微電子器件基礎教程

內容簡介

新編本教材內容涵蓋半導體材料與器件技術的概述、半導體物理基本知識、PN結二極體、雙極型電晶體和MOS場效應電晶體等半導體器件的結構、製備與工作原理，最後還將介紹微電子器件的最新進展等，以及相屑埋剃應部分的MATLAB仿真實驗方法。

選材注重基礎性和實用性、新穎性與實踐性、教材內容精心選擇、教材體系精心組織，從時間與空間、前因與後果、主要與次要、抽象與具體等角度由淺入深地闡述教材內容，符合工科學生的認識規律。

圖書目錄

第1章半導體

1.1半導體材料

1.1.1元素半導體

1.1.2化合物半導體

1.2半導體材料的晶體結構

1.2.1單胞

1.2.2晶面及密勒指數

1.2.3共價鍵

1.3半導體中的缺陷

1.3.1點缺陷

1.3.2線缺陷

1.4能級與能帶

1.4.1能級

1.4.2能量動能

1.4.3固態材料的傳導

1.4.4滿帶電子和半滿帶電子的特性

1.5本徵半導體及載流子濃度

1.5.1本徵半導體及導電機構

1.5.2載流子的統計分布

1.5.3本徵載流子濃度

1.6雜質半導體及載流子濃度

1.6.1雜質半導體

1.6.2電離能

1.6.3雙性雜質

1.6.4電子和空穴的平衡狀態分布

1.7簡併半導體及其濃度

1.7.1非簡併與簡併半導體

1.7.2簡併半導體中載流子濃度

習題1

第2章載流子輸運現象

2.1載流子漂移運動及其電流密度

2.1.1遷移率

2.1.2載流子漂移電流密度

2.2載流子擴散運動及其電流密度

2.2.1載流子擴散方程

2.2.2載流子擴散電流密度

2.3載流子總電流密度

2.3.1總電子或空穴電流密度

2.3.2總傳導電流密度

2.4愛因斯坦關係式

2.4.1感生電只項擔趨場

2.4.2愛因斯坦關係

2.5非平衡載流子的產生與複合

2.5.1非平衡載流子與準費米能級

2.5.2直接複合

2.5.3間接複合

2.5.4表面複合

2.5.5俄歇複合

2.6熱電子發射過程

2.7隧穿過程

2.8強電場效應

2.9半導體的基本控制方程

2.9.1連續性方程

2.9.2泊松方程

習題2

第3章PN結

3.1平面工藝

3.1.1氧化

3.1.2光刻

3.1.3擴散或離子注入

3.1.4金屬化

3.2PN結能帶圖及空間電荷區

3.2.1平衡PN結與內建電勢

3.2.2空間電荷區電場與電勢分布

3.2.3平衡PN結載流子濃度

3.3PN結伏安特性

3.3.1理想PN結

3.3.2PN結正向特性

3.3.3PN結反向特性

3.3.4PN結伏安特性

3.3.5PN結伏安特性的影響因素

3.3.6PN結偏置狀背端遙態對勢壘寬度的影響

3.4PN結電容

3.4.1勢壘電容

3.4.2擴散電容

3.5PN結擊穿定少兆

3.5.1隧道效應故員坑照

3.5.2雪崩倍增

3.5.3擊穿電壓的影響因素

習題3

第4章雙極型電晶體的直流特性

4.1雙極型電晶體結構

4.1.1電晶體類型及結構

4.1.2電晶體的雜質分布

4.2雙極型電晶體放大原理

4.2.1電晶體直流放大係數

4.2.2雙極型電晶體內載流子的輸運過程

4.2.3雙極型電晶體的電流放大係數

4.2.4均勻基區電晶體電流增益

4.2.5緩變基區電晶體電流增益

4.2.6影響電流放大係數的因素

4.3電晶體反向直流參數及基極電阻

4.3.1反向電流

4.3.2擊穿電壓

4.3.3穿通電壓

4.3.4基極電阻

4.4雙極型電晶體的特性曲線

4.4.1共基極連線直流特性曲線

4.4.2共射極連線直流特性曲線

4.4.3共基極與共射極輸出特性曲線的比較

4.4.4共射極輸出的非理想特性曲線

習題4

第5章雙極型電晶體的交流特性、功率特性與開關特性

5.1電晶體交流小信號電流增益

5.1.1電晶體交流小信號模型

5.1.2電晶體交流小信號傳輸過程

5.1.3電晶體交流小信號模型等效電路

5.1.4交流小信號傳輸延遲時間

5.1.5電晶體交流小信號電流增益及其頻率特性

5.1.6高頻功率增益及最高振盪頻率

5.2雙極型電晶體的功率特性

5.2.1電晶體集電極最大工作電流

5.2.2基區大注入效應對電流放大係數的影響

5.2.3基區擴展效應對β0和fT的影響

5.2.4發射極電流集邊效應

5.2.5電晶體最大耗散功率與熱阻

5.2.6電晶體的二次擊穿與安全工作區

5.3雙極型電晶體的開關原理

5.3.1電晶體開關作用

5.3.2電晶體辣驗翻開關工作區域

5.3.3電晶體開關波形與開關時間

5.3.4電晶體開關過程

5.4電晶體模型及其等效電路

5.4.1電晶體EbersMoll模型及其等效電路

5.4.2電荷控制模型

5.5開關時踏糠間計算

5.5.1延遲時間

5.5.2上升時間

5.5.3儲存時間

5.5.4下降時間

5.6開關電晶體的正向壓降和飽和壓降

習題5

第6章MOS場效應電晶體

6.1金屬與半導體接觸

6.1.1整流接觸

6.1.2歐姆接觸

6.2MOS結構及其性質

6.2.1理想MOS結構

6.2.2實際MOS結構及其特性

6.2.3平帶電壓

6.3MOSFET結構及工作原理

6.3.1MOSFET基本結構

6.3.2MOSFET基本類型

6.3.3MOSFET工作原理

6.3.4MOSFET特性曲線

6.4MOSFET閾值電壓

6.4.1閾值電壓及其計算

6.4.2影響閾值電壓的因素

6.5MOSFET直流特性

6.5.1薩支唐方程

6.5.2影響直流特性的因素

6.6MOSFET擊穿特性

6.6.1漏源擊穿

6.6.2氧化層擊穿

6.6.3寄生NPN擊穿

6.7MOSFET亞閾特性

6.7.1MOSFET亞閾電流

6.7.2MOSFET亞閾電流計算

6.7.3MOSFET柵壓擺幅

6.8MOSFET小信號特性

6.8.1交流小信號參數

6.8.2交流小信號等效電路

6.9MOSFET開關特性

6.9.1開關原理

6.9.2開關時間

6.10溝道變化效應

6.10.1短溝道效應及其對閾值電壓的影響

6.10.2窄溝道效應及其對閾值電壓的影響

習題6

第7章異質結雙極型電晶體

7.1半導體異質結

7.1.1半導體異質結及其能帶圖

7.1.2半導體異質結的伏安特性

7.2異質結雙極型電晶體的結構與特性

7.2.1HBT的器件結構

7.2.2HBT特性

7.3幾種常用的異質結雙極型電晶體

7.3.1矽基HBT

7.3.2AlGaAs/GaAs HBT

7.3.3InGaAs/InP HBT

7.4GaAs MESFET

7.4.1器件結構

7.4.2工作原理

7.4.3理論模型

7.5高電子遷移率電晶體

7.5.1量子阱結構

7.5.2器件結構與工作原理

7.5.3理論模型

習題7

附錄

附錄A主要符號表

附錄B物理常數表

附錄C300K時鍺、矽、砷化鎵主要物理性質表

附錄D單位制、單位換算和通用常數

附錄E元素周期表

參考文獻

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