半导体器件物理PDF电子书下载

1 热平衡p-n结 1

第一章 p-n结物理基础 1

2 p-n结空间电荷区 5

1.耗尽层近似 5

2.突变结近似和线性缓变结近似 5

3.突变结的耗尽层 7

4.线性缓变结的耗尽层 11

3 p-n结势垒电容 16

1.超突变结变容二级管 31

4 p-n结电流--电压特性 34

2.p-n结C-V特性的应用 34

1.理想的p-n结电流--电压特性 36

2.理想的p-n结电流--电压特性与实验的偏离 45

3.势垒区产生--复过程对p-n结电流--电压特性的影响 48

4.大注入理论 53

5.载流子贮存和瞬态特性 57

5 p-n结击穿 65

1.p-n结击穿的物理机构 66

2.雪崩击穿理论 73

1 晶体管的放大作用 91

1.晶体管的结构 91

第二章 晶体管原理 91

2.晶体管的电流传输 95

3.晶体管直流短路电流放大系数 97

2 晶体管的静态特性 99

1.晶体管电流-电压特性 99

2.晶体管直流短路电流放大系数a0与晶体管材料参数及结构参数的关系 106

3.发射结空间电荷区复合和基区表面复合对晶体管直流短路电流放大系数的影响 108

4.晶体管直流特性曲线 110

3 晶体管的直流参数 115

2.晶体管的击穿电压参数 119

4 晶体管的低频小信号特性 130

1.晶体管低频小信号方程式和等效电路 131

2.基区宽度调变效应对晶体管特性的影响 135

第三章 晶体管的频率特性 141

1 晶体管交流短路电流放大系数与频率的关系 141

1.晶体管交流短路电流放大系数的截止频率和特征频率 141

2.β随频率变化的物理原因 143

3.电流放大系数的频率关系 153

2 漂移晶体管 155

1.缓变杂质分布基区的自建电场 156

2.漂移晶体管中载流子的输运 158

3 截止频率和特征频率 164

3.漂移晶体管共发射极电流放大系数 164

1.基区输运因子和基区截止频率 165

1.反向截止电流 166

2.α截止频率fα 173

3.β截止频率fβ 175

4.特征频率fT 177

4 晶体管的功率增益和最高振荡频率 179

1.晶体管高频等效电路 179

2.晶体管的功率增益和高频优值 181

5 基极电阻 186

3.晶体管的最高振荡频率 186

6 晶体管的噪声特性 190

1.晶体管的噪声源 190

2.晶体管的噪声系数 193

3.高频晶体管的噪声系数 194

第四章 晶体管的功率特性 202

1 晶体管大注入工作对短路电流放大系数的影响 202

1.β0与Ic的关系 202

2.大注入对基区输运因子η的影响 205

3.大注入对发射效率γ的影响 206

4.大注入情况下，晶体管短路电流放大系数β0 207

1.fT与Ic的关系 208

2 晶体管大注入对特征频率fT的影响 208

2.基区扩展效应 209

3.基区扩展效应对晶体管特征频率fT的影响 215

3 发射极电流集边效应 218

4 晶体管发射极单位周长的电流容量 224

5 晶体管的最大耗散功率 226

1.耗散功率 226

2.晶体管的热阻 228

3.晶体管最大耗散功率 232

6 晶体管的二次击穿 233

1.二次击穿 233

2.二次击穿的物理机构 235

3.防止二次击穿发生的措施 237

4.安全工作区(SOA) 240

第五章 晶体管的开关特性 243

1 晶体管的开关作用与工作状态 243

2 晶体管的饱和态和截止态 246

1.晶体管的饱和态 246

2.晶体管的截止态 248

3 Ebers-Moll模型 249

1.Ebers-Moll模型方程式 249

2.晶体管的工作状态 253

1.晶体管的输入正向压降VcES 255

4 晶体管的输入正向压降和饱和压降 255

2.饱和压降VcES 256

3.高反压功率平面晶体管的饱和压降 257

5 晶体管的开关时间 264

1.延迟过程和延迟时间td 265

2.上升过程和上升时间tr 267

3.超量贮存电荷的消失过程和贮存时间ts 271

4.下降过程和下降时间tl 276

5.晶体管的开关时间 277

6.提高晶体管开关速度的途径 278

1.表面空间电荷层的形成、费米势和表面势 284

1 Si-SiO2系统的硅表面空间电荷层的性质 284

第六章 表面物理基础 284

2.表面空间电荷层的电场、电荷和电容 287

3.表面空间电荷层的五种状态 292

4.表面迁移率 309

2 理想的MOS结构电容和C-V特性 314

1.理想的MOS结构的电容--电压特性 314

2.理想的MOS结构C-V的频率特性 322

3 实际的MOS结构电容的C-V特性--功函数绝缘层中电荷和界面陷阱电荷对C-V特性的影响 328

1.功函数差对MOS结构的C-V特性的影响 329

2.绝缘层中电荷对C-V特性的影响 338

3.界面陷阱电荷对C-V特性的影响 345

4 Si-SiO2系统中的电荷和陷阱 349

1.SiO2层中的可动离子电荷 350

2.SiO2层中固定氧化物电荷 353

3.SiO2层中的陷阱电荷 356

4.界面陷阱电荷 358

5 非平衡状态下表面空间电荷层的特性 365

6 表面对p-n结特性的影响 370

1.表面空间电荷层对产生--复合电流的影响 370

2.沟道效应 371

3.沟道效应对p-n结特性的影响 374

第七章 MOS场效应晶体管 381

1 MOS场效应晶体管的工作原理和种类 383

1.MOSFET的工作原理 383

2.MOSFET的种类 385

2 MOSFET的伏安--特性 388

1.输出特性和转移特性 388

2.MOSFET的伏--安特性方程的推导 392

3.饱和区的输出特性不饱和性的分析 397

3 MOSFET的开启电压(阈电压) 402

1.开启电压公式 402

2.影响开启电压的因素 407

1.沟道电导 417

4 MOSFET的直流参数 417

2.漏源饱和电流 418

3.漏源击穿电压 418

4.栅源击穿电压 420

5 MOSFET的交流小讯号参数及其等效电路频率特性 422

1.跨导 422

2.漏--源输出电导 425

3.MOSFET频率特性 426

第八章 半导体光电器件 435

1.发光过程的激发 438

1 发光过程中的激发与复合 438

2.发光过程中的复合 439

2 辐射复合与无辐射复合 442

1.带间复合 443

2.浅能级与能带间的复合 444

3.施主--受主间复合 446

4.激子复合 447

5.等电子陷阱 448

6.无辐射复合 452

3 发光二极管 455

1.发光材料 455

2.发光二极管的结构 464

3.发光二极管的特性参数 467

4 p-n结光生伏特效应 475

1.p-n结光生伏特的物理过程 475

2.光照下理想的p-n结I-V特性 477

5 太阳电池的结构与特性 479

1.太阳电池的结构 479

2.太阳辐射与大气质量 480

3.光电转换效率 482

4.光谱响应 486

5.辐照效应 488

1.非晶态半导体薄膜高效率光电转换的条件 491

6 非晶态硅(a-Si)太阳电池 491

2.非晶态半导体硅太阳电池的结构 493

7 光电二极管 497

1.光电二极管的工作原理 497

2.光谱响应 499

3.响应时间 507

4.光电二极管的噪声特性 509

5.雪崩光电二极管 512

附录Ⅰ常用的物理常数表 515

附录Ⅱ几种半导体和二氧化硅的性质 516