目錄
叢書序
序言
前言
主要符號表
第1章 半導(dǎo)體物理基礎(chǔ) 1
1.1 晶體結(jié)構(gòu) 1
1.1.1 基元、點陣和晶格 2
1.1.2 原胞、基矢、晶向和晶面 2
1.1.3 倒格子和倒格子空間 6
1.2 能帶結(jié)構(gòu) 7
1.2.1 能帶的形成 7
1.2.2 鍺、硅和砷化鎵的能帶結(jié)構(gòu) 9
1.2.3 絕緣體、半導(dǎo)體和導(dǎo)體 10
1.2.1 本征半導(dǎo)體、半導(dǎo)體中的載流子、空穴 11
1.3 半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計分布 11
1.3.1 狀態(tài)密度 11
1.3.2 費米統(tǒng)計律和費米分布 12
1.3.3 電子濃度、空穴濃度、玻爾茲曼分布和本征載流子濃度 13
1.3.4 雜質(zhì)半導(dǎo)體中的電子和空穴濃度、費米能級 14
1.3.5 平衡態(tài)系統(tǒng)的費米能級 17
1.4 載流子的漂移運動 18
1.4.1 散射與有效質(zhì)量 18
1.4.2 遷移率 19
1.4.3 電導(dǎo)率、電阻率、歐姆定律和薄層電阻 22
1.5 載流子的擴(kuò)散運動 24
1.5.1 擴(kuò)散電流密度 24
1.5.2 電流密度方程 25
1.5.3 雜質(zhì)濃度梯度及其感生電場 25
1.6 非平衡載流子 27
1.6.1 載流子的產(chǎn)生與復(fù)合、非平衡載流子 27
1.6.2 非平衡載流子的復(fù)合、非平衡載流子壽命 28
1.6.3 間接復(fù)合理論 29
1.6.4 準(zhǔn)費米能級 32
1.6.5 連續(xù)性方程 34
1.7 半導(dǎo)體基本方程 36
1.7.1 基本方程 36
1.7.2 泊松方程 37
習(xí)題 38
第2章 pn結(jié) 41
2.1 pn結(jié)的形成及其基本特性 41
2.2 pn結(jié)空間電荷區(qū)基本特性的進(jìn)一步討論 44
2.2.1 平衡pn結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)和載流子分布 14
2.2.2 非平衡pn結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)和載流子分布 46
2.2.3 pn結(jié)的電場和電勢分布 50
2.3 pn結(jié)的直流特性 54
2.3.1 非平衡pn結(jié)擴(kuò)散區(qū)的載流子分布和擴(kuò)散電流 54
2.3.2 pn結(jié)的勢壘復(fù)合電流和產(chǎn)生電流 56
2.3.3 正偏pn結(jié)的大注入效應(yīng) 58
2.4 pn結(jié)的耗盡層電容 60
2.5 pn結(jié)的小信號交流特性 61
2.5.1 pn結(jié)的擴(kuò)散電容 61
2.5.2 pn結(jié)的交流參數(shù)和等效電路 65
2.6 pn結(jié)的開關(guān)特性 65
2.7 pn結(jié)的擊穿 67
2.7.1 擊穿機(jī)理概述 68
2.7.2 雪崩擊穿條件 69
2.7.3 雪崩擊穿電壓的計算 71
習(xí)題 74
第3章 雙極型晶體管 77
3. 1 雙極型晶體管的基本結(jié)構(gòu) 77
3.2 雙極型品體管內(nèi)載流子的輸運過程 79
3.3 雙極型晶體管的電流放大系數(shù) 82
3.3.1 均勻基區(qū)晶體管電流增益因子的簡化推導(dǎo) 82
3.3.2 均勻基區(qū)晶體管電流增益因子的數(shù)學(xué)推導(dǎo) 81
3.3.3 緩變基區(qū)晶體管的電流放大系數(shù) 89
3.3.4 發(fā)射區(qū)重?fù)诫s條件下的禁帶變窄效應(yīng) 92
3.3.5 大注入效應(yīng) 94
3.4 晶體管的直流特性 97
3.4.1 晶體管的電流電壓方程 97
3.4.2 晶體管的擊穿電壓 102
3.4.3 縱向基區(qū)擴(kuò)展效應(yīng) 107
3.4.4 發(fā)射極電流集邊效應(yīng) 108
3.4.5 晶體管的安全工作區(qū) 111
3.5 雙極型晶體管的頻率特性 112
3.5.1 雙極型晶體管頻率特性概述 112
3.5.2 延遲時間的計算 113
3.5.3 晶體管電流放大系數(shù)的頻率特性 115
3.5.4 晶體管的高頻等效電路和最高振蕩頻率 117
3.6 雙極型晶體管的開關(guān)特性 121
3.6.1 晶體管工作區(qū)域的劃分及其飽和工作狀態(tài) 121
3.6.2 晶體管的開關(guān)過程 124
習(xí)題 128
第4章 場效應(yīng)晶體管 133
4.1.1 結(jié)型場效應(yīng)晶體管 133
4.1.1 結(jié)型場效應(yīng)晶體管的工作原理 133
4.1.2 JFET的電流電壓方程 135
4.1.3 JFET的直流參數(shù)和頻率參數(shù) 139
4.1.4 JFET的短溝道效應(yīng) 144
4.2 絕緣柵場效應(yīng)晶體管 145
4.2.1 半導(dǎo)體表面的特性和理想MOS結(jié)構(gòu) 145
4.2.2 MOSFET結(jié)構(gòu)及其工作原理 154
4.2.3 MOSFET的閾值電壓 157
4.2.4 MOSFET的電流電壓關(guān)系 163
4.2.5 MOSFET的亞閾區(qū)導(dǎo)電 168
4.2.6 MOSFFT的擊穿電壓 169
4.2.7 MOSFET的高頻等效電路和頻率特性 173
4.2.8 MOSFET的短溝道效應(yīng) 176
4.2.9 MOSFET閾值電壓的調(diào)整 183
4.2.10 MOSFET的縮比理論 184
4.2.11 熱電子效應(yīng)和輻射效應(yīng) 186
習(xí)題 190
第5章 金屬 半導(dǎo)體接觸和異質(zhì)結(jié) 193
5.1 金屬半導(dǎo)體接觸 193
5.1.1 理想金屬半導(dǎo)體接觸 193
5.1.2 非理想效應(yīng) 197
5.1.3 金屬半導(dǎo)體接觸的電流電壓關(guān)系 200
5.1.4 歐姆接觸的實現(xiàn)方法 202
5.2 異質(zhì)結(jié) 203
5.2.1 異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料能帶結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系 203
5.2.2 異質(zhì)結(jié)能帶圖的畫法 204
5.2.3 異質(zhì)結(jié)的基本特性 206
5.2.4 同型異質(zhì)結(jié) 210
5.3 應(yīng)變異質(zhì)結(jié) 211
習(xí)題 217
第6章 半導(dǎo)體光電子器件 219
6.1 半導(dǎo)體的光吸收和發(fā)射 219
6.1.1 光的基本性質(zhì) 219
6.1.2 光在半導(dǎo)體中的吸收 220
6.1.3 半導(dǎo)體的光發(fā)射 224
6.2 太陽能電池 225
6.3 光探測器件 229
6.4 發(fā)光二極管 232
6.4.1 發(fā)光二極管基礎(chǔ) 232
6.4.2 能帶工程 234
6.5 半導(dǎo)體激光器件 238
6.5.1 半導(dǎo)體激光器件基礎(chǔ) 238
6.5.2 量子阱激光器 244
6.5.3 垂直腔面發(fā)射激光器 249
習(xí)題 252
附錄 254
附錄A 物理常數(shù) 254
附錄B 晶體結(jié)構(gòu)和晶格常數(shù)(A) 255
附錄C 重要半導(dǎo)體的基本性質(zhì) 256
附錄D 硅、砷化鎵和鍺的重要性質(zhì) 257
附錄E 二氧化硅和氮化硅的性質(zhì) 258
附錄F 硅中的雜質(zhì)能級 259
附錄G 砷化鎵中的雜質(zhì)能級 260
參考文獻(xiàn) 261