本书第四版的目的是为了解 半导体 器件的特性、操作和局限性提供基础。为了取得这种了解,必定对半导体资料的物理学有透彻的了解。这本书的指标是会集量子力学,固体的量子切实,半导体资料物理,半导体器件物理。一切这些组件关于了解当今设施的运转和该畛域的任何未来开展都至关关键。在这篇课文中出现的物理量比许多引见半导体器件的书籍中所涵盖的要多。只管这个范围更广,但作者发现,一旦基本的导论和资料物理被齐全笼罩,半导体器件的物理性质就会人造地跟上,并且可以相当迅速和有效地被涵盖。对基础物理的强调也将有助于了解和开发新的半导体器件。因为本文的目的是引见半导体器件的切实,有许多先进的切实没有被思考。此外,制作工艺并未具体形容。关于诸如分散和离子注入等处置技术,有一些参考文献和普通性探讨,但仅限于这种处置的结果对器件特性有间接影响的中央。
本文面向 电气 工程专业大三、高年级本科生。了解这些资料的先决条件是大学数学,包括微分方程、基础大学物理和 电磁学 导论。引见一下现代物理学是有协助的,但不是必需的。此外,提早成功 电子 电路入门课程是有协助的,但不是必要的。
注释分为三个局部:第一局部引见量子物理学,而后继续探讨半导体资料物理;第二局部引见基本半导体器件的物理特性;第三局部引见专门的半导体器件,包括 光学 器件、 微波 器件和功率器件。第一局部由第一章到第六章组成。第一章引见了固体的晶体结构,从而获取了理想的单晶半导体资料。第2章和第3章引见了量子力学和固体的量子切实,它们一同提供了必要的基础物理。第4章到第6章涵盖半导体资料物理。第四章探讨热平衡形态下半导体的物理性质,第五章探讨半导体中载流子的输运现象,第六章钻研了非平衡过剩载流子特性。了解半导体中适量载流子的行为关于了解器件物理是至关关键的。第二局部由第7章至第13章组成。第7章探讨基本pn结的静电学,第8章探讨pn结 二极管 的 电流 -电压特性,包括直流和小 信号 特性。第9章探讨了整流和欧姆金属半导体结以及半导体异质结。金属-氧化物-半导体场效应 晶体管 ()的基本物理在第10章中论述,其余概念在第11章中引见。第12章开展了双极晶体管的切实,第13章引见了却场效应晶体管(JFET)。一旦pn结的物理学获取开展,关于这三种基本晶体管的章节可以按任何顺序来涵盖这些章节,免得相互依赖。第三局部包括第14章和第15章。第14章探讨光学器件,如太阳能电池和发光二极管。最后,第15章引见了半导体微波器件和半导体功率器件。这本书开端有八个附录。附录A蕴含选定的符号列表。符号有时会变得凌乱,因此本附录有助于跟踪一切符号。附录B蕴含了整个文本中经常使用的单位制、转换系数和普通常数。附录H列出了所选疑问的答案。大少数在校生会发现这个附录很有用。