效率。此外,二维材料如石墨烯也展现了极高的电子迁移率,有潜力实现更低的功耗。而设计优化虽然重要,但通常是在现有材料的限制下进行微调,突破性较难达到材料层面的颠覆效果。”
林强的回答,得到了老师们的一致肯定。
陈教授呼吸微促,最后只吐出两个字,“不错。”
待林强从教室里出来时,所有老师都满面笑容的,除了那位陈教授,脸黑的很。
“林强哥哥,怎么样?”徐倩倩在林强之前就结束面试了。她见林强面无表情得出来,以为不顺利。
林强微微一笑道:“老师们都对我评价很高,除了那位陈教授。”
“陈教授吗?我也感觉他不太对劲,我已经听到好几名考生都在吐槽他了。我和他们攀谈了一下,得出了个结论。你猜是什么?”
“什么?”林强皱眉道。
“这些人,无一例外,都想报考章院士的学生。”
“章院士吗?”林强若有所思道。
很快,面试结束,接下来还有最后一项测试,名为体测。