半導體器件基礎

蔣玉龍

半導體器件基礎 預覽內頁
  • 出版商: 清華大學
  • 出版日期: 2024-06-01
  • 定價: $390
  • 售價: 8.5 折 $332
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 244
  • ISBN: 7302661200
  • ISBN-13: 9787302661207
  • 相關分類: 半導體

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商品描述

本書聚焦矽基集成電路主要器件，即 PN 結、雙極型晶體管和場效應晶體管的基本結構、關鍵參數、直流特性、頻率特性、開關特性，側重對基本原理的討論，借助圖表對各種效應進行圖形化直觀展示，並詳細推導了各種公式。此外，還對小尺寸場效應晶體管的典型短溝道效應及其實際業界對策進行了較為詳細的闡述。 本書適合集成電路或微電子相關專業本科生在學習完半導體物理知識後，進一步學習半導體器件工作原理之用；也可作為集成電路相關專業研究生的研究工作參考書，還可作為集成電路代工廠或電路設計從業人員的專業參考書。

作者簡介

蔣玉龍，覆旦大學微電子學院教授、博導，覆旦大學教師教學發展中心副主任。主要從事集成電路先進工藝與器件、功率器件、CMOS圖像傳感器和柔性電子器件研究，作為通訊作者在IEEE EDL、TED、IEDM上發表論文34篇。主持國家級一流本科課程和上海高校示範性本科課堂課程。獲“上海市青年科技啟明星”稱號以及“上海市育才獎”、“上海市教學成果獎”、“國家級教學成果獎”、“首屆全國高校教師教學創新大賽一等獎”等獎項。
 

目錄大綱

 

目錄

 

 

 

 

課件下載

 

 

第1章PN結

 

1.1半導體物理基礎知識

 

1.1.1導帶電子濃度

 

1.1.2價帶空穴濃度

 

1.1.3四種電流

 

1.1.4突變PN結耗盡區寬度

 

1.1.5一維擴散方程的穩態解

 

1.1.6玻耳茲曼分佈規律的應用

 

1.2PN結直流特性

 

1.2.1基本結構

 

1.2.2正偏下的電流

 

1.2.3非平衡PN結的能帶圖

 

1.2.4正向偏壓下非平衡少子的分佈

 

1.2.5反向偏壓下非平衡少子的分佈

 

1.2.6理想PN結的電流電壓關系

 

1.3PN結交流特性

 

1.3.1交流小信號下的PN結少子分佈

 

1.3.2擴散電流

 

1.3.3交流小信號導納 

 

1.3.4交流小信號等效電路

 

1.4PN結的開關特性

 

1.4.1PN結二極管的開關作用

 

1.4.2導通過程

 

1.4.3關斷過程

 

習題

 

第2章雙極型晶體管

 

2.1工作原理

 

2.1.1晶體管的發明

 

2.1.2基本結構

 

2.1.3放大原理

 

2.1.4共基極電流放大系數

 

2.1.5共射極電流放大系數

 

2.2直流特性

 

2.2.1BJT中的少子分佈

 

2.2.2理想晶體管的電流電壓方程

 

2.2.3電流放大系數表達式

 

2.2.4理想晶體管的輸入與輸出特性

 

2.3BJT的非理想現象

 

2.3.1發射結面積對γ的影響

 

2.3.2基區寬度調制效應（Early效應）

 

2.3.3發射結復合電流影響

 

2.3.4大註入效應之一——Webster效應

 

2.3.5大註入效應之二——Kirk效應

 

2.3.6大註入效應之三——發射極電流集邊效應（基極電阻

自偏壓效應）

 

2.3.7實際晶體管的輸入與輸出特性

 

2.4反向特性

 

2.4.1晶體管的反向電流

 

2.4.2晶體管反向擊穿電壓

 

2.4.3晶體管穿通電壓

 

2.5晶體管模型

 

2.6頻率特性

 

2.6.1晶體管的放大作用

 

2.6.2低頻交流小信號等效電路

 

2.6.3放大系數的頻率特性

 

2.6.4高頻等效電路

 

2.6.5漂移型晶體管

 

2.6.6異質結雙極型晶體管

 

2.7開關特性

 

2.7.1晶體管的開關作用

 

2.7.2電荷控制理論和晶體管開關時間

 

習題

 

第3章場效應晶體管基礎

 

3.1錶面電場效應

 

3.1.1錶面電導

 

3.1.2MOSFET發明簡史

 

3.2工作原理

 

3.3MOSFET的閾值電壓

 

3.3.1閾值電壓的定義

 

3.3.2影響閾值電壓的因素

 

3.4MOSFET的直流特性

 

3.4.1MOSFET非平衡時的能帶圖

 

3.4.2IDSVDS的關系

 

3.4.3MOSFET的亞閾值特性

 

3.4.4MOSFET的直流參數和低頻小信號參數

 

3.4.5MOSFET的二級效應

 

3.4.6擊穿特性

 

3.5MOSFET的頻率特性

 

3.5.1交流小信號等效電路

 

3.5.2高頻特性

 

3.6MOSFET的開關特性

 

3.6.1電阻型負載MOS倒相器

 

3.6.2增強型增強型MOS倒相器

 

3.6.3增強型耗盡型MOS倒相器

 

3.6.4互補型MOS倒相器

 

3.7MOSFET的功率特性

 

習題

 

第4章小尺寸MOSFET

 

4.1小尺寸效應

 

4.1.1MOSFET的短溝道效應

 

4.1.2閾值電壓“滾降”

 

4.1.3反常短溝道效應

 

4.1.4窄溝道效應

 

4.1.5漏感應勢壘降低

 

4.1.6短溝道 MOSFET的亞閾特性

 

4.1.7熱載流子效應抑制——新型漏結構

 

4.2小尺寸MOSFET的直流特性

 

4.2.1載流子速度飽和效應

 

4.2.2短溝道器件溝道中的電場

 

4.3MOSFET的按比例微縮規律

 

4.3.1按比例微縮規律概述

 

4.3.2MOSFET的微縮規則

 

4.3.3微縮的限制及對策

 

習題

 

附錄AEbersMoll方程模擬NPN BJT共射極輸出特性曲線的

MATLAB程序樣例

 

附錄B均勻基區NPN BJT交流小信號情況下的超相移因子

 

附錄C集電結勢壘區輸運系數βd(ω)和集電結渡越時間τd的推導

 

附錄D氧化物隔離雙極型晶體管典型工藝流程

 

附錄E淺槽隔離平面CMOS晶體管典型工藝流程

 

附錄F淺槽隔離立體FinFET典型工藝流程

 

附錄GMOSFET重要參數的業界測量方案

 

 

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