本書為普通高等教育“十一五”、“十二五”國家級規(guī)劃教材。本書首先介紹半導體器件基本方程。在此基礎上，全面系統(tǒng)地介紹PN結二極管、雙極結型晶體管（BJT）和絕緣柵場效應晶體管（MOSFET）的基本結構、基本原理、工作特性和SPICE模型。本書還介紹了主要包括HEMT和HBT的異質結器件。書中提供大量習題，便于讀者鞏固及加深對所學知識的理解。本書適合作為高等學校電子科學與技術、集成電路設計與集成系統(tǒng)、微電子學等專業(yè)相關課程的教材，也可供其他相關專業(yè)的本科生、研究生和工程技術人員閱讀參考。
陳星弼，電子科技大學，教授，博士生導師，中國科學院院士，主編的《微電子器件》教材，為普通高等教育“十一五”、“十二五”國家級規(guī)劃教材。
第1章半導體物理基礎及基本方程
11半導體晶格
111基本的晶體結構
112晶向和晶面
113原子價鍵
12半導體中的電子狀態(tài)
121原子的能級和晶體的能帶
122半導體中電子的狀態(tài)和能帶
123半導體中電子的運動和有效質量
124導體、半導體和絕緣體
13平衡狀態(tài)下載流子濃度
131費米能級和載流子的統(tǒng)計分布
132本征載流子濃度
133雜質半導體的載流子濃度
134簡并半導體的載流子濃度
14非平衡載流子
141非平衡載流子的注入與復合過程
142非平衡載流子的壽命
143復合理論
15載流子的輸運現(xiàn)象
151載流子的漂移運動及遷移率
152載流子的擴散運動
153愛因斯坦關系
16半導體器件基本方程
161泊松方程
162輸運方程
163連續(xù)性方程
164方程的積分形式
165基本方程的簡化與應用舉例
本章參考文獻
第2章PN結
21PN結的平衡狀態(tài)
211空間電荷區(qū)的形成
212內(nèi)建電場、內(nèi)建電勢與耗盡區(qū)寬度
213能帶圖
214線性緩變結
215耗盡近似和中性近似的適用性
22PN結的直流電流電壓方程
221外加電壓時載流子的運動情況
222勢壘區(qū)兩旁載流子濃度的玻耳茲曼分布
223擴散電流
224勢壘區(qū)產(chǎn)生復合電流
225正向導通電壓
226薄基區(qū)二極管
23準費米能級與大注入效應
231自由能與費米能級
232準費米能級
233大注入效應
24PN結的擊穿
241碰撞電離率和雪崩倍增因子
242雪崩擊穿
243齊納擊穿
244熱擊穿
25PN結的勢壘電容
251勢壘電容的定義
252突變結的勢壘電容
253線性緩變結的勢壘電容
254實際擴散結的勢壘電容
26PN結的交流小信號特性與擴散電容
261交流小信號下的擴散電流
262交流導納與擴散電容
263二極管的交流小信號等效電路
27PN結的開關特性
271PN結的直流開關特性
272PN結的瞬態(tài)開關特性
273反向恢復過程
274存儲時間與下降時間
28SPICE中的二極管模型
習題二
本章參考文獻
第3章雙極結型晶體管
31雙極結型晶體管基礎
311雙極結型晶體管的結構
312偏壓與工作狀態(tài)
313少子濃度分布與能帶圖
314晶體管的放大作用
32均勻基區(qū)晶體管的電流放大系數(shù)
321基區(qū)輸運系數(shù)
322基區(qū)渡越時間
323發(fā)射結注入效率
324電流放大系數(shù)
33緩變基區(qū)晶體管的電流放大系數(shù)
331基區(qū)內(nèi)建電場的形成
332基區(qū)少子電流密度與基區(qū)少子濃度分布
333基區(qū)渡越時間與輸運系數(shù)
334注入效率與電流放大系數(shù)
335小電流時放大系數(shù)的下降
336發(fā)射區(qū)重摻雜的影響
337異質結雙極型晶體管
34雙極結型晶體管的直流電流電壓方程
341集電結短路時的電流
342發(fā)射結短路時的電流
343晶體管的直流電流電壓方程
344晶體管的輸出特性
345基區(qū)寬度調(diào)變效應
35雙極結型晶體管的反向特性
351反向截止電流
352共基極接法中的雪崩擊穿電壓
353共發(fā)射極接法中的雪崩擊穿電壓
354發(fā)射極與基極間接有外電路時的反向電流與擊穿電壓
355發(fā)射結擊穿電壓
356基區(qū)穿通效應
36基極電阻
361方塊電阻
362基極接觸電阻和接觸孔邊緣到工作基區(qū)邊緣的電阻
363工作基區(qū)的電阻和基極接觸區(qū)下的電阻
37雙極結型晶體管的功率特性
371大注入效應
372基區(qū)擴展效應
373發(fā)射結電流集邊效應
374晶體管的熱學性質
375二次擊穿和安全工作區(qū)
38電流放大系數(shù)與頻率的關系
381高頻小信號電流在晶體管中的變化
382基區(qū)輸運系數(shù)與頻率的關系
383高頻小信號電流放大系數(shù)
384晶體管的特征頻率
385影響高頻電流放大系數(shù)與特征頻率的其他因素
39高頻小信號電流電壓方程與等效電路
391小信號的電荷控制模型
392小信號的電荷電壓關系
393高頻小信號電流電壓方程
394小信號等效電路
310功率增益和最高振蕩頻率
3101高頻功率增益與高頻優(yōu)值
3102最高振蕩頻率
3103高頻晶體管的結構
311雙極結型晶體管的開關特性
3111晶體管的靜態(tài)大信號特性
3112晶體管的直流開關特性
3113晶體管的瞬態(tài)開關特性
312SPICE中的雙極晶體管模型
3121埃伯斯-莫爾(EM)模型
3122葛謀-潘(GP)模型
習題三
本章參考文獻
第4章絕緣柵型場效應晶體管
41MOSFET基礎
42MOSFET的閾電壓
421MOS結構的閾電壓
422MOSFET的閾電壓
43MOSFET的直流電流電壓方程
431非飽和區(qū)直流電流電壓方程
432飽和區(qū)的特性
44MOSFET的亞閾區(qū)導電
45MOSFET的直流參數(shù)與溫度特性
451MOSFET的直流參數(shù)
452MOSFET的溫度特性
453MOSFET的擊穿電壓
46MOSFET的小信號參數(shù)、高頻等效電路及頻率特性
461MOSFET的小信號交流參數(shù)
462MOSFET的小信號高頻等效電路
463最高工作頻率和最高振蕩頻率
464溝道渡越時間
47短溝道效應
471小尺寸效應
472遷移率調(diào)制效應
473漏誘生勢壘降低效應
474強電場效應
475表面勢和閾值電壓準二維分析
48體硅MOSFET的發(fā)展方向
481按比例縮小的MOSFET
482雙擴散MOSFET
483深亞微米MOSFET
484應變硅MOSFET
485高K柵介質及金屬柵電極MOSFET
49功率垂直型雙擴散場效應晶體管
491VDMOS器件
492超結VDMOS器件
493常規(guī)VDMOS與超結VDMOS器件的電流電壓關系的比較
410SOI MOSFET
4101SOI MOSFET結構特點
4102SOI MOSFET一維閾值電壓模型
4103SOI MOSFET的電流特性
4104SOI MOSFET的亞閾值斜率
4105短溝道SOI MOSFET的準二維分析
411多柵結構MOSFET與FINFET
4111多柵MOSFET結構
4112多柵結構MOSFET的特征長度
4113雙柵FINFET的亞閾值斜率
4114雙柵FINFET的按比例縮小
4115多柵FINFET的結構設計
412無結晶體管
4121無結晶體管的工作原理
4122無結晶體管的閾值電壓
4123無結晶體管的直流電流電壓關系
4124無結晶體管的溫度特性
413SPICE中的MOSFET模型
4131MOS1模型
4132MOS2模型
4133MOS3模型
4134電容模型
4135小信號模型
4136串聯(lián)電阻的影響
習題四
本章參考文獻
第5章半導體異質結器件
51半導體異質結
511半導體異質結的能帶突變
512半導體異質結伏安特性
52高電子遷移率晶體管(HEMT)
521高電子遷移率晶體管的基本結構
522HEMT的工作原理
523異質結界面的二維電子氣
524高電子遷移率晶體管(HEMT)的直流特性
525HEMT的高頻模型
526HEMT的高頻小信號等效電路
527高電子遷移率晶體管(HEMT)的頻率特性
53異質結雙極晶體管(HBT)
531HBT的基礎理論
532能帶結構與HBT性能的關系
533異質結雙極晶體管的特性
534Si/Si1-xGex異質結雙極晶體管
習題五
本章參考文獻
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