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目录 1

第一章 绪论 1

1.1 大功率晶体管和电子设备小型化 1

1.2 日益开拓的大功率晶体管应用领域 2

1.3 从小功率晶体管到大功率晶体管体现了量变到质 4

变的规律 4

1.4 大功率晶体管的工作特点和性能要求 6

第二章 大功率晶体管的热阻和极限工作温度 9

2.1 大功率晶体管的极限工作温度、最高结温度和 9

最高储存温度 9

2.2 影响晶体管Tc和Tfm的一些因素 12

2.3 大功率晶体管的散热机构 14

2.4 大功率晶体管的热阻分析 18

2.5 大功率晶体管热阻的计算 20

2.6 降低大功率晶体管热阻的途径 27

第三章 大功率晶体管的饱和电阻和饱和压降 34

3.1 晶体管的饱和工作状态和饱和电阻 34

3.2 饱和电阻和饱和压降 35

3.3 减小饱和电阻和降低饱和压降的意义 37

3.4 饱和压降各分量的分析 40

3.5 饱和压降的计算 44

3.6 集电极电导调制效应对饱和压降的影响 49

3.7 电流集中效应对饱和压降的影响 51

3.8 基极电阻（rbb）对饱和压降的影响 53

第四章 增大大功率晶体管的工作电流 56

4.1 增大工作电流的必要性 56

4.2 限制大功率晶体管工作电流的一些因素 57

4.3 工作在小电流和中等电流值时晶体管的放大性能 60

4.4 大电流下发生的基区电导调制效应 63

4.5 大电流下基区增宽效应 66

4.6 大电流下产生的加速场效应 68

4.7 提高电流容量的首要前提——增大结（电极）面积 70

4.8 发射极电流集中现象和基极电阻自偏压效应 71

4.9 提高发射极周界长度对结面积的比值 76

4.10 简短的评述和结论 78

第五章 提高大功率晶体管的工作电压 82

5.1 提高晶体管耐压的重要性 83

5.2 晶体管的极限工作电压、结击穿电压和最高工作 84

电压的涵义 84

5.3 大功率晶体管的电击穿 86

5.4 突变结和缓变结的雪崩击穿电压的计算 89

5.5 表面效应对晶体管击穿电压的影响 94

5.6 集电极-发射极击穿电压BVCEO的计算 96

5.7 综合的论述 99

6.1 原理概述 103

第六章 大功率合金管的设计 103

6.2 大功率合金管电极结构的演进 106

6.3 发射极电极宽度和周界长度的计算 110

6.4 大功率合金管电流放大系数的分析 114

6.5 电极和晶片面积的确定 117

6.6 大功率合金管截止频率的计算 123

6.7 合金管击穿电压与穿通电压的统一考虑，晶片电阻率 125

的选取 125

6.8 合金管基极电阻的计算和设计考虑 128

6.9 大功率合金管设计实例 131

7.1 两种类型的合金相图 140

第七章 大功率合金管的制作 140

7.2 杂质溶解度与分凝系数 143

7.3 大功率合金管电极材料的选择 146

7.4 关于制造平坦、均匀大面积合金p-n结的一些问题 151

7.5 合金温度的确定 157

7.6 基区宽度和合金深度的控制和计算 160

7.7 简短的评述 167

第八章 p-n-p型、n-P-n型大功率合金管和高压大功率 169

合金管的制造 169

8.1 锗P-n-p型大功率合金管 169

8.2 锗n-P-n型大功率合金管 173

8.3 硅p-n-P型大功率合金管 175

8.4 硅n-P-n型大功率合金管 176

8.5 制作高压大功率合金管的困难 179

8.6 高压大功率合金管的结构改进 182

8.7 大功率合金管的综合评述 184

第九章 大功率合金扩散管的设计与制作 187

9.1 原理和结构概述 187

9.2 电极材料的选择 190

9.3 电极中各种材料分量的确定、发射区和基区杂质 193

浓度的计算 193

9.4 基区宽度的计算和控制 198

9.5 截止频率的计算 201

9.6 发射极周长和发射极电流密度的计算 204

9.7 击穿电压的计算 206

9.8 硅大功率合金扩散管的制作 209

9.9 大功率合金扩散管评述 213

第十章 大功率平面管的设计 217

10.1 大功率平面管结构概述 218

10.2 大功率平面管主要设计指标的分析 221

10.3 发射结、集电结结深和基区宽度的设计考虑和选取 227

10.4 基区和发射区表面浓度的选择和计算 231

10.5 集电极击穿电压的计算 249

10.6 集电区（外延层）电阻率和厚度的选定 251

10.7 集电结电容的计算 261

10.8 发射极和集电极面积的计算 262

10.9 基极电阻的计算和发射极总周长的确定 264

10.10 发射结电容的计算 269

10.11 发射极击穿电压的计算 272

10.12 电极条长度的计算 273

10.13 截止频率和功率增益的计算 276

10.14 大功率平面管设计实例 281

10.15 简短的评述 292

第十一章 大功率平面管的制作 294

11.1 杂质在晶体中的扩散 294

11.2 扩散系数的计算 299

11.3 扩散结深的计算 305

11.4 常用的一些扩散杂质源 308

11.5 提高扩散质量的途径 313

11.6 单晶材料质量、外延材料质量和重金属杂质对器件质量和成品率的影响 317

11.7 制作环境对制管成品率的影响 329

11.8 有关p-n-p型大功率平面管制作中的一些问题 339

11.9 简短的评述——制作大功率平面管的困难 342

第十二章 大电流功率晶体管 345

12.1 合金管和平面管在增大电流方面存在的局限性 345

12.2 一重扩散大电流功率管 349

12.3 一重扩散晶体管结构和工艺的改进 354

12.4 制作一重扩散（双面扩散）大电流功率管的主要困难 357

12.5 三重扩散大电流功率晶体管 359

12.6 大电流功率管的综合评述 363

第十三章 高压功率晶体管 366

13.1 提高晶体管耐压的途径 366

13.2 制作高压平面管的主要困难 368

13.3 高压和超高压大功率平面管 374

13.4 高压和超高压平面-台面管 378

13.5 反外延结构高压功率晶体管 383

13.6 高压功率管的简短评述 386

14.1 高频功率晶体管的性能特点和设计改变 389

第十四章 高频（微波）功率晶体管的设计考虑 389

14.2 高频功率晶体管的主要设计指标 396

14.3 温度对高频功率晶体管特性和可靠性的影响 401

14.4 寄生参量对高频功率晶体管性能的影响 405

14.5 高频功率晶体管频率特性分析 407

14.6 高频功率晶体管最基本的结构要求 409

14.7 高频功率晶体管的三种基本结构形式 412

14.8 多子器件结构高频功率晶体管 421

第十五章 高频功率晶体管制作中的一些特殊性问题 427

15.1 离子掺杂技术 427

15.2 发射极陷落效应（EDE）及其克服方法 432

15.3 砷扩散技术 435

15.4 高频功率晶体管的金属化电极结构 438

第十六章 大功率晶体管的管壳结构和封装 445

16.1 大功率晶体管的管壳要求 445

16.2 中、低频大功率晶体管的管壳结构 446

16.3 大电流晶体管的管壳结构 450

16.4 管壳的封接 453

16.5 高频功率晶体管管壳的特殊要求 455

16.6 高频功率晶体管的管壳结构形式 457

第十七章 大功率晶体管的热稳定性 466

17.1 晶体管的热稳定性 466

17.2 晶体管的前向压降VBES与温度的关系 468

17.3 晶体管放大系数随温度的变化 470

17.4 集电极反向电流随温度的变化 472

17.5 温度对集电极电流的影响 478

17.6 提高大功率晶体管热稳定性的途径 483

17.7 简短的评述 485

第十八章 大功率晶体管的机械应力和结构牢固性 488

18.1 危险的机械应力 488

18.2 大功率晶体管内机械应力的分析 490

18.3 减小应力和提高大功率晶体管机械性能的一些方法 492

18.4 减小应力的有效方法——引入补偿垫片 496

18.5 补偿垫片的制作工艺 499

18.6 简短的评述 500

19.1 半导体器件可靠性和稳定性的涵义 503

第十九章 提高大功率晶体管的可靠性和稳定性 503

19.2 大功率晶体管稳定性和可靠性的重要意义 504

19.3 大功率晶体管的安全工作区 505

19.4 二次击穿现象 508

19.5 二次击穿发生机理 513

19.6 二次击穿的检测 514

19.7 提高大功率晶体管耐二次击穿能力的一些措施 516

19.8 高频功率管金属化电极的可靠性 520

第二十章 大功率晶体管的明天 525

20.1 晶体管的电压-频率关系 526

20.2 大电流和大功率晶体管的发展前景 528

20.3 微波功率晶体管展望 532

附录 536

一 常用物理常数 536

二 锗和硅的重要性质 537

三 锗和硅的杂质浓度与材料电阻率的关系 538

四 半导体工业中常用合金系统的低共融点和组元含量 538

五 一些金属（或合金）和元素的理化性质 540

六 常用数学常数和十进制单位符号 541

七 常用单位的换算 542

八 误差函数与余误差函数表［290］ 544

参考文献 548