电子材料与器件原理 下 应用篇PDF电子书下载

第5章 半导体 309

5.1 本征半导体 309

5.1.1 硅晶体与能带图 309

5.1.2 电子与空穴 311

5.1.3 半导体的电导 313

5.1.4 电子与空穴的浓度 314

5.2 非本征半导体 320

5.2.1 n型掺杂 320

5.2.2 p型掺杂 322

5.2.3 补偿掺杂 324

5.3 电导率与温度的关系 327

5.3.1 载流子浓度与温度的关系 327

5.3.2 漂移迁移率及其与温度和杂质的关系 331

5.3.3 电导率与温度的关系 334

5.3.4 简并半导体与非简并半导体 335

5.4 复合与少数载流子注入 336

5.4.1 直接复合与间接复合 336

5.4.2 少数载流子寿命 338

5.5 扩散方程、电导方程与无规则运动 343

5.6 连续方程 348

5.6.1 与时间有关的连续方程 348

5.6.2 稳态连续方程 349

5.7 光吸收 352

5.8 压阻性 355

5.9 肖特基结 357

5.9.1 肖特基二极管 357

5.9.2 肖特基太阳能电池 361

5.10 欧姆接触与热电制冷机 364

附加的专题 368

5.11 直接带隙与间接带隙的半导体 368

5.12 间接复合 375

5.13 非晶态半导体 375

术语解释 378

习题 381

第6章 半导体器件 393

6.1 理想pn结 393

6.1.1 无偏压：开路 393

6.1.2 正偏：扩散电流 397

6.1.3 正偏：复合和总电流 402

6.1.4 反向偏压 403

6.2 pn结能带图 407

6.2.1 开路 407

6.2.2 正偏和反偏 409

6.3 pn结的耗尽层电容 411

6.4 扩散（存储）电容和动态电阻 412

6.5 反向击穿：雪崩击穿和齐纳击穿 414

6.5.1 雪崩击穿 415

6.5.2 齐纳击穿 416

6.6 双极晶体管 418

6.6.1 共基极直流特性 418

6.6.2 共基极放大器 424

6.6.3 共射极直流特性 426

6.6.4 低频小信号模型 427

6.7 结型场效应晶体管 430

6.7.1 基本原理 430

6.7.2 JFET放大器 435

6.8 金属氧化物半导体场效应晶体管 438

6.8.1 场效应和反型 438

6.8.2 增强型MOSFET 440

6.8.3 阈值电压 443

6.8.4 离子注入MOS晶体管和多晶硅栅 445

6.9 光发射二极管 447

6.9.1 LED原理 447

6.9.2 异质结高亮度LED 450

6.9.3 LED特性 451

6.10 太阳能电池 453

6.10.1 光伏器件原理 453

6.10.2 串联和分流电阻 460

6.10.3 太阳能电池材料、器件和效率 461

附加的专题 464

6.11 pin二极管、光电二极管和太阳能电池 464

6.12 半导体光放大器和激光器 466

术语解释 469

习题 471

第7章 电介质材料和绝缘 481

7.1 物质极化和相对电容率 481

7.1.1 相对电容率：定义 481

7.1.2 电偶极矩和电子极化 482

7.1.3 极化矢量P 485

7.1.4 局域场和克劳休斯-莫索提方程 488

7.2 电子极化：共价固体 489

7.3 极化机制 490

7.3.1 离子极化 490

7.3.2 偶极取向极化 491

7.3.3 界面极化 493

7.3.4 总极化 494

7.4 频率依赖性：介电常数和介电损耗 495

7.4.1 介电损耗 495

7.4.2 德拜方程、科尔-科尔图和串联等效电路 501

7.5 高斯定律和边界条件 504

7.6 击穿场强和绝缘击穿 508

7.6.1 击穿场强：定义 508

7.6.2 电介质击穿和局部放电：气体 509

7.6.3 电介质击穿：液体 510

7.6.4 电介质击穿：固体 510

7.7 用于电容器的电介质材料 516

7.7.1 常用电容器结构 516

7.7.2 电介质：比较 519

7.8 压电性、铁电性和热释电性 522

7.8.1 压电性 522

7.8.2 压电性：石英谐振器和滤波器 526

7.8.3 铁电和热释电晶体 529

附加的专题 533

7.9 电位移和去极化电场 533

7.10 局域电场和洛伦兹方程 537

7.11 偶极子极化 539

7.12 离子极化和介电响应 540

7.13 复合电介质和非均匀电介质 544

术语解释 545

习题 549

第8章 磁性和超导性 561

8.1 物质的磁化 561

8.1.1 磁偶极矩 561

8.1.2 原子磁矩 562

8.1.3 磁化矢量M 563

8.1.4 磁化场或磁场强度H 565

8.1.5 磁导率与磁化率 565

8.2 磁性材料分类 569

8.2.1 抗磁性 569

8.2.2 顺磁性 570

8.2.3 铁磁性 571

8.2.4 反铁磁性 571

8.2.5 亚铁磁性 572

8.3 铁磁性起源和交换相互作用 572

8.4 饱和磁化与居里温度 575

8.5 磁畴：铁磁材料 576

8.5.1 磁畴 576

8.5.2 磁晶各向异性 577

8.5.3 畴壁 579

8.5.4 磁致伸缩 581

8.5.5 畴壁运动 582

8.5.6 多晶材料及其M-H特性 583

8.5.7 去磁 586

8.6 软磁与硬磁材料 587

8.6.1 定义 587

8.6.2 初始和最大磁导率 588

8.7 软磁材料：例子和应用 589

8.8 硬磁材料：例子和应用 591

8.9 超导性 595

8.9.1 零电阻与迈斯纳效应 595

8.9.2 Ⅰ类和Ⅱ类超导体 598

8.9.3 临界电流密度 601

8.10 超导性的起源 603

附加的专题 604

8.11 能带图与磁性 604

8.11.1 泡利自旋顺磁性 604

8.11.2 铁磁性的能带模型 605

8.12 各向异性磁阻效应与巨磁阻效应 607

8.13 磁存储材料 610

8.14 约瑟夫森效应 616

8.15 磁通量子化 617

术语解释 618

习题 622

第9章 材料的光学特性 631

9.1 均匀介质中的光波 631

9.2 折射率 633

9.3 色散：波长和折射率关系 635

9.4 群速度和群折射率 639

9.5 磁场：辐射和坡印廷矢量 641

9.6 斯涅耳定律和全内反射 642

9.7 菲涅耳方程 646

9.7.1 振幅反射和透射系数 646

9.7.2 强度、反射系数和透射系数 650

9.8 复折射率和光吸收 654

9.9 晶格吸收 659

9.10 带-带吸收 660

9.11 介质的光散射 663

9.12 光纤中的衰减 664

9.13 发光、磷光体和白光LED 665

9.14 偏振 669

9.15 光学各向异性 671

9.15.1 单轴晶体和菲涅耳光率体 672

9.15.2 方解石的双折射 675

9.15.3 二向色性 675

9.16 双折射延迟片 675

9.17 旋光效应和圆偏振双折射 677

附加的专题 679

9.18 电光效应 679

术语解释 682

习题 685

附录A 布喇格衍射定律与X射线衍射 689

附录B 通量、光通量和辐射亮度 694

附录C 主要符号和缩写 696

附录D 元素特性（氢至铀） 704

附录E 一些常数和有用的资料 707