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绪论半导体和集成电路1

历史1

集成电路（IC）1

制造2

参考文献4

第一部分 半导体材料属性6

第1章 固体晶格结构6

1.0概述6

1.1 半导体材料6

1.2 固体类型7

1.3 空间晶格7

1.4 金刚石结构12

1.5 原子价键13

1.6 固体中的缺陷和杂质15

1.7 半导体材料的生长16

1.8 小结18

重要术语解释18

知识点19

复习题19

习题19

参考文献21

第2章 量子力学初步22

2.0概述22

2.1 量子力学的基本原理22

2.2 薛定谔波动方程26

2.3 薛定谔波动方程的应用29

2.4 原子波动理论的延伸37

2.5 小结40

重要术语解释40

知识点41

复习题41

习题41

参考文献44

第3章 固体量子理论初步45

3.0概述45

3.1 允带与禁带45

3.2 固体中电的传导54

3.3 三维扩展61

3.4 状态密度函数63

3.5 统计力学66

3.6 小结72

重要术语解释72

知识点73

复习题73

习题73

参考文献76

第4章 平衡半导体78

4.0概述78

4.1 半导体中的载流子78

4.2 掺杂原子与能级86

4.3 非本征半导体89

4.4 施主和受主的统计学分布94

4.5 电中性状态98

4.6 费米能级的位置102

4.7 小结107

重要术语解释107

知识点108

复习题108

习题108

参考文献112

第5章 载流子输运现象113

5.0概述113

5.1 载流子的漂移运动113

5.2 载流子扩散124

5.3 杂质梯度分布127

5.4 霍尔效应129

5.5 小结131

重要术语解释132

知识点132

复习题132

习题133

参考文献137

第6章 半导体中的非平衡过剩载流子139

6.0概述139

6.1 载流子的产生与复合139

6.2 过剩载流子的性质143

6.3 双极输运145

6.4 准费米能级157

6.5 过剩载流子的寿命158

6.6 表面效应162

6.7 小结165

重要术语解释165

知识点166

复习题166

习题166

参考文献171

第二部分 半导体器件基础174

第7章 pn结174

7.0概述174

7.1 pn结的基本结构174

7.2 零偏175

7.3 反偏180

7.4 结击穿186

7.5 非均匀掺杂pn结189

7.6 小结192

重要术语解释193

知识点193

复习题194

习题194

参考文献198

第8章 pn结二极管199

8.0概述199

8.1 pn结电流199

8.2 产生-复合电流和大注入212

8.3 pn结的小信号模型219

8.4 电荷存储与二极管瞬态226

8.5 隧道二极管228

8.6 小结230

重要术语解释231

知识点231

复习题231

习题232

参考文献236

第9章 金属半导体和半导体异质结238

9.0概述238

9.1 肖特基势垒二极管238

9.2 金属-半导体的欧姆接触250

9.3 异质结253

9.4 小结260

重要术语解释261

知识点261

复习题261

习题262

参考文献265

第10章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础266

10.0概述266

10.1 双端MOS结构266

10.2 电容-电压特性280

10.3 MOSFET基本工作原理287

10.4 频率限制特性300

10.5 CMOS技术303

10.6 小结305

重要术语解释305

知识点306

复习题306

习题307

参考文献313

第11章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管：概念的深入314

11.0概述314

11.1 非理想效应314

11.2 MOSFET按比例缩小理论321

11.3 阈值电压的修正323

11.4 附加电学特性328

11.5 辐射和热电子效应334

11.6 小结338

重要术语解释339

知识点339

复习题340

习题340

参考文献344

第12章 双极晶体管346

12.0概述346

12.1 双极晶体管的工作原理346

12.2 少子的分布352

12.3 低频共基极电流增益358

12.4 非理想效应367

12.5 等效电路模型377

12.6 频率上限382

12.7 大信号开关386

12.8 其他的双极晶体管结构388

12.9 小结391

重要术语解释392

知识点393

复习题393

习题393

参考文献399

第13章 结型场效应晶体管401

13.0概述401

13.1 JFET概念401

13.2 器件的特性405

13.3 非理想因素416

13.4 等效电路和频率限制418

13.5 高电子迁移率晶体管421

13.6 小结426

重要术语解释427

知识点427

复习题427

习题428

参考文献431

第三部分 专用半导体器件434

第14章 光器件434

14.0概述434

14.1 光学吸收434

14.2 太阳能电池437

14.3 光电探测器443

14.4 光致发光和电致发光451

14.5 发光二极管454

14.6 激光二极管458

14.7 小结463

重要术语解释464

知识点464

复习题465

习题465

参考文献468

第15章 半导体微波器件与功率器件469

15.0概述469

15.1 隧道二极管469

15.2 耿氏二极管470

15.3 雪崩二极管472

15.4 功率双极晶体管473

15.5 功率MOSFET478

15.6 半导体闸流管483

15.7 小结491

重要术语解释491

知识点492

复习题492

习题493

参考文献494

附录A 部分参数符号列表496

附录B 单位制、单位换算和通用常数502

附录C 元素周期表505

附录D 能量单位——电子伏特506

附录E 薛定谔波动方程的推导508

附录F 有效质量概念509

附录G 误差函数513

附录H 部分习题参考答案514

索引521