普通高等教育“十一五”電子信息類規劃教材：半導體物理與器件 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　本書較係統全麵地闡述瞭半導體物理的基礎知識和典型半導體器件的工作原理、工作特性。具體內容包括：半導體材料的基本性質、PN結機理與特性、雙極型晶體管、MOS場效應晶體管、半導體器件製備技術、Ga在SiO（2）/Si結構下的開管摻雜共6章。每章後附有內容小結、思考題和習題。書後有附錄，附錄A是《半導體物理與器件》的主要符號錶，附錄B是常用物理常數錶，附錄c是鍺、矽、砷化鎵主要物理性質錶，附錄D是求擴散結雜質濃度梯度的圖錶和方法。對《半導體物理與器件》各章內容可以單獨選擇或任意組閤使用。
　　《半導體物理與器件》可作為半導體、微電子技術、應用物理等電子信息類專業本科生的必修教材，也可作為電子學相關專業本科生、研究生選修課教材，以及供信息技術領域人員參考。《半導體物理與器件》配有免費的教學課件，歡迎選用《半導體物理與器件》作為教材的老師索取。

目錄

前言
第1章　半導體材料的基本性質
1.1　半導體與基本晶體結構
1.1.1　半導體
1.1.2　半導體材料的基本特性
1.1.3　半導體的晶體結構
1.1.4　晶麵及其錶示方法
1.1.5　半導體材料簡介
1.2　半導體的能帶
1.2.1　孤立原子中電子能級
1.2.2　晶體中電子的能帶
1.2.3　矽晶體能帶的形成過程
1.2.4　能帶圖的意義及簡化錶示
1.3　本徵半導體與本徵載流子濃度
1.3.1　本徵半導體的導電機構
1.3.2　熱平衡狀態與熱平衡載流子濃度
1.3.3　本徵載流子濃度
1.3.4　費米能級與載流子濃度的關係
1.4　雜質半導體與雜質半導體的載流子濃度
1.4.1　N型半導體與P型半導體
1.4.2　施主與受主雜質能級
1.4.3　雜質半導體的載流子濃度
1.4.4　雜質半導體的費米能級及其與雜質濃度的關係
1.4.5　雜質半導體隨溫度的變化
1.5　非平衡載流子
1.5.1　非平衡載流子的産生
1.5.2　非平衡載流子的壽命
1.5.3　非平衡載流子的復閤類型
1.5.4　準費米能級
1.6　載流子的漂移運動
1.6.1　載流子的熱運動與漂移運動
1.6.2　遷移率
1.6.3　半導體樣品中的漂移電流密度
1.6.4　半導體的電阻率
1.7　載流子的擴散運動
1.7.1　擴散方程的建立
1.7.2　根據相應的邊界條件確定△p(x)的特解
1.7.3　擴散係數與遷移率的關係愛因斯坦關係式
1.7.4　擴散長度的物理意義
1.7.5　連續性方程
本章小結
思考題和習題
第2章　PN結機理與特性
2.1　平衡PN結的機理與特性
2.1.1　PN結的製備與雜質分布
2.1.2　平衡PN結形成與能帶
2.1.3　平衡PN結的接觸電勢差
2.1.4　平衡PN結的載流子濃度分布
2.2　正嚮PN結機理與特性
2.2.1　正嚮偏置與正嚮注入效應
2.2.2　正嚮PN結邊界少子濃度和少子濃度分布
2.2.3　正嚮PN結電流一電壓方程式
2.2.4　PN結正嚮電流的討論’
2.2.5　PN結的大注入效應
2.2.6　正嚮PN結空間電荷區復閤電流
2.3　反嚮PN結的機理與特性
2.3.1　反嚮偏置與反嚮抽取作用
2.3.2　反嚮PN結邊界少子濃度和少子濃度分布
2.3.3　反嚮PN結電流-電壓方程式
2.3.4　反嚮PN結空間電荷區的産生電流
2.3.5　PN結錶麵漏電流
2.3.6　PN結的伏安特性
2.4　PN結空間電荷區的電場、電位分布和寬度
……
第3章　雙極型晶體管
第4章　MOS場效應晶體管
第5章　半導體器件製備技術
第6章　Ga在SiO2/Si結構下的開管摻雜
參考文獻

精彩書摘

　　第1章半導體材料的基本性質
　　作為一名信息社會的大學生，尤其是應用物理、微電子學、微電子技術、計算機科學、電子工程與技術、材料科學、自動控製、電機工程、通信等專業的本科生和研究生，可能會問為什麼要學習半導體物理與器件？答案很簡單，其一，自1998年以來，以半導體器件為基礎的電子工業已發展成為世界上規模最大的工業；其二，當你們擁有半導體器件最基本的知識後，對深入理解和應用電子學的相關課程幫助很大，從而使你們對現在這個由電子技術發展而來的信息時代貢獻會更大。
　　半導體物理學是半導體器件物理的基礎，為此《半導體物理與器件》首要概括敘述半導體物理學的基本內容，著重介紹半導體材料的基本特性及其與器件原理相關的概念和結論。本章以3種最重要的半導體材料：矽（si）、鍺（Ge）、砷化鎵（GaAs）為對象，介紹半導體的晶體結構，在此基礎上簡要論述能帶理論；求齣熱平衡條件下本徵半導體的載流子濃度；介紹雜質半導體及其相關特性；敘述非平衡載流子的産生、復閤與壽命；對半導體中載流子的漂移運動和擴散運動進行討論，並建立起連續性方程，為第2章PN結及全書的內容奠定基礎。
　　1.1半導體與基本晶體結構
　　1.1.1半導體
　　自然界中的物質大緻可分為氣體、液體、固體、等離子體4種基本形態。因晶體管、集成電路均為固體器件，所以我們關注的是固體材料。對於固體材料，若按結構形式可分為晶體與非晶體兩類，而晶體又可分為單晶體和多晶體兩種。目前用來製造半導體器件的典型半導體材料矽、鍺、砷化鎵還必須是單晶體。除此之外，對於固體材料，若按它們的導電能力則可以分為導體、絕緣體和半導體3種。

前言/序言

　　20世紀50年代晶體管誕生以來，微電子學及其相關技術迅速發展，現已成為整個信息時代的標誌與基礎。以半導體器件為核心的電子工業，從1998年開始，已發展成為世界上規模最大的工業。發展電子工業是弱國變為強國的必由之路，顯然培養該專業及相關專業的人纔是柑當重要的。編著本書的目的正是為各高校近年來新增設的電子信息類專業及其相關的電子科學與技術等專業服務的。
　　《半導體物理與器件》可作為半導體、微電子學、微電子技術、應用物理等專業本科生的必修教材，也可作為其他相關專業如電子學、計算機、自動控製、電子信息與工程乃至文科各專業本科生、研究生的選修教材或自學參考書，同時也可供從事半導體器件設計、製造和應用等信息技術領域的科研與工程技術人員閱讀與參考。
　　本書從係統性和相對獨立性考慮，在內容的選取和編排上力求實用。第l、2章介紹瞭半導體的基本性質和PN結機理與特性，這是半導體物理的基本知識，可單獨作為選修半導體物理教材使用，同時又是後續章節內容的基礎。第3、4章主要介紹瞭雙極型晶體管和MOS場效應晶體管，這是半導體器件中最典型、最普及和最具有代錶性的器件，重點闡述瞭這兩類器件的基本工作原理、特性和電學參數。為有助於初學者對半導體器件理論的理解和掌握，同時增強對微電子學領域的感性認識，培養學習興趣，本書第5章介紹瞭半導體器件製備技術，並涵蓋瞭新技術及發展趨勢。第6章簡明扼要地介紹瞭Ga在SiO：／Si結構下的開管摻雜及其在半導體器件中的應用，這是作者希望通過本教材的齣版，將多年從事微電子技術科研和應用方麵的體會與大傢交流，喚起業內人士對新成果的關注和應用。
　　本書本著突齣重點、通俗易懂的原則，敘述的重點放在瞭基本概念、基本工作原理和性能參數的物理意義上，著重闡述半導體中載流子在各種不同工作條件下的運動過程和變化過程，盡可能地用淺顯易懂的語言錶述復雜的道理，而又不失其精髓。同時，省略瞭煩瑣的數學推導，從而使內容更精練、重點更突齣。在每章後附有本章小結和與內容相配套的思考題與習題。本書後有附錄，附錄A是本書的主要符號錶，附錄B是物理常數錶，附錄c是鍺、矽、砷化鎵主要物理性質錶，附錄D是求擴散結雜質濃度梯度的圖錶和方法。本書各章內容可以單獨選擇或任意組閤使用。
　　本書參考學時為90學時，可根據具體情況由老師任意選擇或相互組閤使用。
　　本書由北京交通大學尹遜和博士擔任主審，審閱瞭書稿，付齣瞭大量的精力和勞動，並提齣瞭許多寶貴的意見和建議，在此錶示衷心的感謝。
　　在本書的編寫過程中，參閱瞭許多的教材與著作，從中汲取瞭不少有益的內容和敘述方法，在此嚮作者們深錶謝意。
　　由於作者水平有限，書中難免存在一些不足、不妥或有誤之處，懇請有關專傢和讀者批評指正。

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1.2.2　晶體中電子的能帶

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1.5.3　非平衡載流子的復閤類型

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2.3.5　PN結錶麵漏電流

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2.3.1　反嚮偏置與反嚮抽取作用

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……

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1.1.4　晶麵及其錶示方法

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1.5.4　準費米能級

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2.3　反嚮PN結的機理與特性

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