半導體器件基礎(原著第2版)

作者：(美)貝蒂·利斯·安德森//理查德·L.安德森|責編:毛振威|譯者:任凱亮//王小林
出版社：化學工業
ISBN：9787122498625

出版日期：2026/05/01
裝幀：平裝
頁數：672

人民幣：RMB 198 元售價：元

內容大鋼

    《半導體器件基礎（原著第二版）》通俗易懂地講解現代半導體器件知識，貼合實際且注重實用，著重幫助讀者紮實理解各類半導體材料與器件電學特性背後的物理過程。
    本書內容豐富全面。分為5大部分：材料，二極體，場效應晶體管（FET），雙極晶體管（BJT），光電器件與功率半導體器件。同時還有大量補充材料，以幫助讀者拓展學習；書後還設有常數、符號表、半導體製造工藝等實用附錄。
    無論是半導體領域的初學者，還是希望深入理解半導體器件物理過程的專業人士，本書都是不可多得的學習與參考資料。本書各章配有大量例題、複習題與思考題，也非常適合作為電氣工程、微電子、集成電路及相關專業的教材。

作者介紹

(美)貝蒂·利斯·安德森//理查德·L.安德森|責編:毛振威|譯者:任凱亮//王小林

第1部分  材料
  第1章  半導體中的電子能量和狀態
    1.1  引言
    1.2  簡要歷史
    1.3  氫原子的應用
      1.3.1  氫原子的玻爾模型
      1.3.2  氫原子在分子上的應用：共價鍵
      1.3.3  量子數和泡利不相容原理
      1.3.4  晶體中的共價鍵
    1.4  波粒二象性
    1.5  波函數
    1.6  電子波函數
      1.6.1  一維自由電子
      1.6.2  德布羅意關係
      1.6.3  三維自由電子
      1.6.4  准自由電子模型
      1.6.5  反射和隧穿
    1.7  光吸收和光發射的初步理解
    1.8  晶體結構、晶面和晶向
    1.9  小結
    1.10  參考文獻
    1.11  複習題
    1.12  思考題
  第2章  均勻半導體
    2.1  引言
    2.2  適用於晶體中電子的准經典力學
      2.2.1  一維晶體
      2.2.2  三維晶體
    2.3  導帶結構
    2.4  價帶結構
    2.5  本征半導體
    2.6  非本征半導體
      2.6.1  施主
      2.6.2  受主
    2.7  空穴的概念
    2.8  電子和空穴的有效質量
    2.9  能帶中電子的態密度函數
    2.10  費米-狄拉克統計
    2.11  電子和空穴隨能量的分佈
    2.12  非簡並半導體中載流子濃度的溫度相關性
      2.12.1  高溫下的載流子濃度
      2.12.2  低溫下的載流子濃度（載流子凍結）
    2.13  簡並半導體
      2.13.1  雜質引起的帶隙變窄
      2.13.2  表觀帶隙變窄
    2.14  小結
      2.14.1  非簡並半導體
      2.14.2  簡並半導體
    2.15  參考文獻
    2.16  複習題

    2.17  思考題
  第3章  均勻半導體的電流
    3.1  引言
    3.2  漂移電流
    3.3  載流子遷移率
      3.3.1  載流子散射
      3.3.2  散射遷移率
      3.3.3  雜質能帶中的遷移率
      3.3.4  遷移率的溫度依賴性
      3.3.5  高場效應
    3.4  擴散電流
    3.5  載流子產生和複合
      3.5.1  帶間產生和複合
      3.5.2  兩步過程
    3.6  半導體中的光學過程
      3.6.1  吸收
      3.6.2  光發射
    3.7  連續性方程
    3.8  少數載流子壽命
      3.8.1  上升時間
      3.8.2  下降時間
    3.9  少數載流子擴散長度
    3.10  准費米能級
    3.11  小結
    3.12  參考文獻
    3.13  複習題
    3.14  思考題
  第4章  非均勻半導體
    4.1  平衡態時費米能級的恆定性
    4.2  緩變摻雜
    4.3  非均勻組分
    4.4  緩變摻雜和緩變組分的結合
    4.5  小結
    4.6  參考文獻
    4.7  複習題
    4.8  思考題
  第1部分補充材料量子力學導論
    S1.1  引言
    S1.2  波函數
    S1.3  概率與波函數
    S1.4  薛定諤方程
    S1.5  將薛定諤方程應用於電子
    S1.6  量子力學中的一些結果
      S1.6.1  自由電子
      S1.6.2  准自由電子
      S1.6.3  能量勢阱
      S1.6.4  一維無限深勢阱
      S1.6.5  有限深勢壘處的反射和透射
      S1.6.6  隧穿效應
      S1.6.7  有限深勢阱

      S1.6.8  重新討論氫原子
      S1.6.9  不確定性原理
    S1.7  聲子
      S1.7.1  聲子導致的載流子散射
      S1.7.2  間接電子躍遷
    S1.8  小結
    S1.9  參考文獻
    S1.10  複習題
    S1.11  思考題
第2部分  二極體
  第5章  原型同質pn結
    5.1  引言
    5.2  原型pn結（定性分析）
      5.2.1  原型pn結的能帶圖
      5.2.2  原型同質pn結中的電流流向
      5.2.3  隧道二極體
    5.3  原型同質pn結（定量分析）
      5.3.1  平衡態能帶圖（突變結）
      5.3.2  外加電壓下的能帶圖
      5.3.3  同質pn結的電流-電壓特性
      5.3.4  反向偏壓擊穿
    5.4  原型同質結的小信號阻抗
      5.4.1  結（差分）電阻
      5.4.2  結（差分）電容
      5.4.3  存儲電荷電容
    5.5  瞬態效應
      5.5.1  關斷瞬態
      5.5.2  導通瞬態
    5.6  溫度的影響
    5.7  小結
      5.7.1  內建電壓
      5.7.2  結寬
      5.7.3  結電流
      5.7.4  結擊穿
      5.7.5  電容
      5.7.6  瞬態效應
    5.8  複習題
    5.9  思考題
  第6章  二極體的其他注意事項
    6.1  引言
    6.2  非突變同質結
      6.2.1  線性緩變結
      6.2.2  超突變結
    6.3  半導體異質結
      6.3.1  半導體-半導體異質結能帶圖
      6.3.2  隧穿誘導偶極子
      6.3.3  界面態效應
      6.3.4  晶格失配對異質結的影響
    6.4  金屬-半導體結
      6.4.1  理想金屬-半導體結（電子親和能模型）

      6.4.2  界面誘導偶極子的影響
      6.4.3  金屬-半導體結的電流-電壓特性
      6.4.4  歐姆（低阻）接觸
      6.4.5  異質結二極體的I-Va特性
    6.5  非理想半導體結和異質結中的電容
    6.6  小結
    6.7  參考文獻
    6.8  複習題
    6.9  思考題
  第2部分補充材料二極體
    S2.1  引言
    S2.2  介電弛豫時間
      S2.2.1  情況1：多數載流子的介電弛豫時間
      S2.2.2  情況2：少數載流子的介電弛豫時間
    S2.3  結電容
      S2.3.1  原型（突變）結中的結電容
      S2.3.2  非均勻摻雜結中的結電容
      S2.3.3  變容二極體
      S2.3.4  短基二極體的存儲電荷電容
    S2.4  肖特基二極體的二階效應
      S2.4.1  肖特基勢壘的隧穿
      S2.4.2  鏡像效應導致的肖特基二極體勢壘降低
    S2.5  小結
    S2.6  參考文獻
    S2.7  複習題
    S2.8  思考題
第3部分  場效應晶體管
  第7章  MOSFET
    7.1  引言
    7.2  MOSFET（定性分析）
      7.2.1  MOS電容器簡介
      7.2.2  MOS電容器混合圖
      7.2.3  平衡態MOSFET（定性分析）
      7.2.4  非平衡態MOSFET（定性分析）
    7.3  MOSFET漂移模型（定量分析）
      7.3.1  恆定溝道遷移率的長溝道漂移MOSFET模型
      7.3.2  更實際的長溝道模型：電場對遷移率的影響
      7.3.3  串聯電阻
    7.4  模型與實驗數據的比較
    7.5  MOSFET的彈道模型
    7.6  短溝道效應
      7.6.1  有效溝道長度對VDS的依賴性
      7.6.2  漏極電壓與閾值電壓的依賴性
    7.7  亞閾值泄漏電流
    7.8  小結
    7.9  參考文獻
    7.10  複習題
    7.11  思考題
  第8章  其他場效應晶體管
    8.1  引言

    8.2  閾值電壓和低場遷移率的測量
    8.3  補償型MOSFET（CMOS）
      8.3.1  CMOS反相器的運行原理
      8.3.2  CMOS器件的匹配
    8.4  CMOS反相器電路中的開關特性
      8.4.1  負載電容的影響
      8.4.2  CMOS開關電路中的傳輸（門）延遲
      8.4.3  COMS開關中的直通電流
    8.5  其他MOSFET
      8.5.1  絕緣體上硅（SOI）MOSFET
      8.5.2  FinFET
      8.5.3  非易失性MOSFET
    8.6  其他FET
      8.6.1  異質結場效應晶體管（HFET）
      8.6.2  金屬-半導體場效應晶體管（MESFET）
      8.6.3  結型場效應晶體管（JFET）
      8.6.4  隧道場效應晶體管（TFET）
    8.7  體溝道場效應晶體管：定量分析
    8.8  小結
    8.9  參考文獻
    8.10  複習題
    8.11  思考題
  第3部分補充材料MOSFET的其他注意事項
    S3.1  引言
    S3.2  溝道電荷Qch與縱向電場L的關係
    S3.3  MOSFET的閾值電壓
      S3.3.1  固定電荷
      S3.3.2  界面陷阱電荷
      S3.3.3  體電荷
      S3.3.4  電荷對閾值電壓的影響
      S3.3.5  平帶電壓
      S3.3.6  閾值電壓的控制
      S3.3.7  溝道量子效應
    S3.4  MOSFET模擬等效電路
      S3.4.1  小信號等效電路
      S3.4.2  CMOS放大器
    S3.5  單位電流增益截止頻率fT
    S3.6  MOS電容
      S3.6.1  理想MOS電容
      S3.6.2  實際MOS電容的C-VG特性
      S3.6.3  基於C-VG測量數據的MOSFET參數分析
    S3.7  動態隨機存取存儲器（DRAM）
    S3.8  MOSFET的縮放
    S3.9  器件和互連的退化
    S3.10  小結
    S3.11  參考文獻
    S3.12  複習題
    S3.13  思考題
第4部分  雙極晶體管（BJT）
  第9章  雙極晶體管：靜態特性

    9.1  引言
    9.2  輸出特性（定性分析）
    9.3  電流增益
    9.4  雙極晶體管的原型模型
      9.4.1  收集效率M
      9.4.2  注入效率γ
      9.4.3  基極傳輸效率αT
    9.5  雙極晶體管中的緩變摻雜
      9.5.1  緩變基區晶體管
      9.5.2  基區電場對β的影響
    9.6  異質結雙極晶體管（HBT）
      9.6.1  均勻摻雜的HBT
      9.6.2  緩變組分的HBT——Si:SiGe基區:SiHBT
      9.6.3  雙異質結雙極晶體管（DHBT）
    9.7  Si基區BJT、SiGe基區HBT和GaAs基區HBT的對比
    9.8  基本Ebers-Moll直流電路模型
    9.9  小結
    9.10  參考文獻
    9.11  複習題
    9.12  思考題
  第10章  雙極晶體管的時變分析
    10.1  引言
    10.2  Ebers-Moll交流模型
    10.3  小信號等效電路
    10.4  BJT中的存儲電荷電容
    10.5  頻率響應
      10.5.1  單位電流增益頻率fT
      10.5.2  基區渡越時間tT
      10.5.3  基區-集電區渡越時間tBC
      10.5.4  最大振蕩頻率fmax
    10.6  高頻晶體管
    10.7  雙極開關晶體管
      10.7.1  輸出從低到高的轉換時間
      10.7.2  肖特基鉗位晶體管
      10.7.3  雙異質結雙極晶體管（DHBT）
    10.8  BJT、MOSFET和BiMOS
      10.8.1  BJT和MOSFET的比較
      10.8.2  雙極-MOS管（BiMOS）
    10.9  小結
    10.10  參考文獻
    10.11  複習題
    10.12  思考題
  第4部分補充材料雙極器件
    S4.1  引言
    S4.2  BJT中的電流擁擠和基極電阻
    S4.3  基區寬度調製（厄利效應）
    S4.4  雪崩擊穿
    S4.5  高注入
    S4.6  基區擴展（柯克）效應
    S4.7  發射極-基極結中的複合

    S4.8  BJT中的失調電壓
    S4.9  橫向雙極晶體管
    S4.10  小結
    S4.11  參考文獻
    S4.12  複習題
    S4.13  思考題
第5部分  光電器件與功率半導體器件
  第11章  光電器件
    11.1  引言
    11.2  光電探測器
      11.2.1  通用光電探測器
      11.2.2  太陽能電池
      11.2.3  pin（PIN）光電探測器
      11.2.4  雪崩光電二極體
    11.3  發光二極體（LED）
      11.3.1  正向偏置結中的自發輻射
      11.3.2  藍光LED、紫外LED和白光LED
      11.3.3  紅外LED
      11.3.4  白光LED和固態照明
    11.4  激光二極體
      11.4.1  光學增益
      11.4.2  反饋
      11.4.3  增益+反饋=激光器
      11.4.4  激光器結構
      11.4.5  其他半導體激光材料
    11.5  圖像感測器（成像器件）
      11.5.1  電荷耦合器件
      11.5.2  線性圖像感測器
      11.5.3  面陣圖像感測器
    11.6  小結
    11.7  參考文獻
    11.8  複習題
    11.9  思考題
  第12章  功率半導體器件
    12.1  引言
    12.2  整流二極體
      12.2.1  結擊穿
      12.2.2  比導通電阻
      12.2.3  瞬態損耗
      12.2.4  合併式PIN-肖特基（MPS）二極體
    12.3  晶閘管（npnp型開關器件）
      12.3.1  四層二極體開關
      12.3.2  晶閘管（npnp開關）的雙晶體管模型
      12.3.3  可控硅整流器（SCR）
      12.3.4  雙向晶閘管（TRIAC）
      12.3.5  柵極關斷晶閘管（GTO）
    12.4  功率MOSFET
    12.5  絕緣柵雙極晶體管（IGBT）
    12.6  功率MOSFET與IGBT
    12.7  小結

    12.8  參考文獻
    12.9  複習題
    12.10  思考題
附錄
  附錄A  常數
  附錄B  符號表
  附錄C  半導體器件的製造
    C.1  引言
    C.2  襯底準備
    C.3  摻雜
    C.4  光刻技術
    C.5  導體和絕緣體
    C.6  氮氧化硅（SiOxNy或SiON）
    C.7  超凈間
    C.8  封裝
    C.9  小結
  附錄D  一些有用的積分
  附錄E  一些有用的公式

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