微电子器件（第4版）

　　本书为普通高等教育“十一五”、“十二五”国家级规划教材。本书首先介绍半导体器件基本方程。在此基础上，全面系统地介绍PN结二极管、双极结型晶体管（BJT）和绝缘栅场效应晶体管（MOSFET）的基本结构、基本原理、工作特性和SPICE模型。本书还介绍了主要包括HEMT和HBT的异质结器件。书中提供大量习题，便于读者巩固及加深对所学知识的理解。本书适合作为高等学校电子科学与技术、集成电路设计与集成系统、微电子学等专业相关课程的教材，也可供其他相关专业的本科生、研究生和工程技术人员阅读参考。

　　陈星弼，电子科技大学，教授，博士生导师，中国科学院院士，主编的《微电子器件》教材，为普通高等教育“十一五”、“十二五”规划教材。

第1章半导体物理基础及基本方程
11半导体晶格
111基本的晶体结构
112晶向和晶面
113原子价键
12半导体中的电子状态
121原子的能级和晶体的能带
122半导体中电子的状态和能带
123半导体中电子的运动和有效质量
124导体、半导体和绝缘体
13平衡状态下载流子浓度
131费米能级和载流子的统计分布
132本征载流子浓度
133杂质半导体的载流子浓度
134简并半导体的载流子浓度
14非平衡载流子
141非平衡载流子的注入与复合过程
142非平衡载流子的寿命
143复合理论
15载流子的输运现象
151载流子的漂移运动及迁移率
152载流子的扩散运动
153爱因斯坦关系
16半导体器件基本方程
161泊松方程
162输运方程
163连续性方程
164方程的积分形式
165基本方程的简化与应用举例
本章参考文献
第2章PN结
21PN结的平衡状态
211空间电荷区的形成
212内建电场、内建电势与耗尽区宽度
213能带图
214线性缓变结
215耗尽近似和中性近似的适用性
22PN结的直流电流电压方程
221外加电压时载流子的运动情况
222势垒区两旁载流子浓度的玻耳兹曼分布
223扩散电流
224势垒区产生复合电流
225正向导通电压
226薄基区二极管
23准费米能级与大注入效应
231自由能与费米能级
232准费米能级
233大注入效应
24PN结的击穿
241碰撞电离率和雪崩倍增因子
242雪崩击穿
243齐纳击穿
244热击穿
25PN结的势垒电容
251势垒电容的定义
252突变结的势垒电容
253线性缓变结的势垒电容
254实际扩散结的势垒电容
26PN结的交流小信号特性与扩散电容
261交流小信号下的扩散电流
262交流导纳与扩散电容
263二极管的交流小信号等效电路
27PN结的开关特性
271PN结的直流开关特性
272PN结的瞬态开关特性
273反向恢复过程
274存储时间与下降时间
28SPICE中的二极管模型
习题二
本章参考文献
第3章双极结型晶体管
31双极结型晶体管基础
311双极结型晶体管的结构
312偏压与工作状态
313少子浓度分布与能带图
314晶体管的放大作用
32均匀基区晶体管的电流放大系数
321基区输运系数
322基区渡越时间
323发射结注入效率
324电流放大系数
33缓变基区晶体管的电流放大系数
331基区内建电场的形成
332基区少子电流密度与基区少子浓度分布
333基区渡越时间与输运系数
334注入效率与电流放大系数
335小电流时放大系数的下降
336发射区重掺杂的影响
337异质结双极型晶体管
34双极结型晶体管的直流电流电压方程
341集电结短路时的电流
342发射结短路时的电流
343晶体管的直流电流电压方程
344晶体管的输出特性
345基区宽度调变效应
35双极结型晶体管的反向特性
351反向截止电流
352共基极接法中的雪崩击穿电压
353共发射极接法中的雪崩击穿电压
354发射极与基极间接有外电路时的反向电流与击穿电压
355发射结击穿电压
356基区穿通效应
36基极电阻
361方块电阻
362基极接触电阻和接触孔边缘到工作基区边缘的电阻
363工作基区的电阻和基极接触区下的电阻
37双极结型晶体管的功率特性
371大注入效应
372基区扩展效应
373发射结电流集边效应
374晶体管的热学性质
375二次击穿和安全工作区
38电流放大系数与频率的关系
381高频小信号电流在晶体管中的变化
382基区输运系数与频率的关系
383高频小信号电流放大系数
384晶体管的特征频率
385影响高频电流放大系数与特征频率的其他因素
39高频小信号电流电压方程与等效电路
391小信号的电荷控制模型
392小信号的电荷电压关系
393高频小信号电流电压方程
394小信号等效电路
310功率增益和最高振荡频率
3101高频功率增益与高频优值
3102最高振荡频率
3103高频晶体管的结构
311双极结型晶体管的开关特性
3111晶体管的静态大信号特性
3112晶体管的直流开关特性
3113晶体管的瞬态开关特性
312SPICE中的双极晶体管模型
3121埃伯斯-莫尔(EM)模型
3122葛谋-潘(GP)模型
习题三
本章参考文献
第4章绝缘栅型场效应晶体管
41MOSFET基础
42MOSFET的阈电压
421MOS结构的阈电压
422MOSFET的阈电压
43MOSFET的直流电流电压方程
431非饱和区直流电流电压方程
432饱和区的特性
44MOSFET的亚阈区导电
45MOSFET的直流参数与温度特性
451MOSFET的直流参数
452MOSFET的温度特性
453MOSFET的击穿电压
46MOSFET的小信号参数、高频等效电路及频率特性
461MOSFET的小信号交流参数
462MOSFET的小信号高频等效电路
463最高工作频率和最高振荡频率
464沟道渡越时间
47短沟道效应
471小尺寸效应
472迁移率调制效应
473漏诱生势垒降低效应
474强电场效应
475表面势和阈值电压准二维分析
48体硅MOSFET的发展方向
481按比例缩小的MOSFET
482双扩散MOSFET
483深亚微米MOSFET
484应变硅MOSFET
485高K栅介质及金属栅电极MOSFET
49功率垂直型双扩散场效应晶体管
491VDMOS器件
492超结VDMOS器件
493常规VDMOS与超结VDMOS器件的电流电压关系的比较
410SOI MOSFET
4101SOI MOSFET结构特点
4102SOI MOSFET一维阈值电压模型
4103SOI MOSFET的电流特性
4104SOI MOSFET的亚阈值斜率
4105短沟道SOI MOSFET的准二维分析
411多栅结构MOSFET与FINFET
4111多栅MOSFET结构
4112多栅结构MOSFET的特征长度
4113双栅FINFET的亚阈值斜率
4114双栅FINFET的按比例缩小
4115多栅FINFET的结构设计
412无结晶体管
4121无结晶体管的工作原理
4122无结晶体管的阈值电压
4123无结晶体管的直流电流电压关系
4124无结晶体管的温度特性
413SPICE中的MOSFET模型
4131MOS1模型
4132MOS2模型
4133MOS3模型
4134电容模型
4135小信号模型
4136串联电阻的影响
习题四
本章参考文献
第5章半导体异质结器件
51半导体异质结
511半导体异质结的能带突变
512半导体异质结伏安特性
52高电子迁移率晶体管(HEMT)
521高电子迁移率晶体管的基本结构
522HEMT的工作原理
523异质结界面的二维电子气
524高电子迁移率晶体管(HEMT)的直流特性
525HEMT的高频模型
526HEMT的高频小信号等效电路
527高电子迁移率晶体管(HEMT)的频率特性
53异质结双极晶体管(HBT)
531HBT的基础理论
532能带结构与HBT性能的关系
533异质结双极晶体管的特性
534Si/Si1-xGex异质结双极晶体管
习题五
本章参考文献