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半導體器件物理(第3版普通高等教育電子科學與技術特色專業系列教材)

  • 作者：編者:孟慶巨|責編:潘斯斯
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030729156
  • 出版日期：2022/10/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：341
人民幣：RMB 79 元      售價：元
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內容大鋼
    本書是普通高等教育「十一五」國家級規劃教材。本書介紹了常用半導體器件的基本結構、工作原理、主要性能和基本工藝技術。內容包括：半導體物理基礎、PN結、雙極結型晶體管、金屬-半導體結、結型場效應晶體管和金屬-半導體場效應晶體管、金屬-氧化物-半導體場效應晶體管、電荷轉移器件、半導體太陽電池和光電二極體、發光二極體和半導體激光器等。
    本書可作為高等院校電子科學與技術、微電子學、光電子技術等專業的半導體器件物理相關課程的教材，也可供有關科研人員和工程技術人員參考。
作者介紹
編者:孟慶巨|責編:潘斯斯
目錄
第1章  半導體物理基礎
  1.1  半導體中的電子狀態
    1.1.1  周期性勢場
    1.1.2  周期性勢場中電子的波函數、布洛赫定理
    1.1.3  周期性邊界條件
  1.2  能帶
  1.3  有效質量
  1.4  導帶電子和價帶空穴
    1.4.1  金屬、半導體和絕緣體的區別
    1.4.2  空穴
  1.5  硅、鍺、砷化鎵的能帶結構
    1.5.1  等能面
    1.5.2  能帶圖
  1.6  雜質和缺陷能級
    1.6.1  施主雜質和施主能級、N型半導體
    1.6.2  受主雜質和受主能級、P型半導體
    1.6.3  Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體中的雜質
    1.6.4  深能級雜質
    1.6.5  缺陷能級
  1.7  載流子的統計分佈
    1.7.1  狀態密度
    1.7.2  費米分佈函數與費米能級
    1.7.3  能帶中的電子和空穴濃度
    1.7.4  本征半導體
    1.7.5  只有一種雜質的半導體
    1.7.6  雜質補償半導體
    1.7.7  簡並半導體
  1.8  載流子的散射
    1.8.1  格波與聲子
    1.8.2  載流子的散射過程
  1.9  電荷輸運現象
    1.9.1  漂移運動、遷移率與電導率
    1.9.2  擴散運動、擴散流密度和擴散電流
    1.9.3  流密度、電流密度和電流方程
  1.10  非均勻半導體中的自建電場
    1.10.1  半導體中的靜電場和靜電勢
    1.10.2  愛因斯坦關係
    1.10.3  非均勻半導體和自建電場
  1.11  非平衡載流子
  1.12  准費米能級
    1.12.1  准費米能級的定義
    1.12.2  修正的歐姆定律
  1.13  複合機制
    1.13.1  直接複合
    1.13.2  通過複合中心的複合
  1.14  表面複合和表面複合速度
  1.15  半導體中的基本控制方程
  習題
  參考文獻
第2章  PN結

  2.1  引言
  2.2  PN結製備工藝
    2.2.1  合金結
    2.2.2  平面工藝
    2.2.3  平面PN結
    2.2.4  突變結和線性緩變結
  2.3  熱平衡PN結
    2.3.1  PN結空間電荷區
    2.3.2  電場分佈與電勢分佈
    2.3.3  線性緩變結的電場分佈與電勢分佈
  2.4  加偏壓的PN結
    2.4.1  PN結的單嚮導電性
    2.4.2  少數載流子的注入與輸運
  2.5  理想PN結二極體的直流電流-電壓特性
    2.5.1  理想PN結的基本假設
    2.5.2  理想PN結二極體的I-V特性
  2.6  空間電荷區複合電流和產生電流
    2.6.1  正偏複合電流
    2.6.2  反偏產生電流
  2.7  大注入效應
    2.7.1  大注入時的少子邊界條件
    2.7.2  大注入時的I-V方程
  2.8  隧道電流
  2.9  溫度對PN結I-V特性的影響
  2.10  耗盡層電容、求雜質分佈和變容二極體
    2.10.1  反偏PN結的C-V特性
    2.10.2  求雜質分佈
    2.10.3  變容二極體
  2.11  PN結二極體的頻率特性
  2.12  PN結二極體的開關特性
    2.12.1  電荷存儲效應和反向瞬變
    2.12.2  階躍恢復二極體
  2.13  PN結擊穿
  習題
  參考文獻
第3章  雙極結型晶體管
  3.1  引言
  3.2  雙極結型晶體管的結構和製造工藝
  3.3  雙極結型晶體管的基本工作原理
    3.3.1  放大作用
    3.3.2  電流分量
    3.3.3  直流電流增益
  3.4  理想雙極結型晶體管中的電流傳輸
    3.4.1  理想BJT的基本假設
    3.4.2  載流子分佈與電流分量
    3.4.3  不同工作模式下的少子分佈和少子電流
  3.5  非理想效應
    3.5.1  基區寬度調變效應
    3.5.2  基區擴展電阻和電流集聚效應
    3.5.3  緩變基區晶體管

    3.5.4  發射區禁帶寬度變窄效應
  3.6  埃伯斯-莫爾方程
    3.6.1  埃伯斯-莫爾模型
    3.6.2  工作模式和少子分佈
    3.6.3  反向電流和浮空電勢
  3.7  反向擊穿特性
    3.7.1  共基極擊穿電壓
    3.7.2  共發射極擊穿電壓
    3.7.3  穿通擊穿
  3.8  BJT的混接π模型及頻率響應特性
    3.8.1  交流電流增益
    3.8.2  混接π模型
    3.8.3  BJT的截止頻率和特徵頻率
    3.8.4  BJT頻率響應的物理機制
    3.8.5  基區展寬效應
  3.9  晶體管的開關特性
    3.9.1  開關工作原理
    3.9.2  開關時間
  3.10*  PNPN結構
  3.11*  異質結雙極晶體管
    3.11.1  熱平衡異質結
    3.11.2  加偏壓的異質結
    3.11.3  異質結雙極晶體管放大的基本理論
  3.12*  幾類常見的HBT
  習題
  參考文獻
第4章  金屬-半導體結
  4.1  引言
  4.2  肖特基勢壘
    4.2.1  肖特基勢壘的形成
    4.2.2  加偏壓的肖特基勢壘
  4.3  界面態對勢壘高度的影響
  4.4  鏡像力對勢壘高度的影響
  4.5  肖特基勢壘二極體的結構
  4.6  肖特基勢壘二極體的電流-電壓特性
    4.6.1  肖特基勢壘二極體的電流機制
    4.6.2  肖特基勢壘二極體的熱離子發射理論
    4.6.3  利用I-V關係測量肖特基勢壘高度
    4.6.4  少子空穴的注入電流
  4.7  金屬-絕緣體-半導體隧道二極體
  4.8  肖特基勢壘二極體和PN結二極體之間的比較
  4.9  肖特基勢壘二極體的應用
    4.9.1  肖特基勢壘檢波器或混頻器
    4.9.2  肖特基鉗位晶體管
  4.10  歐姆接觸
  習題
  參考文獻
第5章  結型場效應晶體管和金屬-半導體場效應晶體管
  5.1  引言
  5.2  JFET的基本結構和工作原理

    5.2.1  JFET的基本結構
    5.2.2  JFET的工作原理
    5.2.3  JFET的特點
  5.3  理想JFET的I-V特性
    5.3.1  理想JFET的基本假設
    5.3.2  夾斷電壓和內夾斷電壓
    5.3.3  直流I-V方程
  5.4  JFET的特性
    5.4.1  線性區
    5.4.2  飽和區
    5.4.3  擊穿特性
    5.4.4  輸出導納
    5.4.5  跨導
  5.5  非理想因素的影響
    5.5.1  溝道長度調製效應
    5.5.2  速度飽和效應
  5.6  等效電路和截止頻率
    5.6.1  交流小信號等效電路
    5.6.2  JFET的最高工作頻率
  5.7  金屬-半導體場效應晶體管
  5.8  JFET和MESFET的類型
  5.9*  異質結MESFET和HEMT
  習題
  參考文獻
第6章  金屬-氧化物-半導體場效應晶體管
  6.1  引言
  6.2  理想MOS結構的表面空間電荷區
    6.2.1  半導體表面空間電荷區
    6.2.2  載流子積累、耗盡和反型
    6.2.3  反型和強反型條件
  6.3  理想MOS電容器
  6.4  溝道電導與閾值電壓
    6.4.1  溝道電導
    6.4.2  閾值電壓
  6.5  實際MOS的電容-電壓特性和閾值電壓
    6.5.1  功函數差的影響
    6.5.2  界面陷阱和氧化物電荷的影響
    6.5.3  閾值電壓和C-V曲線
  6.6  MOS場效應晶體管
    6.6.1  基本結構和工作原理
    6.6.2  MOSFET的I-V方程
  6.7  等效電路和頻率響應
    6.7.1  小信號參數
    6.7.2  頻率響應
  6.8  MOS場效應晶體管的類型
  6.9  影響閾值電壓的因素
    6.9.1  摻雜濃度的影響
    6.9.2  氧化層厚度的影響
    6.9.3  襯底偏壓的影響
  6.10  MOSFET的亞閾值特性

  6.11  MOSFET的非理想效應
    6.11.1  溝道長度調製效應
    6.11.2  漏致勢壘降低效應
    6.11.3  遷移率的影響
    6.11.4  漂移速度飽和效應
    6.11.5  彈道輸運
  6.12  短溝道效應及器件尺寸按比例縮小
    6.12.1  短溝道效應
    6.12.2  保持電場恆定的按比例縮小規則
    6.12.3  最小溝道長度限定的縮小規則
  習題
  參考文獻
第7章  電荷轉移器件
  7.1  電荷轉移
  7.2  深耗盡狀態和表面勢阱
  7.3  MOS電容的瞬態特性
  7.4  信號電荷的輸運傳輸效率
  7.5  電極排列和CCD製造工藝
    7.5.1  三相CCD
    7.5.2  二相CCD
  7.6  埋溝CCD
  7.7  信號電荷的注入和檢測
    7.7.1  信號電荷的注入
    7.7.2  信號電荷的檢測
  7.8  集成斗鏈器件
  7.9*  電荷耦合圖像器
  習題
  參考文獻
第8章  半導體太陽電池和光電二極體
  8.1  半導體中光吸收
  8.2  太陽電池的結構及工作原理
    8.2.1  太陽電池的基本結構
    8.2.2  PN結的光生伏打效應
  8.3  太陽電池的I-V特性
  8.4  太陽電池的效率
  8.5  光產生電流與收集效率
  8.6  影響太陽電池效率的因素
  8.7  肖特基勢壘和MIS太陽電池
  8.8*  非晶硅(a-Si)太陽電池
    8.8.1  非晶硅PIN結太陽電池
    8.8.2  非晶硅肖特基勢壘太陽電池
  8.9  光電二極體的基本結構與工作原理
    8.9.1  PIN光電二極體
    8.9.2*  雪崩光電二極體
    8.9.3*  金屬-半導體光電二極體
    8.9.4*  異質結光電二極體
  8.10  光電二極體的特性參數
    8.10.1  量子效率和響應度
    8.10.2  響應速度
    8.10.3  雜訊特性

    8.10.4  其他幾個概念
  習題
  參考文獻
第9章  發光二極體和半導體激光器
  9.1  輻射複合與非輻射複合
    9.1.1  輻射複合
    9.1.2  非輻射複合
  9.2  LED的基本結構和工作原理
  9.3  LED的特性參數
    9.3.1  I-V特性
    9.3.2  量子效率
    9.3.3  光譜分佈
  9.4  可見光LED
    9.4.1  GaPLED
    9.4.2  GaAs1-xPxLED
    9.4.3  GaNLED
  9.5  紅外LED
  9.6*  異質結LED
  9.7*  半導體激光器及其基本結構
  9.8  半導體受激發射的條件
    9.8.1  粒子數反轉分佈
    9.8.2  光學諧振腔
    9.8.3  振蕩的閾值條件
    9.8.4  閾值電流
  9.9  結型半導體激光器的特性
    9.9.1  閾值特性
    9.9.2  轉換效率
    9.9.3  光譜分佈
  9.10  異質結激光器
    9.10.1  單異質結激光器
    9.10.2  雙異質結激光器
  習題
  參考文獻
附錄

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