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半导体器件原理简明教程（第二版）
作者：傅兴华 等
出版社：科学出版社
出版时间：2023-03-01
ISBN：9787030749482
定价：¥69.00
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内容简介
《半导体器件原理简明教程》在简要介绍半导体物理知识的基础上，讨论了pn 结、双极型晶体管、结型场效应晶体管、绝缘栅场效应晶体管、金属-半导体接触和异质结、半导体光电子器件、其他半导体器件的基本结构、基本工作原理和基本分析方法。
作者简介
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目录
目录
第1章 半导体物理基础 1
1.1 晶体结构 1
1.2 能带结构 6
1.3 半导体中载流子的统计分布 9
1.4 载流子的漂移运动 16
1.5 载流子的扩散运动 21
1.6 非平衡载流子 24
1.7 半导体基本方程 32
习题 33
第2章 pn结 36
2.1 pn结的形成及其单向导电性 36
2.2 pn结空间电荷区基本特性 38
2.2.1 平衡pn结的能带结构和载流子分布 38
2.2.2 非平衡pn结的能带结构和载流子分布 40
2.2.3 pn结的电场和电势分布 44
2.3 pn结的直流特性 47
2.3.1 非平衡pn结扩散区的载流子分布和扩散电流 47
2.3.2 pn结的势垒复合电流和产生电流 48
2.3.3 正偏pn结的大注入效应 50
2.4 pn结的耗尽层电容 52
2.5 pn结的小信号交流特性 53
2.5.1 pn结的扩散电容 53
2.5.2 pn结的交流参数和等效电路 56
2.6 pn结的开关特性 56
2.7 pn结的击穿 58
2.7.1 击穿机理概述 58
2.7.2 雪崩击穿条件 60
2.7.3 雪崩击穿电压的计算 62
习题 64
第3章 双极型晶体管 66
3.1 双极型晶体管的基本结构 66
3.2 双极型晶体管内载流子的输运过程 67
3.3 双极型晶体管的电流放大系数 70
3.3.1 均匀基区晶体管的电流增益因子的简化推导 70
3.3.2 均匀基区晶体管电流增益因子的数学推导 72
3.3.3 缓变基区晶体管的电流放大系数 77
3.3.4 发射区重掺杂条件下的禁带变窄效应 80
3.3.5 大注入效应 81
3.4 晶体管的直流特性 84
3.4.1 晶体管的电流电压方程 84
3.4.2 晶体管的击穿电压 88
3.4.3 纵向基区扩展效应 92
3.4.4 发射极电流集边效应 94
3.4.5 晶体管的安全工作区 97
3.5 双极型晶体管的频率特性98
3.5.1 双极型晶体管频率特性概述 98
3.5.2 延迟时间的计算 99
3.5.3 晶体管的电流放大系数的频率特性 100
3.5.4 晶体管的高频等效电路和*高振荡频率 102
3.6 双极型晶体管的开关特性 106
3.6.1 晶体管工作区域的划分及其饱和工作状态 106
3.6.2 晶体管的开关过程 108
习题 112
第4章 场效应晶体管 116
4.1 结型场效应晶体管 116
4.1.1 结型场效应晶体管的工作原理 116
4.1.2 JFET的电流-电压方程 117
4.1.3 JFET的直流参数和频率参数 121
4.1.4 JFET的短沟道效应 126
4.2 绝缘栅场效应晶体管 127
4.2.1 半导体表面的特性和理想MOS结构 127
4.2.2 MOSFET结构及其工作原理 135
4.2.3 MOSFET的阈值电压 138
4.2.4 MOSFET的电流电压关系 143
4.2.5 MOSFET的亚阈区导电 148
4.2.6 MOSFET的击穿电压 150
4.2.7 MOSFET的高频等效电路和频率特性 154
4.2.8 MOSFET的短沟道效应 157
4.2.9 MOSFET阈值电压的调整 163
4.2.10 MOSFET的缩比理论 168
4.2.11 热电子效应和辐射效应 169
习题 171
第5章 金属-半导体接触和异质结 174
5.1 金属-半导体接触 174
5.1.1 理想金属-半导体接触 174
5.1.2 非理想效应 177
5.1.3 金属-半导体接触的电流电压关系 179
5.1.4 欧姆接触的实现方法 182
5.2 异质结 182
5.2.1 异质结半导体材料能带结构的对应关系 183
5.2.2 异质结的能带图的画法 183
5.2.3 异质结的基本特性 185
5.2.4 同型异质结 188
5.3 应变异质结 190
习题 195
第6章 半导体光电子器件 197
6.1 半导体的光吸收和光发射 197
6.1.1 光的基本性质 197
6.1.2 光在半导体中的吸收 198
6.1.3 半导体的光发射 200
6.2 太阳能电池 202
6.3 光探测器件 205
6.4 发光二极管 207
6.4.1 发光二极管基础 207
6.4.2 能带工程 209
6.5 半导体激光器件 212
6.5.1 半导体激光器件基础 212
6.5.2 量子阱激光器 217
6.5.3 垂直腔面发射激光器 222
习题 224
第7章 其他半导体器件 226
7.1 信息存储器件 226
7.1.1 MOS电容器的动态特性 226
7.1.2 随机存取存储器 227
7.1.3 闪烁存储器 229
7.1.4 CCD器件 231
7.2 负阻器件 234
7.2.1 隧道二极管 235
7.2.2 IMPATT器件 241
7.2.3 Gunn二极管 243
7.2.4 三端负阻器件 247
7.3 功率器件 250
7.3.1 晶闸管 250
7.3.2 VDMOS和LDMOS 255
7.3.3 绝缘栅控双极型晶体管 259
习题 261
附录A 物理常数表 263
附录B 晶体结构和晶格常数（A） 264
附录C 重要半导体的基本性质 265
附录D 硅、砷化镓和锗的重要性质 266
附录E 二氧化硅和氮化硅的性质 267
附录F 硅中的杂质能级 268
附录G 砷化镓中的杂质能级 269
参考文献 270
第1章 半导体物理基础 1
1.1 晶体结构 1
1.2 能带结构 6
1.3 半导体中载流子的统计分布 9
1.4 载流子的漂移运动 16
1.5 载流子的扩散运动 21
1.6 非平衡载流子 24
1.7 半导体基本方程 32
习题 33
第2章 pn结 36
2.1 pn结的形成及其单向导电性 36
2.2 pn结空间电荷区基本特性 38
2.2.1 平衡pn结的能带结构和载流子分布 38
2.2.2 非平衡pn结的能带结构和载流子分布 40
2.2.3 pn结的电场和电势分布 44
2.3 pn结的直流特性 47
2.3.1 非平衡pn结扩散区的载流子分布和扩散电流 47
2.3.2 pn结的势垒复合电流和产生电流 48
2.3.3 正偏pn结的大注入效应 50
2.4 pn结的耗尽层电容 52
2.5 pn结的小信号交流特性 53
2.5.1 pn结的扩散电容 53
2.5.2 pn结的交流参数和等效电路 56
2.6 pn结的开关特性 56
2.7 pn结的击穿 58
2.7.1 击穿机理概述 58
2.7.2 雪崩击穿条件 60
2.7.3 雪崩击穿电压的计算 62
习题 64
第3章 双极型晶体管 66
3.1 双极型晶体管的基本结构 66
3.2 双极型晶体管内载流子的输运过程 67
3.3 双极型晶体管的电流放大系数 70
3.3.1 均匀基区晶体管的电流增益因子的简化推导 70
3.3.2 均匀基区晶体管电流增益因子的数学推导 72
3.3.3 缓变基区晶体管的电流放大系数 77
3.3.4 发射区重掺杂条件下的禁带变窄效应 80
3.3.5 大注入效应 81
3.4 晶体管的直流特性 84
3.4.1 晶体管的电流电压方程 84
3.4.2 晶体管的击穿电压 88
3.4.3 纵向基区扩展效应 92
3.4.4 发射极电流集边效应 94
3.4.5 晶体管的安全工作区 97
3.5 双极型晶体管的频率特性98
3.5.1 双极型晶体管频率特性概述 98
3.5.2 延迟时间的计算 99
3.5.3 晶体管的电流放大系数的频率特性 100
3.5.4 晶体管的高频等效电路和*高振荡频率 102
3.6 双极型晶体管的开关特性 106
3.6.1 晶体管工作区域的划分及其饱和工作状态 106
3.6.2 晶体管的开关过程 108
习题 112
第4章 场效应晶体管 116
4.1 结型场效应晶体管 116
4.1.1 结型场效应晶体管的工作原理 116
4.1.2 JFET的电流-电压方程 117
4.1.3 JFET的直流参数和频率参数 121
4.1.4 JFET的短沟道效应 126
4.2 绝缘栅场效应晶体管 127
4.2.1 半导体表面的特性和理想MOS结构 127
4.2.2 MOSFET结构及其工作原理 135
4.2.3 MOSFET的阈值电压 138
4.2.4 MOSFET的电流电压关系 143
4.2.5 MOSFET的亚阈区导电 148
4.2.6 MOSFET的击穿电压 150
4.2.7 MOSFET的高频等效电路和频率特性 154
4.2.8 MOSFET的短沟道效应 157
4.2.9 MOSFET阈值电压的调整 163
4.2.10 MOSFET的缩比理论 168
4.2.11 热电子效应和辐射效应 169
习题 171
第5章 金属-半导体接触和异质结 174
5.1 金属-半导体接触 174
5.1.1 理想金属-半导体接触 174
5.1.2 非理想效应 177
5.1.3 金属-半导体接触的电流电压关系 179
5.1.4 欧姆接触的实现方法 182
5.2 异质结 182
5.2.1 异质结半导体材料能带结构的对应关系 183
5.2.2 异质结的能带图的画法 183
5.2.3 异质结的基本特性 185
5.2.4 同型异质结 188
5.3 应变异质结 190
习题 195
第6章 半导体光电子器件 197
6.1 半导体的光吸收和光发射 197
6.1.1 光的基本性质 197
6.1.2 光在半导体中的吸收 198
6.1.3 半导体的光发射 200
6.2 太阳能电池 202
6.3 光探测器件 205
6.4 发光二极管 207
6.4.1 发光二极管基础 207
6.4.2 能带工程 209
6.5 半导体激光器件 212
6.5.1 半导体激光器件基础 212
6.5.2 量子阱激光器 217
6.5.3 垂直腔面发射激光器 222
习题 224
第7章 其他半导体器件 226
7.1 信息存储器件 226
7.1.1 MOS电容器的动态特性 226
7.1.2 随机存取存储器 227
7.1.3 闪烁存储器 229
7.1.4 CCD器件 231
7.2 负阻器件 234
7.2.1 隧道二极管 235
7.2.2 IMPATT器件 241
7.2.3 Gunn二极管 243
7.2.4 三端负阻器件 247
7.3 功率器件 250
7.3.1 晶闸管 250
7.3.2 VDMOS和LDMOS 255
7.3.3 绝缘栅控双极型晶体管 259
习题 261
附录A 物理常数表 263
附录B 晶体结构和晶格常数（A） 264
附录C 重要半导体的基本性质 265
附录D 硅、砷化镓和锗的重要性质 266
附录E 二氧化硅和氮化硅的性质 267
附录F 硅中的杂质能级 268
附录G 砷化镓中的杂质能级 269
参考文献 270
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