定 價：40 元
叢書名：全國高等院校"+互聯(lián)網(wǎng)"系列精品教材
- 作者：徐振邦 主編
- 出版時間：2017/8/1
- ISBN：9787121317903
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TN303;O47
- 頁碼：248
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
本書根據(jù)教育部新的課程改革要求，在已取得多項(xiàng)教學(xué)改革成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行編寫。內(nèi)容主要包括半導(dǎo)體物理和晶體管原理兩部分，其中，第1章介紹半導(dǎo)體材料特性，第2～3章系統(tǒng)闡述PN結(jié)和雙極型晶體管，第4～5章系統(tǒng)闡述半導(dǎo)體表面特性和MOS型晶體管，第6章介紹其他幾種常用的半導(dǎo)體器件。全書結(jié)合高等職業(yè)院校的教學(xué)特點(diǎn)，側(cè)重于物理概念與物理過程的描述，并在各章節(jié)設(shè)有操作實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，適當(dāng)配置工藝和版圖方面的知識，以方便開展教學(xué)。本書為高等職業(yè)本�？圃盒Ｏ鄳�(yīng)課程的教材，也可作為開放大學(xué)、成人教育、自學(xué)考試、中職學(xué)校、培訓(xùn)班的教材，以及半導(dǎo)體行業(yè)工程技術(shù)人員的參考書。本書提供免費(fèi)的電子教學(xué)課件、習(xí)題參考答案等資源，相關(guān)介紹詳見前言。
近幾年，我國集成電路產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，已經(jīng)形成了IC設(shè)計、制造、封裝、測試及支撐配套業(yè)等較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈格局，成為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。同時，適合集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高技能應(yīng)用型人才相對匱乏，產(chǎn)業(yè)技能人才的需求十分緊迫。目前，不少高職院校設(shè)置了半導(dǎo)體器件物理等核心課程，但實(shí)操性強(qiáng)且適合高職院校學(xué)生的教材較少�，F(xiàn)有成熟教材的特點(diǎn)是基礎(chǔ)知識點(diǎn)的理論性強(qiáng)、數(shù)學(xué)推導(dǎo)繁雜、內(nèi)容覆蓋面太廣，不利于技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)。
本書根據(jù)教育部新的課程改革要求，在已取得多項(xiàng)教學(xué)改革成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行編寫。本書為江蘇高校微電子技術(shù)品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目成果（編號PPZY2015B190）。全書結(jié)合高等職業(yè)院校的教學(xué)特點(diǎn)，側(cè)重于物理概念與物理過程的描述，內(nèi)容敘述力求重點(diǎn)突出、條理分明、深入淺出、圖文并茂，簡化數(shù)學(xué)推導(dǎo)，并在各章節(jié)設(shè)有操作實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，適當(dāng)配置工藝和版圖方面的知識，以方便開展教學(xué)。
本書內(nèi)容主要包括半導(dǎo)體物理和晶體管原理兩部分，其中，第1章介紹半導(dǎo)體材料特性，第2～3章系統(tǒng)闡述PN結(jié)和雙極型晶體管，第4～5章系統(tǒng)闡述半導(dǎo)體表面特性和MOS型晶體管，第6章介紹其他幾種常用的半導(dǎo)體器件。本課程的參考學(xué)時為68～96學(xué)時，各校可根據(jù)不同的教學(xué)環(huán)境和專業(yè)要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?nèi)容取舍與安排。
本書由江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院徐振邦副教授擔(dān)任主編，陸建恩擔(dān)任副主編。具體編寫分工為：第1～3章和第6.4、6.5節(jié)由徐振邦編寫，第4～5章和第6.7節(jié)由陸建恩編寫，第6.1、6.2、6.3、6.6節(jié)和各章所有的仿真實(shí)驗(yàn)由黃瑋編寫，書中的操作實(shí)驗(yàn)由袁琦睦編寫并繪制了部分插圖。全書由江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院孫萍教授主審。
本書在編寫過程中參考了一些優(yōu)秀的著作和資料，汲取了其中的部分精華內(nèi)容，另外還得到了電子工業(yè)出版社的大力支持，在此一并表示誠摯的謝意。
由于作者水平有限，書中難免存在錯漏之處，懇請專家和讀者批評指正。
本書配有免費(fèi)的電子教學(xué)課件與習(xí)題參考答案等資源，請有此需要的教師登錄華信教育資源網(wǎng)（http：//www.hxedu.com.cn）免費(fèi)注冊后再進(jìn)行下載。直接掃一掃書中的二維碼可閱覽更多的立體化教學(xué)資源。如有問題請在網(wǎng)站留言或與電子工業(yè)出版社聯(lián)系（E-mail：hxedu@phei.com.cn）。
編者
徐振邦 副教授，畢業(yè)于南京大學(xué)應(yīng)用物理專業(yè)，已在江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電信學(xué)院從事多年的電子類專業(yè)課程的教學(xué)與研究工作，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富。
目 錄
第1章 半導(dǎo)體特性1
1.1 半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)2
1.1.1 晶體的結(jié)構(gòu)2
1.1.2 晶面與晶向3
1.2 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)4
1.2.1 能級與能帶4
1.2.2 本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)制7
1.3 雜質(zhì)與缺陷8
1.3.1 雜質(zhì)與雜質(zhì)能級8
1.3.2 缺陷與缺陷能級11
實(shí)驗(yàn)1 晶體缺陷的觀測12
1.4 熱平衡載流子13
1.4.1 費(fèi)米能級與載流子濃度14
1.4.2 本征半導(dǎo)體的載流子濃度17
1.4.3 雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度18
1.5 非平衡載流子19
1.5.1 非平衡載流子的注入19
1.5.2 非平衡載流子的復(fù)合20
實(shí)驗(yàn)2 高頻光電導(dǎo)衰減法測量硅中少子壽命21
1.5.3 復(fù)合機(jī)制24
1.6 載流子的運(yùn)動25
1.6.1 載流子的漂移運(yùn)動與遷移率26
1.6.2 載流子的擴(kuò)散運(yùn)動與愛因斯坦關(guān)系29
知識梳理與總結(jié)33
思考題與習(xí)題135
第2章 PN結(jié)36
2.1 平衡PN結(jié)37
2.1.1 PN結(jié)的形成與雜質(zhì)分布37
2.1.2 PN結(jié)的能帶圖38
2.1.3 PN結(jié)的接觸電勢差與載流子分布39
2.2 PN結(jié)的直流特性41
2.2.1 PN結(jié)的正向特性41
2.2.2 PN結(jié)的反向特性45
實(shí)驗(yàn)3 PN結(jié)伏安特性與溫度效應(yīng)46
2.2.3 影響PN結(jié)伏安特性的因素47
2.3 PN結(jié)電容49
2.3.1 PN結(jié)電容的成因及影響49
2.3.2 突變結(jié)的勢壘電容50
實(shí)驗(yàn)4 PN結(jié)勢壘電容的測量53
2.3.3 擴(kuò)散電容54
2.4 PN結(jié)的擊穿特性55
2.4.1 擊穿機(jī)理55
2.4.2 雪崩擊穿電壓57
2.4.3 影響雪崩擊穿電壓的因素58
2.5 PN結(jié)的開關(guān)特性60
2.5.1 PN結(jié)的開關(guān)作用60
2.5.2 PN結(jié)的反向恢復(fù)時間61
知識梳理與總結(jié)63
思考題與習(xí)題263
第3章 雙極晶體管及其特性65
3.1 晶體管結(jié)構(gòu)與工作原理66
3.1.1 晶體管的基本結(jié)構(gòu)與雜質(zhì)分布66
3.1.2 晶體管的電流傳輸68
3.1.3 晶體管的直流電流放大系數(shù)70
3.2 晶體管的直流特性75
3.2.1 晶體管的伏安特性曲線75
仿真實(shí)驗(yàn)1 共發(fā)射極晶體管伏安特性仿真76
實(shí)驗(yàn)5 半導(dǎo)體管特性圖示儀測試晶體管的特性曲線80
3.2.2 晶體管的反向電流81
3.2.3 晶體管的擊穿電壓82
仿真實(shí)驗(yàn)2 BVCEO仿真83
實(shí)驗(yàn)6 晶體管直流參數(shù)測量85
3.2.4 晶體管的穿通電壓87
3.3 晶體管的頻率特性87
3.3.1 晶體管頻率特性和高頻等效電路88
3.3.2 高頻時晶體管電流放大系數(shù)下降的原因89
3.3.3 晶體管的電流放大系數(shù)92
3.3.4 晶體管的極限頻率參數(shù)93
3.4 晶體管的功率特性96
3.4.1 大電流工作時產(chǎn)生的三個效應(yīng)96
3.4.2 晶體管的最大耗散功率和熱阻100
3.4.3 功率晶體管的安全工作區(qū)101
3.5 晶體管的開關(guān)特性103
3.5.1 晶體管的開關(guān)作用103
3.5.2 開關(guān)晶體管的工作狀態(tài)103
3.5.3 晶體管的開關(guān)過程105
3.5.4 提高晶體管開關(guān)速度的途徑108
3.6 晶體管的版圖和工藝流程109
3.6.1 晶體管的圖形結(jié)構(gòu)109
3.6.2 雙極晶體管的工藝流程111
知識梳理與總結(jié)113
思考題與習(xí)題3114
第4章 半導(dǎo)體的表面特性116
4.1 半導(dǎo)體表面與Si-SiO2系統(tǒng)117
4.1.1 理想的半導(dǎo)體表面117
4.1.2 Si-SiO2系統(tǒng)及其特性118
4.1.3 半導(dǎo)體制造工藝中對表面的處理清洗與鈍化121
4.2 表面空間電荷區(qū)與表面勢122
4.2.1 表面空間電荷區(qū)122
4.2.2 表面勢?S125
4.3 MOS結(jié)構(gòu)的閾值電壓127
4.3.1 理想MOS結(jié)構(gòu)的閾值電壓127
4.3.2 實(shí)際MOS結(jié)構(gòu)的閾值電壓129
4.3.3 MOS結(jié)構(gòu)的應(yīng)用電荷耦合器件133
4.4 MOS結(jié)構(gòu)的C-V特性136
4.4.1 集成化電容的選擇MOS電容136
4.4.2 理想MOS電容的C-V特性136
4.4.3 實(shí)際MOS電容的C-V特性139
實(shí)驗(yàn)7 MOS電容的測量141
4.5 金屬與半導(dǎo)體接觸143
4.5.1 金屬?半導(dǎo)體接觸143
4.5.2 肖特基勢壘與整流接觸144
4.5.3 歐姆接觸146
4.5.4 金屬?半導(dǎo)體接觸的應(yīng)用肖特基勢壘二極管（SBD）147
實(shí)驗(yàn)8 SBD（肖特基）二極管伏安特性的測量148
知識梳理與總結(jié)149
思考題與習(xí)題4150
第5章 MOS型場效應(yīng)晶體管151
5.1 MOS型晶體管的結(jié)構(gòu)與分類152
5.1.1 MOS型晶體管的結(jié)構(gòu)與工作原理152
5.1.2 MOS型晶體管的分類155
5.1.3 MOS型晶體管的基本特征156
5.1.4 集成MOS型晶體管與分立器件MOS型晶體管的異同157
5.2 MOS型晶體管的閾值電壓158
5.2.1 MOS型晶體管閾值電壓的定義158
5.2.2 理想情況下MOS型晶體管閾值電壓的表達(dá)式158
5.2.3 影響MOS型晶體管閾值電壓的各種因素159
仿真實(shí)驗(yàn)3 MOS型晶體管閾值電壓仿真163
實(shí)驗(yàn)9 MOS型晶體管閾值電壓VT的測量167
5.3 MOS型晶體管的輸出伏安特性與直流參數(shù)169
5.3.1 MOS型晶體管的輸出伏安特性169
5.3.2 MOS型晶體管的輸出伏安特性方程172
5.3.3 影響MOS型晶體管輸出伏安特性的一些因素175
仿真實(shí)驗(yàn)4 MOS型晶體管輸出伏安特性曲線仿真176
實(shí)驗(yàn)10 MOS型晶體管輸出伏安特性曲線的測量181
5.3.4 MOS型晶體管的直流參數(shù)182
5.3.5 MOS型晶體管的溫度特性與柵保護(hù)183
5.4 MOS型晶體管頻率特性與交流小信號參數(shù)185
5.4.1 MOS型晶體管的交流小信號等效電路185
5.4.2 MOS型晶體管的交流小信號參數(shù)186
5.4.3 MOS型晶體管的最高工作頻率fm187
5.4.4 MOS型晶體管開關(guān)189
5.5 MOS型晶體管版圖及其結(jié)構(gòu)特征189
5.5.1 小尺寸集成MOS型晶體管的版圖（橫向結(jié)構(gòu)）189
5.5.2 小尺寸集成MOS型晶體管的剖面結(jié)構(gòu)（縱向結(jié)構(gòu)）192
5.5.3 按比例縮小設(shè)計規(guī)則193
5.6 小尺寸集成MOS型晶體管的幾個效應(yīng)195
5.6.1 短溝道效應(yīng)196
5.6.2 窄溝道效應(yīng)196
5.6.3 熱電子效應(yīng)197
知識梳理與總結(jié)199
思考題與習(xí)題5199
第6章 其他常用半導(dǎo)體器件200
6.1 達(dá)林頓晶體管201
6.2 功率MOS型晶體管202
6.2.1 功率MOS型晶體管的種類203
6.2.2 功率MOS型晶體管的版圖結(jié)構(gòu)與制造工藝204
6.3 絕緣柵雙極晶體管（IGBT）206
6.3.1 IGBT的結(jié)構(gòu)與伏安特性206
6.3.2 IGBT的工作原理207
6.4 發(fā)光二極管（LED）209
6.4.1 LED發(fā)光原理210
6.4.2 LED的結(jié)構(gòu)與種類210
6.4.3 LED的量子效率212
6.5 太陽能電池212
6.5.1 PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)213
6.5.2 太陽能電池的I-V特性和效率213
6.5.3 PERL太陽能電池214
6.5.4 非晶硅太陽能電池214
6.6 結(jié)型場效應(yīng)晶體管（JFET）215
6.6.1 JFET的結(jié)構(gòu)215
6.6.2 JFET的工作原理216
6.6.3 JFET的輸出特性217
6.7 晶閘管218
6.7.1 晶閘管的基本結(jié)構(gòu)和特性218
6.7.2 晶閘管的工作原理219
6.7.3 雙向晶閘管221
知識梳理與總結(jié)222
思考題與習(xí)題6222
附錄A XJ4810型半導(dǎo)體管特性圖示儀面板功能223
附錄B 擴(kuò)散結(jié)電容和勢壘寬度的計算曲線226
附錄C 硅擴(kuò)散層表面雜質(zhì)濃度與擴(kuò)散層平均電導(dǎo)率的關(guān)系曲線228
參考文獻(xiàn)236
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