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陈星弼 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121128097

商品编码：29670652324

包装：平装

出版时间：2011-02-01

基本信息

书名:微电子器件(第3版)

定价：45.00元

售价：20.3元,便宜24.7元,折扣45

作者:陈星弼

出版社：电子工业出版社

出版日期：2011-02-01

ISBN：9787121128097

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.481kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书首先介绍半导体器件基本方程。在此基础上，全面系统地介绍pn结二极管、双极结型晶体管（bjt）和绝缘栅场效应晶体管（mosfet）的基本结构、基本原理、工作特性和spice模型。本书还介绍了主要包括hemt和hbt的异质结器件。书中提供大量习题，便于读者巩固及加深对所学知识的理解。
　　本书适合作为高等学校电子科学与技术、集成电路设计与集成系统、微电子学等专业相关课程的教材，也可供其他相关专业的本科生、研究生和工程技术人员阅读参考。

目录

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章　半导体器件基本方程
　1.1半导体器件基本方程的形式
　1.2基本方程的简化与应用举例
　本章参考文献
第2章　pn结
　2.1pn结的平衡状态
　　2.1.1空间电荷区的形成
　　2.1.2内建电场、内建电势与耗尽区宽度
　　2.1.3能带图
　　2.1.4线性缓变结
　　2.1.5耗尽近似和中性近似的适用性［1］
　2.2pn结的直流电流电压方程
　　2.2.1外加电压时载流子的运动情况
　　2.2.2势垒区两旁载流子浓度的玻耳兹曼分布
　　2.2.3扩散电流
　　2.2.4势垒区产生复合电流［2，3］
　　2.2.5正向导通电压
　　2.2.6薄基区二极管
　2.3准费米能级与大注入效应
　　2.3.1自由能与费米能级
　　2.3.2准费米能级
　　2.3.3大注入效应
　2.4pn结的击穿
　　2.4.1碰撞电离率和雪崩倍增因子
　　2.4.2雪崩击穿
　　2.4.3齐纳击穿
　　2.4.4热击穿
　2.5pn结的势垒电容
　　2.5.1势垒电容的定义
　　2.5.2突变结的势垒电容
　　2.5.3线性缓变结的势垒电容
　　2.5.4实际扩散结的势垒电容
　2.6pn结的交流小信号特性与扩散电容
　　2.6.1交流小信号下的扩散电流
　　2.6.2交流导纳与扩散电容
　　2.6.3二极管的交流小信号等效电路
　　2.7pn结的开关特性
　　2.7.1pn结的直流开关特性
　　2.7.2pn结的瞬态开关特性
　　2.7.3反向恢复过程
　　2.7.4存储时间与下降时间
　　2.8spice中的二极管模型
　习题二
　本章参考文献
第3章　双极结型晶体管
　3.1双极结型晶体管基础
　　3.1.1双极结型晶体管的结构
　　3.1.2偏压与工作状态
　　3.1.3少子浓度分布与能带图
　　3.1.4晶体管的放大作用
　3.2均匀基区晶体管的电流放大系数［1～11］
　　3.2.1基区输运系数
　　3.2.2基区渡越时间
　　3.2.3发射结注入效率
　　3.2.4电流放大系数
　3.3缓变基区晶体管的电流放大系数
　　3.3.1基区内建电场的形成
　　3.3.2基区少子电流密度与基区少子浓度分布
　　3.3.3基区渡越时间与输运系数
　　3.3.4注入效率与电流放大系数
　　3.3.5小电流时放大系数的下降
　　3.3.6发射区重掺杂的影响
　　3.3.7异质结双极型晶体管
　3.4双极结型晶体管的直流电流电压方程
　　3.4.1集电结短路时的电流
　　3.4.2发射结短路时的电流
　　3.4.3晶体管的直流电流电压方程
　　3.4.4晶体管的输出特性
　　3.4.5基区宽度调变效应
　3.5双极结型晶体管的反向特性
　　3.5.1反向截止电流
　　3.5.2共基极接法中的雪崩击穿电压
　　3.5.3共发射极接法中的雪崩击穿电压
　　3.5.4发射极与基极间接有外电路时的反向电流与击穿电压
　　3.5.5发射结击穿电压
　　3.5.6基区穿通效应
　3.6基极电阻
　　3.6.1方块电阻
　　3.6.2基极接触电阻和接触孔边缘下到工作基区边缘的电阻
　　3.6.3工作基区的电阻和基极接触区下的电阻
　3.7双极结型晶体管的功率特性
　　3.7.1大注入效应
　　3.7.2基区扩展效应
　　3.7.3发射结电流集边效应
　　3.7.4晶体管的热学性质
　　3.7.5二次击穿和安全工作区
　3.8电流放大系数与频率的关系
　　3.8.1高频小信号电流在晶体管中的变化
　　3.8.2基区输运系数与频率的关系
　　3.8.3高频小信号电流放大系数
　　3.8.4晶体管的特征频率
　　3.8.5影响高频电流放大系数与特征频率的其他因素
　3.9高频小信号电流电压方程与等效电路
　　3.9.1小信号的电荷控制模型
　　3.9.2小信号的电荷电压关系
　　3.9.3高频小信号电流电压方程
　　3.9.4y参数
　　3.9.5小信号等效电路
　3.10功率增益和高振荡频率
　　3.10.1高频功率增益与高频优值
　　3.10.2高振荡频率
　　3.10.3高频晶体管的结构
　3.11双极结型晶体管的开关特性
　　3.11.1晶体管的静态大信号特性
　　3.11.2晶体管的直流开关特性
　　3.11.3晶体管的瞬态开关特性
　3.12spice中的双极晶体管模型
　　3.12.1埃伯斯-莫尔(em)模型
　　3.12.2葛谋-潘(gp)模型［46］
　3.13双极结型晶体管的噪声特性
　　3.13.1噪声与噪声系数
　　3.13.2晶体管的噪声源
　　3.13.3晶体管的高频噪声等效电路
　　3.13.4晶体管的高频噪声系数
　　3.13.5晶体管高频噪声的基本特征
　习题三
　本章参考文献
第4章　绝缘栅型场效应晶体管
第5章　半导体异质结器件
附录a　晶体管设计中的一些常用图表

作者介绍

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文摘

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序言

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《微电子器件》（第三版）内容概要 《微电子器件》（第三版）是一本全面深入探讨半导体器件物理、工作原理、制造工艺及应用的书籍。本书旨在为电子工程、物理学及相关领域的学生和研究人员提供坚实的理论基础和实践指导。全书共分为十七章，内容涵盖了从基础的晶体管理论到复杂的集成电路器件，力求展现微电子器件的完整图景。 第一部分：半导体基础理论 本书开篇从半导体材料的性质入手，深入剖析了其原子结构、晶体结构以及能带理论。作者详细阐述了导带、价带、禁带宽度等概念，并解释了不同半导体材料（如硅、锗、砷化镓）的特性差异及其对器件性能的影响。接着，本书详细介绍了本征半导体和杂质半导体。通过引入掺杂的概念，深刻阐释了N型和P型半导体的形成机理，以及载流子的产生、复合和输运机制，包括扩散和漂移。 第二部分：PN结及其基本器件 PN结是所有半导体器件的基础。本书花费大量篇幅讲解PN结的形成、能带图、电势垒以及在外加电压作用下的伏安特性。在此基础上，本书详细介绍了整流二极管，包括其工作原理、正向导通、反向击穿以及不同类型的二极管（如稳压二极管、肖特基二极管、变容二极管、发光二极管等）的结构、特性和应用。 第三部分：BJT（双极结型晶体管） BJT作为最早实现大规模应用的半导体器件之一，在本书中占据了重要位置。本书详细讲解了NPN和PNP型BJT的结构、载流子传输机制（发射区、基区、集电区的工作状态）、电流放大作用以及输出特性曲线。书中还深入探讨了BJT的各种工作模式（放大区、饱和区、截止区、反向偏置区），并介绍了BJT的等效电路模型（如混合π模型），为电路分析提供了理论基础。此外，还讨论了BJT的频率响应、噪声特性以及寄生效应。 第四部分：MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管） MOSFET是现代集成电路的核心器件，本书对其进行了详尽的论述。本书首先介绍了MOS电容器的结构和C-V特性，深入解释了阈值电压、表面反型、耗尽等概念。在此基础上，详细阐述了N沟道和P沟道增强型MOSFET以及N沟道和P沟道耗尽型MOSFET的工作原理，包括其电流-电压特性、跨导、输出电阻等关键参数。本书还详细介绍了MOSFET的等效电路模型，以及其在数字和模拟电路中的应用。特别地，书中还探讨了MOSFET的栅氧化层特性、沟道长度调制效应、短沟道效应等高级主题。 第五部分：其他重要半导体器件 除了BJT和MOSFET，本书还介绍了其他几种重要的半导体器件。其中包括： 光电器件： 详细介绍了光电二极管、光电晶体管、太阳能电池的发光机理、结构、工作原理及应用。 功率器件： 讨论了功率BJT、功率MOSFET、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）等器件的结构特点、工作原理、热特性以及在电力电子中的应用。 集成电路基础： 简要介绍了集成电路的基本概念、发展历程以及不同类型的集成电路（如单片集成电路、混合集成电路）。 第六部分：器件制造工艺 为了使读者对微电子器件有更全面的理解，本书还专门辟出章节介绍微电子器件的制造工艺。内容涵盖了从硅片制备、氧化、光刻、刻蚀、掺杂、金属化到封装等一系列关键工艺步骤。本书详细解释了每一步骤的原理、设备和工艺参数，使读者能够了解一个完整的微电子器件是如何从原材料一步步加工而成的。 第七部分：器件的建模与仿真 现代微电子设计离不开器件建模与仿真。本书介绍了常用的器件模型，包括SPICE模型，以及如何使用这些模型对器件性能进行仿真分析。这部分内容对于实际的电路设计和器件优化具有重要的指导意义。 第八部分：器件的可靠性与封装 器件的可靠性是衡量其性能稳定性的重要指标。本书探讨了影响器件可靠性的各种因素，如热应力、电应力、环境因素等，并介绍了一些提高器件可靠性的方法。同时，书中也介绍了不同类型的器件封装技术，以及封装对器件性能的影响。 总结 《微电子器件》（第三版）以其系统的结构、详实的理论、丰富的实例以及对前沿技术的关注，成为一本不可多得的微电子领域经典教材。本书不仅为读者打下了坚实的理论基础，也为理解和掌握当今和未来的微电子技术提供了重要的参考。通过对本书的学习，读者能够深入理解微电子器件的本质，为进一步的电路设计、系统集成和技术创新奠定坚实的基础。本书内容逻辑清晰，覆盖面广，适合作为高等院校电子工程、通信工程、微电子科学与工程等专业的本科生和研究生教材，同时也适合相关领域的工程师和研究人员阅读参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉是“学术严谨，条理清晰”。它的章节划分逻辑性极强，像搭积木一样，上一章的知识是下一章讨论复杂模型的基础。比如，在介绍SOI（绝缘体上硅）器件时，作者并没有直接跳到其复杂的电学特性，而是先用一章的篇幅回顾了体硅MOS的电荷分布模型，然后巧妙地引入了体电荷效应的概念，使得SOI的分析变得顺理成章。插图中大量使用二维和三维的图形来辅助理解电场分布和载流子流动的路径，这些图示的质量非常高，比纯文字描述有效得多。我尤其欣赏作者在处理不同器件模型转换时的细腻之处。例如，从弱反型区到强反型区的亚阈值区过渡，书中的模型如何通过参数变化自然衔接，这种处理方式体现了作者对半导体器件行为连续性的深刻理解。对于准备考研或者需要进行系统化知识梳理的人来说，这本书的结构简直是完美的复习提纲，每一个小节都可以作为一个独立的知识点被精准定位和学习。虽然内容详实，但排版却做得不错，没有因为信息量大而显得拥挤，这一点对长时间阅读非常友好。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值在于它成功架设了理论与实践之间的桥梁，但它绝不是一本轻松的入门读物，更像是为“硬核”学习者准备的“武功秘籍”。它的语言风格偏向于经典教科书，比较正式和客观，很少出现带有个人色彩的诙谐或口语化的表达。这使得它在作为标准参考书时显得非常可靠。书中对材料特性的讨论也十分到位，不仅仅停留在少数几个理想材料上，而是涉及到了不同衬底材料和栅极材料对器件阈值电压的影响，这对于进行工艺选择和优化至关重要。我印象最深的是关于隧穿效应的介绍，它清晰地阐述了在极短沟道长度下量子隧穿如何成为限制器件性能的主要因素，并且给出了如何通过能带结构工程来缓解这种效应的思路。这本书的深度和广度都达到了一个非常高的水平，它迫使读者必须带着批判性的眼光去审视每一个公式和每一个假设。如果你是希望快速了解微电子器件基本概念的初学者，这本书可能会让你感到有些吃力，但如果你已经掌握了基础，并渴望深入理解现代半导体器件的物理极限和设计哲学，那么这本书的每一个章节都充满了值得细细品味的干货和深刻的见解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴实，米黄色的封皮上印着深蓝色的标题，给人一种沉稳而专业的观感。刚拿到手的时候，我其实有些犹豫，毕竟是第三版，担心内容会过于陈旧，毕竟微电子这个领域发展速度快得惊人。然而，翻开目录才发现，虽然是第三版，但内容更新得相当及时。它并没有仅仅停留在基础理论的罗列上，而是很深入地探讨了现代半导体工艺对器件特性的影响。比如，在MOSFET的部分，作者详尽地讲解了短沟道效应的物理机制以及各种抑制手段，这一点对于我理解当今主流的CMOS技术至关重要。书中对物理模型的推导过程非常细致，即便是初次接触这些复杂公式的读者，也能通过清晰的步骤理解其背后的物理意义，而不是盲目记忆。尤其欣赏的是，书中穿插了大量的实际工程案例分析，这使得理论知识不再是空中楼阁，而是可以直接指导实践。比如，在讨论PN结的击穿现象时，作者不仅给出了理论计算公式，还结合了实际晶圆测试中遇到的漏电问题进行了解析，这种学以致用的方式极大地提升了阅读的乐趣和效率。整体来看，这本书的结构组织得非常合理，从最基本的半导体物理开始，逐步深入到双极型晶体管和场效应晶体管的精细模型，最后还拓展到了新兴的器件概念，构建了一个非常扎实且立体的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本教材时，我最深的印象是它的讲解风格极其“工程师导向”。它不是那种纯粹的理论物理著作，更像是一位经验丰富的老工程师在手把手教你如何设计和分析实际的微电子器件。书中的语言精炼，很少使用冗余的修饰词，直击要害。例如，在讲解晶体管的跨导参数时，作者没有花费大量篇幅去铺垫冗长的历史背景，而是直接切入如何通过改变掺杂浓度和栅极长度来优化这个关键参数，这种高效的叙述方式非常适合我们这些时间宝贵的从业者或者准备进入工业界的学生。随书附带的一些仿真数据和曲线图也制作得非常清晰，很多地方甚至标注了不同参数变化下的敏感度分析，这对理解器件参数对电路性能的实际影响很有帮助。我特别喜欢其中关于“寄生效应”的章节，作者用生动的比喻解释了电容和电阻如何悄悄地吞噬掉器件的性能，并提供了具体的版图设计规则来规避这些陷阱。这部分内容读起来让人有一种豁然开朗的感觉，明白了为什么理论计算值和实际测量值总是有差距。可以说，这本书的价值不仅在于传授知识，更在于培养一种对细节高度敏感的工程思维。它教会的不是“是什么”，而是“如何才能做得更好”。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的评价可以用“厚重而深入”来概括。它绝对不是那种翻两下就能看完的轻薄读物，内容密度非常高，需要投入大量的时间和精力去消化。特别是关于器件噪声和可靠性方面的论述，简直是一部独立的专著。作者在讨论热噪声和散粒噪声时，不仅给出了标准的瑞利分布描述，还进一步探讨了高频工作条件下这些噪声源的频率依赖性，这对于射频电路设计人员来说是无价之宝。更让我感到惊讶的是，第三版中加入了大量关于先进工艺节点下器件特性的讨论，比如FinFET结构的工作原理和其相比传统平面MOS管的优势，这部分内容在很多老教材中是找不到的。书中对这些新结构的物理机制剖析得非常透彻，涉及到了量子效应的初步讨论，显示出编者紧跟时代前沿的努力。阅读过程中，我发现自己必须频繁地停下来，对照着书中的公式推导和图表进行反思和演算，否则很容易迷失在密集的公式群中。这本书的深度要求读者必须具备扎实的半导体物理基础，否则阅读体验可能会比较吃力，但对于那些愿意深入挖掘底层原理的人来说，这本书无疑是一座宝库。