![半导体物理与器件（第四版）（英文版） [Semiconductor Physics and Devices: Basic Principle]](https://pic.windowsfront.com/12150874/58c89378N2cd0e7bf.jpg)
具体描述
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适读人群 ：本书可作为高等院校微电子技术专业本科生及相关专业研究生的双语教学教材或参考书， 也可作为相关领域工程技术人员的参考资料。每章开篇给出中文说明，适合双语教学。
内容简介
本书是微电子技术领域的基础教程。全书涵盖了量子力学、 固体物理、 半导体材料物理及半导体器件物理等内容， 分成三部分， 共15章。第一部分为半导体材料属性， 主要讨论固体晶格结构、 量子力学、 固体量子理论、 平衡半导体、 输运现象、 半导体中的非平衡过剩载流子； 第二部分为半导体器件基础， 主要讨论pn结、 pn结二极管、 金属半导体和半导体异质结、 金属氧化物半导体场效应晶体管、 双极晶体管、 结型场效应晶体管； 第三部分为专用半导体器件， 主要介绍光器件、 半导体微波器件和功率器件等。书中既讲述了半导体基础知识， 也分析讨论了小尺寸器件物理问题， 具有一定的深度和广度。另外， 全书各章难点之后均列有例题、 自测题， 每章末尾均安排有复习要点、 重要术语解释及知识点。全书各章末尾列有习题和参考文献， 书后附有部分习题答案。
作者简介
美国新墨西哥大学电气与计算机工程系教授，于新墨西哥大学获博士学位后，成为Hanscom空军基地固态科学实验室电子工程师。1976年加入新墨西哥大学电气与计算机工程系，从事半导体物理与器件课程和电路课程的教学工作。目前仍为该系的返聘教员。出版过Microelectronics Circuit Analysis and Design, Fourth Edition和An Introduction to Semiconductor Devices两本教材。
精彩书评
NULL目录
第一部分 半导体材料属性
第?1?章 固体晶格结构 1
1．0 预习 1
1．1 半导体材料 1
1．2 固体类型 2
1．3 空间晶格 3
1．3．1 原胞和晶胞 3
1．3．2 基本的晶体结构 4
1．3．3 晶面和密勒指数 6
1．3．4 晶向 9
1．4 金刚石结构 10
1．5 原子价键 12
*1．6 固体中的缺陷和杂质 14
1．6．1 固体中的缺陷 14
1．6．2 固体中的杂质 16
*1．7 半导体材料的生长 17
1．7．1 在熔融体中生长 17
1．7．2 外延生长 19
1．8 小结 20
重要术语解释 20
知识点 21
复习题 21
习题 21
参考文献 24
第?2?章 量子力学初步 25
2．0 预习 25
2．1 量子力学的基本原理 25
2．1．1 能量量子化 26
2．1．2 波粒二相性 27
2．1．3 不确定原理 30
2．2 薛定谔波动方程 31
2．2．1 波动方程 31
2．2．2 波函数的物理意义 32
2．2．3 边界条件 33
2．3 薛定谔波动方程的应用 34
2．3．1 自由空间中的电子 35
2．3．2 无限深势阱 36
2．3．3 阶跃势函数 39
2．3．4 势垒和隧道效应 44
2．4 原子波动理论的延伸 46
2．4．1 单电子原子 46
2．4．2 周期表 50
2．5 小结 51
重要术语解释 51
知识点 52
复习题 52
习题 52
参考文献 57
第?3?章 固体量子理论初步 58
3．0 预习 58
3．1 允带与禁带 58
3．1．1 能带的形成 59
3．1．2 克龙尼克-潘纳模型 63
3．1．3 k 空间能带图 67
3．2 固体中电的传导 72
3．2．1 能带和键模型 72
3．2．2 漂移电流 74
3．2．3 电子的有效质量 75
3．2．4 空穴的概念 78
3．2．5 金属、绝缘体和半导体 80
3．3 三维扩展 83
3．3．1 硅和砷化镓的 k 空间能带图 83
3．3．2 有效质量的补充概念 85
3．4 状态密度函数 85
3．4．1 数学推导 85
3．4．2 扩展到半导体 88
3．5 统计力学 91
3．5．1 统计规律 91
3．5．2 费米-狄拉克概率函数 91
3．5．3 分布函数和费米能级 93
3．6 小结 98
重要术语解释 98
知识点 99
复习题 99
习题 100
参考文献 104
第 4 章 平衡半导体 106
4．0 预习 106
4．1 半导体中的载流子 106
4．1．1 电子和空穴的平衡分布 107
4．1．2 n0方程和p0方程 109
4．1．3 本征载流子浓度 113
4．1．4 本征费米能级位置 116
4．2 掺杂原子与能级 118
4．2．1 定性描述 118
4．2．2 电离能 120
4．2．3 III-V族半导体 122
4．3 非本征半导体 123
4．3．1 电子和空穴的平衡状态分布 123
4．3．2 n0和p0的乘积 127
*4．3．3 费米-狄拉克积分 128
4．3．4 简并与非简并半导体 130
4．4 施主和受主的统计学分布 131
4．4．1 概率函数 131
4．4．2 完全电离与束缚态 132
4．5 电中性状态 135
4．5．1 补偿半导体 135
4．5．2 平衡电子和空穴浓度 136
4．6 费米能级的位置 141
4．6．1 数学推导 142
4．6．2 EF随掺杂浓度和温度的变化 144
4．6．3 费米能级的应用 145
4．7 小结 147
重要术语解释 148
知识点 148
复习题 149
习题 149
参考文献 154
第 5 章 载流子输运现象 156
5．0 预习 156
5．1 载流子的漂移运动 156
5．1．1 漂移电流密度 156
5．1．2 迁移率 159
5．1．3 电导率 164
5．1．4 饱和速度 169
5．2 载流子扩散 172
5．2．1 扩散电流密度 172
5．2．2 总电流密度 175
5．3 杂质梯度分布 176
5．3．1 感生电场 176
5．3．2 爱因斯坦关系 178
*5．4 霍尔效应 180
5．5 小结 183
重要术语解释 183
知识点 184
复习题 184
习题 184
参考文献 191
第 6 章 半导体中的非平衡过剩载流子 192
6．0 预习 192
6．1 载流子的产生与复合 193
6．1．1 平衡态半导体 193
6．1．2 过剩载流子的产生与复合 194
6．2 过剩载流子的性质 198
6．2．1 连续性方程 198
6．2．2 与时间有关的扩散方程 199
6．3 双极输运 201
6．3．1 双极输运方程的推导 201
6．3．2 掺杂及小注入的约束条件 203
6．3．3 双极输运方程的应用 206
6．3．4 介电弛豫时间常数 214
*6．3．5 海恩斯-肖克莱实验 216
6．4 准费米能级 219
*6．5 过剩载流子的寿命 221
6．5．1 肖克莱-里德-霍尔复合理论 221
6．5．2 非本征掺杂和小注入的约束
条件 225
*6．6 表面效应 227
6．6．1 表面态 227
6．6．2 表面复合速度 229
6．7 小结 231
重要术语解释 231
知识点 232
复习题 233
习题 233
参考文献 240
第二部分 半导体器件基础
第 7 章 pn结 241
7．0 预习 241
7．1 pn结的基本结构 241
7．2 零偏 243
7．2．1 内建电势差 243
7．2．2 电场强度 246
7．2．3 空间电荷区宽度 249
7．3 反偏 251
7．3．1 空间电荷区宽度与电场 251
7．3．2 势垒电容（结电容） 254
7．3．3 单边突变结 256
7．4 结击穿 258
*7．5 非均匀掺杂pn结 262
7．5．1 线性缓变结 263
7．5．2 超突变结 265
7．6 小结 267
重要术语解释 268
知识点 268
复习题 269
习题 269
参考文献 275
第 8 章 pn结二极管 276
8．0 预习 276
8．1 pn结电流 276
8．1．1 pn结内电荷流动的定性描述 277
8．1．2 理想的电流-电压关系 278
8．1．3 边界条件 279
8．1．4 少数载流子分布 283
8．1．5 理想pn结电流 286
8．1．6 物理学小结 290
8．1．7 温度效应 292
8．1．8 短二极管 293
8．2 产生-复合电流和高注入级别 295
8．2．1 产生复合电流 296
8．2．2 高级注入 302
8．3 pn 结的小信号模型 304
8．3．1 扩散电阻 305
8．3．2 小信号导纳 306
8．3．3 等效电路 313
*8．4 电荷存储与二极管瞬态 314
8．4．1 关瞬态 315
8．4．2 开瞬态 317
*8．5 隧道二极管 318
8．6 小结 321
重要术语解释 322
知识点 322
复习题 323
习题 323
参考文献 330
第 9 章 金属半导体和半导体异质结 331
9．0 预习 331
9．1 肖特基势垒二极管 331
9．1．1 性质上的特征 332
9．1．2 理想结的特性 334
9．1．3 影响肖特基势垒高度的
非理想因素 338
9．1．4 电流-电压关系 342
9．1．5 肖特基势垒二极管与pn结
二极管的比较 345
9．2 金属-半导体的欧姆接触 349
9．2．1 理想非整流接触势垒 349
9．2．2 隧道效应 351
9．2．3 比接触电阻 352
9．3 异质结 354
9．3．1 形成异质结的材料 354
9．3．2 能带图 354
9．3．3 二维电子气 356
*9．3．4 静电平衡态 358
*9．3．5 电流-电压特性 363
9．4 小结 363
重要术语解释 364
知识点 364
复习题 365
习题 365
参考文献 370
第 10 章 金属-氧化物-半导体
?场效应晶体管基础 371
10．0?预习 371
10．1?双端MOS结构 371
10．1．1 能带图 372
10．1．2 耗尽层厚度 376
10．1．3 面电荷密度 380
10．1．4 功函数差 382
10．1．5 平带电压 385
10．1．6 阈值电压 388
10．2?电容-电压特性 394
10．2．1 理想C-V特性 394
10．2．2 频率特性 399
10．2．3 固定栅氧化层电荷和
界面电荷效应 400
10．3?MOSFET基本工作原理 403
10．3．1 MOSFET结构 403
10．3．2 电流-电压关系――概念 404
*10．3．3 电流-电压关系
――数学推导 410
*10．3．4 跨导 418
10．3．5 衬底偏置效应 419
10．4?频率限制特性 422
10．4．1 小信号等效电路 422
10．4．2 频率限制因素和截止频率 425
*10．5?CMOS技术 427
10．6?小结 430
重要术语解释 431
知识点 432
复习题 432
习题 433
参考文献 441
第 11 章 金属-氧化物-半导体
?场效应晶体管：概念的深入 443
11．0?预习 443
11．1?非理想效应 443
11．1．1 亚阈值电导 444
11．1．2 沟道长度调制效应 446
11．1．3 迁移率变化 450
11．1．4 速度饱和 452
11．1．5 弹道输运 453
11．2?MOSFET按比例缩小理论 455
11．2．1 恒定电场按比例缩小 455
11．2．2 阈值电压――一级近似 456
11．2．3 全部按比例缩小理论 457
11．3?阈值电压的修正 457
11．3．1 短沟道效应 457
11．3．2 窄沟道效应 461
11．4?附加电学特性 464
11．4．1 击穿电压 464
*11．4．2 轻掺杂漏晶体管 470
11．4．3 通过离子注入进行阈值
调整 472
*11．5?辐射和热电子效应 475
11．5．1 辐射引入的氧化层电荷 475
11．5．2 辐射引入的界面态 478
11．5．3 热电子充电效应 480
11．6?小结 481
重要术语解释 481
知识点 482
复习题 482
习题 483
参考文献 489
第 12 章 双极晶体管 491
12．0?预习 491
12．1?双极晶体管的工作原理 491
12．1．1 基本工作原理 493
12．1．2 晶体管电流的简化表达式 495
12．1．3 工作模式 498
12．1．4 双极晶体管放大电路 500
12．2?少子的分布 501
12．2．1 正向有源模式 502
12．2．2 其他工作模式 508
12．3?低频共基极电流增益 509
12．3．1 有用的因素 509
12．3．2 电流增益的数学表达式 512
12．3．3 小结 517
12．3．4 电流增益的计算 517
12．4?非理想效应 522
12．4．1 基区宽度调制效应 522
12．4．2 大注入效应 524
12．4．3 发射区禁带变窄 526
12．4．4 电流集边效应 528
*12．4．5 基区非均匀掺杂的影响 530
12．4．6 击穿电压 531
12．5?等效电路模型 536
*12．5．1 Ebers-Moll模型 537
12．5．2 Gummel-Poon模型 540
12．5．3 H-P模型 541
12．6?频率上限 545
12．6．1 延时因子 545
12．6．2 晶体管截止频率 546
12．7?大信号开关 549
12．7．1 开关特性 549
12．7．2 肖特基钳位晶体管 551
*12．8?其他的双极晶体管结构 552
12．8．1 多晶硅发射区双极
结型晶体管 552
12．8．2 SiGe基区晶体管 554
12．8．3 异质结双极晶体管 556
12．9?小结 558
重要术语解释 559
知识点 559
复习题 560
习题 560
参考文献 569
第 13 章 结型场效应晶体管 571
13．0?预习 571
13．1?JFET概念 571
13．1．1 pn JFET的基本工作原理 572
13．1．2 MESFET的基本工作原理 576
13．2?器件的特性 578
13．2．1 内建夹断电压、夹断
电压和漏源饱和电压 578
13．2．2 耗尽型JFET的
理想直流I-V特性 582
13．2．3 跨导 587
13．2．4 MESFET 588
*13．3?非理想因素 593
13．3．1 沟道长度调制效应 594
13．3．2 饱和速度影响 596
13．3．3 亚阈值特性和栅电流效应 596
*13．4?等效电路和频率限制 598
13．4．1 小信号等效电路 598
13．4．2 频率限制因子和截止频率 600
*13．5?高电子迁移率晶体管 602
13．5．1 量子阱结构 603
13．5．2 晶体管性能 604
13．6?小结 609
重要术语解释 609
知识点 610
复习题 610
习题 611
参考文献 616
第三部分 专用半导体器件
第 14 章 光器件 618
14．0?预习 618
14．1?光学吸收 618
14．1．1 光子吸收系数 619
14．1．2 电子-空穴对的产生率 622
14．2?太阳能电池 624
14．2．1 pn结太阳能电池 624
14．2．2 转换效率与太阳光集中 627
14．2．3 非均匀吸收的影响 628
14．2．4 异质结太阳能电池 629
14．2．5 非晶态（无定形）硅
太阳能电池 630
14．3?光电探测器 633
14．3．1 光电导体 633
14．3．2 光电二极管 635
14．3．3 PIN光电二极管 640
14．3．4 雪崩二极管 641
14．3．5 光电晶体管 642
14．4?光致发光和电致发光 643
14．4．1 基本跃迁 644
14．4．2 发光效率 645
14．4．3 材料 646
14．5?光电二极管 648
14．5．1 光的产生 648
14．5．2 内量子效率 649
14．5．3 外量子效率 650
14．5．4 LED器件 652
14．6?激光二极管 654
14．6．1 受激辐射和分布反转 655
14．6．2 光学空腔谐振器 654
14．6．3 阈值电流 658
14．6．4 器件结构与特性 660
14．7?小结 661
重要术语解释 662
知识点 663
复习题 663
习题 664
参考文献 668
第 15 章 半导体功率器件 670
15．0?预习 670
15．1?隧道二极管 670
15．2?耿氏二极管 672
15．3?雪崩二极管 675
15．4?功率双极晶体管 677
15．4．1 垂直式功率晶体管结构 677
15．4．2 功率晶体管特性 678
15．4．3 达林顿组态 682
15．5?功率MOSFET 684
15．5．1 功率晶体管结构 684
15．5．2 功率MOSFET特性 685
15．5．3 寄生双极晶体管 689
15．6?半导体闸流管 691
15．6．1 基本特性 691
15．6．2 SCR的触发机理 694
15．6．3 SCR的关断 697
15．6．4 器件结构 697
15．7?小结 701
重要术语解释 702
知识点 703
复习题 703
习题 703
参考文献 706
附录A 部分参数符号列表 707
附录B 单位制、单位换算和通用常数 714
附录C 元素周期表 717
附录D 能量单位――电子伏特 718
附录E 薛定谔波动方程的推导 720
附录F 有效质量概念 721
附件G 误差函数 726
附录Ｈ 部分习题参考答案 727
索引 735
前言/序言
宗旨与目标出版本书第四版的目的在于将有关半导体器件的特性、工作原理及其局限性的基础知识介绍给读者。要想更好地理解这些基础知识，就必须对半导体材料物理知识进行全面的了解。本书有意将量子力学、固体量子理论、半导体材料物理和半导体器件物理综合在一起，因为所有这些理论对了解当今半导体器件的工作原理及其未来的发展是非常重要的。
在这本教科书中所包含的物理知识远远超过了许多半导体器件入门书籍中所涵盖的内容。尽管本书覆盖面很广，但作者坚信：一旦透彻理解了这些入门知识和材料物理知识，那么对半导体器件物理的理解就会水到渠成，而且会理解得更快，学习效率更高。本书对基础物理知识的不惜篇幅，将有助于读者更好地理解甚至可能开发出新型的半导体器件。
既然本书的目的在于为读者奉献一部有关半导体器件理论的入门书籍，因此许多深奥的理论并未涉及，同时也未对半导体的制造工艺做仔细描述。虽然本书对诸如扩散和离子注入等制造工艺有所涉猎并进行了一般性讨论，但仅局限于那些对器件特性有直接影响的工艺和场合。
预备知识
由于本书针对的是电气工程领域大学三年级和大学大四级的学生，因此假设读者已经掌握了微分方程、大学物理和电磁学的基础知识。当然，了解现代物理知识更好，但这并不必需。预先修完电子线路基础课程对阅读本书会更有帮助。
章节安排
本书分为三部分：第一部分介绍量子力学初步知识和半导体材料物理；第二部分介绍半导体器件物理的基本知识；第三部分介绍专用半导体器件，包括光器件、微波器件和功率器件。
第一部分包括第1章至第6章。第1章先从固体晶格结构开始，然后过渡到理想单晶半导体材料。第2章和第3章介绍量子力学和固体量子理论，这些都是必须掌握的基础物理知识。第4章到第6章覆盖了半导体材料物理知识。其中，第4章讨论热平衡半导体物理，第5章讨论半导体内部的载流子输运现象。非平衡过剩载流子是第6章的主要内容，理解半导体中的过剩载流子行为对于理解器件物理至关重要。
第二部分包括第7章到第13章。第7章主要讨论pn结电子学；第8章讨论pn结电流-电压特性；第9章讨论整流及非整流金属半导体结和半导体异质结；第10章和第11章阐述MOS场效应晶体管理论；第12章探讨双极型晶体管；第13章阐述结型场效应管。在详尽介绍pn结理论后，关于这三种基本晶体管类型的章节，读者可不必按顺序阅读，因为这些章节彼此之间是相互独立的。
第三部分包括第14章和第15章。第14章介绍光器件，如太阳能电池和发光二极管；第15章介绍半导体微波器件和半导体功率器件。
本书末尾是8个附录。附录A是符号列表，以帮助读者了解各种符号及其含义。附录B包含单位转换表与常数表。附录H 给出了部分习题的答案，有助于学生检查自身的学习情况。
使用说明
本书可作为本科生第三学期或第四学期一个学期的教材。和许多课本一样，本书的内容不可能在一个学期内全部讲授完。这就给授课老师提供了一定的自由空间，授课老师可根据教学目的对教材内容进行取舍。下文给出了两种可供选择的安排，但本书不是百科全书。对于可以略过而又不会影响全书连贯性的章节，我们在目录和对应章节中用*号予以标记。这些章节尽管在半导体器件物理的发展中很重要，但可以推迟讲授。新墨西哥大学电子工程专业大三学生的一门课程广泛使用了本书中的材料。建议用略小于半个学期的时间学习前六章；剩余的时间用于学习pn结、金属-氧化物-半导体场效应晶体管和双极型晶体管。其他的一些主题可考虑在学期末学习。
尽管MOS晶体管先于双极型晶体管或结型场效应晶体管阐述，但描述三种基本晶体管类型之一的各个章节都是彼此独立的，任何一种类型都可以先讲。
注意事项
本书引入了有关半导体材料和器件物理等理论知识。虽然许多电子工程系的学生更乐于制作电子电路和计算机编程，而不是去学习有关半导体器件的理论，但是本书的内容对于理解诸如微处理器等电子器件的局限性是至关重要的。
数学的应用贯穿全书，这看起来很枯燥，但最后的结论是其他手段无法获得。尽管有些描述工艺的数学模型看起来很抽象，但它们描述和预言物理过程方向的能力已完全经受住了时间的考验。
作者鼓励读者经常研读每一章的开始部分，以便深刻领会每章或每个主题的目的。这种不断的复习对学习前五章尤为重要，因为它们讲述的是基础物理知识。
还应注意的是，尽管有些章节可以略过且不会影响连贯性，但有些教师还是会选择这些章节。因此，标*号的章节并不意味着不重要。
有些问题可能到课程结束时也得不到解答，理解这一点也很重要。虽然作者不喜欢“它可以这样讲”之类的说法，但书中有些概念的推导确实超出了本书的范围。本书对这一科目仅具导论性质。对那些修完课程后还没有解决的问题，我们鼓励读者记下这些问题，或许在后续课程中这些问题就能得到解答。
教学顺序
对于教学顺序，每位教师都有自己的选择，但通常有两种方案。第一种方案称为MOSFET方案，是在讲授双极型晶体管之前讲授MOS晶体管。读者会注意到本书中的MOSFET内容放到了pn 结二极管之后的第10章和第11章。
第二种方案称为双极型方案，也称为传统方案，是在讨论pn结二极管后立即介绍双极型晶体管。由于MOSFET 留在学期末讲授，因此到时可能没有足够的时间来讲授这一重要主题。
遗憾的是，由于时间限制，将每一章中的所有内容在一个学期内都讲完是不可能的。余下的内容可以留到下一个学期讲授或留给读者自学。
MOSFET 方案
第1章 晶格结构
第2章、第3章 量子力学和固体物理选讲
第4章 半导体物理
第5章 输运现象
第6章 非平衡过剩载流子选讲
第7章 pn结
第10章、第11章 MOS晶体管
第8章 pn结二极管
第9章 肖特基二极管简介
第12章 双极型晶体管，其他选讲内容
双极型方案
第1章 晶格结构
第2章、第3章 量子力学和固体物理选讲
第4章 半导体物理
第5章 输运现象
第6章 非平衡态特性选讲
第7章、第8章 pn结和pn结二极管
第9章 肖特基二极管简介
第12章 双极型晶体管
第10章、第11章 MOS晶体管，其他选讲内容
第四版新内容
排列顺序：关于MOSFET的两章移到了双极型晶体管一章的前面。这一改变强调了MOS晶体管的重要性。
半导体微波器件：第15章中添加了一小节关于三种专用半导体微波器件的内容。
新附录：添加了关于有效质量概念的附录F。教材的许多计算中使用了两个有效质量。该附录给出了每种有效质量的理论知识，并讨论了何时在特定计算中使用哪一种有效质量。
预习小节：每章以简介开始，然后以项目列表的形式给出预习内容。每个预习项均给出了该章的一个特殊目标。
练习题：添加了超过100道练习题，每道例题后面均提供一道练习题。练习题类似于例题，以便读者即时测试对刚讲内容的理解程度。每道练习题均提供有答案。
测试理解题：每章主要小节末尾添加了约40%的新测试理解题。通常，这些练习题比每个例题后的练习题更全面。这些习题将有助于读者在学习新内容前理解所学内容。
章末习题：添加了330多道章尾习题，即这一版中有约48%的章末习题是全新的。
第四版特色
数学知识更为严密：保留了清晰理解半导体材料和器件物理基本数学知识的严密性。
例题：书中列举了大量的例子来强化涉及的理论概念，这种做法贯穿全书。这些例子覆盖了所有分析和设计的细节，因此读者不必自行补充其忽略的步骤。
小结：每一章的末尾提供了小结部分，它总结了该章得出的结论并复习所描述的基本概念。
重要术语解释：每章的小结之后列出了重要术语解释，这部分定义并总结了该章所讨论的重要术语。
知识点：指出了学习该章应该达到的目的及读者应该获得的能力。在转到后续章节前，这些知识可以用来帮助评估学习的进展。
复习题：每章末有一系列复习题，可用于自测，以让读者了解自己对该章概念的掌握程度。
章末习题：按照每章中专题出现的顺序，给出了大量的习题。
小结和复习题：小结和复习节中的一些习题是开放式的设计习题，在多数章的末尾给出。
参考文献：每章后都附有参考文献，其中那些难度高于本书的参考书用星号标明。
部分习题答案：最后的附录给出了部分习题的答案。了解答案会有助于解题。
联机资源
本书的配套网站为www.mhhe.com/neamen。网站上包含有适用于教师的习题解答手册和图像库。教师也可以访问这一版本的完整联机解答手册组织系统，以生成试题并布置作业、生成定制内容、编辑提供的习题和解答。
致谢
几年来，我的许多学生帮助我改进了本书的第四版，当然也包括前几版。在此，对他们的工作表示衷心的感谢，感谢他们的热情与建设性的批评。
感谢McGraw-Hill公司的许多员工，感谢他们的大力支持。特别要感谢策划编辑Peter Massart 和责任编辑Lora Neyens，感谢他们的鼓励、支持和对细节的关注。还要感谢项目经理们在本书出版的最后阶段提供的指导。
感谢那些审读过本书前三版手稿并提出过建设性意见的所有人员，还要感谢那样仔细校对新习题解答的人员。最后，感谢本书新版本出版前审阅过本书的人员，他们的贡献和建议对于提升本书很有价值。
第四版的审阅人员
特别感谢如下审阅人员对本书第四版提出的建设性意见与建议：
Sandra Selmic，路易斯安那工学院
Terence Brown，密歇根州立大学
Timothy Wilson，俄克拉荷马州立大学
Lili He，圣何塞州立大学
Michael Stroscio，伊利诺伊-芝加哥大学
Andrei Sazonov，滑铁卢大学
绪论 半导体和集成电路
我们经常听说我们生活在信息时代。譬如，我们可以通过互联网或卫星通信系统从千里之外获得大量信息，而正是基于数字与模拟电子系统的信息技术和晶体管与集成电路（IC）的发展使之成为可能。IC产品已渗透到我们日常生活的每一个方面，包括CD播放器、传真机、零售店的激光扫描仪和移动电话在内的电子设备，均要使用IC。IC技术最明显的例子之一是数字计算机，与几
用户评价
我必须称赞这本书在讲解复杂半导体器件工作原理时所采用的创新方法。例如，在介绍PN结二极管时，书中并没有止步于简单的载流子扩散和漂移的描述，而是深入探讨了耗尽区电场、内建电势以及不同偏置下的行为。更令人惊叹的是，书中引入了诸如Shockley方程等关键模型，并将其与实际测量的I-V曲线进行对比，帮助读者直观理解理论与实践的联系。此外，对于MOSFET等更复杂的场效应器件，书中提供了详尽的沟道形成机制、阈值电压的推导以及跨导等关键参数的计算方法。每一次阅读，我都能从中发现新的理解角度，仿佛每一次翻阅，书本都在向我展现它不同的一面。这种学习的乐趣，是很多其他技术书籍所无法比拟的。
评分我尤其喜爱书中提供的丰富练习题和思考题。这些题目不仅仅是简单的概念检验，很多都具有一定的深度和挑战性，能够促使我主动思考，将书本上的知识融会贯通。解答这些题目，就像是对书本内容的二次消化和吸收，让我能够更牢固地掌握所学的知识。有时候，一道题目的思考过程，就能让我对某个原理产生全新的理解。这种互动式的学习体验，极大地提升了我学习的效率和乐趣，也让我能够更自信地应对未来可能遇到的技术难题。
评分在阅读过程中，我时常被书中精妙的图表所折服。无论是能带图、能级图，还是器件的结构示意图、I-V特性曲线图，都绘制得清晰、准确且富有信息量。这些图表不仅仅是文字的补充，更是理解复杂概念的关键辅助工具。例如，当理解PN结的耗尽区和扩散区时，书中巧妙的图示能够瞬间帮助我建立起空间概念。又比如，在分析MOSFET的输出特性曲线时，书中的图例能够非常直观地展现不同栅极电压下的漏极电流变化趋势。这些高质量的图表，让原本抽象的物理过程变得生动形象，极大地提升了阅读的流畅度和理解的深度。
评分总而言之，《半导体物理与器件》第四版（英文版）是一部我认为任何对半导体领域感兴趣的学生、研究人员或者工程师都应该仔细研读的著作。它在内容的深度、讲解的清晰度、图表的质量以及理论与实践的结合方面，都达到了极高的水准。书中对复杂概念的分解和阐释，对于初学者来说极具包容性，而对于有一定基础的人来说，则能提供更深层次的洞察。每一次的阅读，都像是在为我的知识库添加新的砖块，为我的理解能力添砖加瓦。我深信，这本书将会成为我学术和职业生涯中宝贵的财富。
评分这本书在阐述半导体器件的制造工艺方面，同样展现了其非凡的深度。我对于其中关于晶体生长、光刻、刻蚀以及掺杂等过程的详尽描述印象深刻。书中不仅仅是简单地列出步骤，更是深入分析了每一步工艺对器件性能的影响，例如，在讨论掺杂浓度对载流子寿命的影响时，书中给出了具体的实验数据和理论解释。这一点对于我理解为何某些器件性能优异，而另一些则存在瓶颈至关重要。同时，书中还穿插了对新材料和新工艺的介绍，例如宽禁带半导体（如GaN和SiC）的应用前景，这让我对半导体技术未来的发展方向有了更清晰的认识，也激发了我进一步探索的兴趣。
评分不得不提的是，这本书在语言的运用上，虽然是英文原版，但其表达方式十分严谨且清晰。作者并没有使用过于晦涩难懂的学术术语，而是在必要时进行充分的解释。即使是对于一些初学者可能感到陌生的概念，书中也会提供相应的背景知识和引导，帮助读者逐步建立起理解的桥梁。我感觉作者就像是一位经验丰富的导师，用最恰当的语言，将最精深的知识传达给我，让我能够以一种舒适且高效的方式进行学习。这种对读者体验的关怀，是很多学术著作所缺乏的。
评分我特别欣赏这本书的“工程化”视角。作者深知半导体器件不仅仅是理论上的模型，更是需要在实际产品中实现的工程组件。因此，书中在讲解器件模型的同时，也会关注到实际应用中的挑战，例如器件的寄生效应、热效应以及可靠性问题。在介绍双极型晶体管（BJT）时，书中详细分析了不同工作区域下的行为，并讨论了其在放大电路和开关电路中的应用，同时还提及了击穿电压、频率响应等限制因素。这种将理论与实践紧密结合的方式，使得本书的学习不仅仅停留在概念层面，更能帮助读者理解器件的实际局限性和优化方向，为未来的工程设计打下坚实基础。
评分这本《半导体物理与器件》（第四版，英文版）给我留下了极其深刻的印象，它不仅仅是一本教科书，更像是一位循循善诱的老师，引领我一步步走进了奇妙的半导体世界。从拿到这本书开始，我就被它严谨的逻辑和清晰的结构所吸引。作者在介绍每一个基本概念时，都力求做到详尽深入，例如，当探讨能带理论时，书中不仅给出了数学推导，更辅以大量的图示和类比，使得原本抽象的量子力学概念变得触手可及。我尤其欣赏书中对不同半导体材料特性对比的深入分析，比如硅、锗以及砷化镓等，书中详细阐述了它们各自的能带结构、载流子迁移率、禁带宽度等关键参数，并以此解释了它们在不同应用场景下的优势与劣势。这种由浅入深、由点及面的讲解方式，让我对半导体材料有了宏观且细致的认知。
评分这本书的另一大亮点在于其对半导体器件的分类和系统性梳理。它将不同类型的器件，如二极管、晶体管、光电器件等，进行逻辑性的划分和阐述，并层层递进。例如，在介绍光电器件时，书中不仅详细讲解了LED和光电二极管的工作原理，还进一步探讨了激光器和太阳能电池等更复杂的光电转换器件。这种结构化的知识体系，帮助我能够更好地理解不同器件之间的联系和区别，从而形成一个更加完整和系统的半导体器件知识图谱。每一次阅读，都像是完成了一次知识的系统升级，让我受益匪浅。
评分这本书的价值远不止于课堂学习。它为我提供了一个扎实的理论基础，让我能够更好地理解现代电子产品的核心技术。无论是智能手机的芯片，还是高性能的计算机，其背后都离不开半导体器件的支撑。通过学习这本书，我不再仅仅是产品的使用者，更能理解其背后的科学原理。这种认知上的提升，让我对科技发展有了更深的敬畏，也激励我想要在未来参与到相关的技术研究和创新中去，贡献自己的一份力量。
评分发货快，书质量也不错，印刷清楚，只是书封面被碰的有点褶皱。
评分收到了，速度快，纸质也很好
评分该书可以说是半导体器件的神书了
评分喜欢原汁原味，容易理解。不错。赞赞赞。
评分该书可以说是半导体器件的神书了
评分质量不错，值得拥有，内容也不错！
评分发货快，书质量也不错，印刷清楚，只是书封面被碰的有点褶皱。
评分喜欢原汁原味，容易理解。不错。赞赞赞。
评分不错，比较全面
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