发表于2024-12-23
固體電子學導論(第2版)/高等學校電子信息類專業係列教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2024
隨著半導體材料工藝日趨成熟,新的固態電子器件因材料質量的提高和對材料物理的深入研究而不斷齣現。固態電子器件是現代集成電路的基礎,它還廣泛應用於其他各領域,如光縴通信、固體成像、微波通信等。
本書介紹固體電子學的基礎理論,主要涉及固體物理和半導體物理的基礎知識,包括晶體的結構、晶體的結閤、晶格振動、晶體缺陷、能帶理論、半導體中的載流子、PN結、固體錶麵及界麵接觸現象、半導體器件原理、固體的光學性質與光電現象等內容。
全書共分8章。1-3章介紹固體物理的基本知識,內容有:晶體結構、晶體結閤、晶體生長、確定晶體結構的方法;晶格振動形成格波的特點、聲子的概念及聲子譜的測量方法;晶體缺陷的主要類型;能帶理論的基礎知識,包括金屬中的自由電子模型,晶體電子的波函數與能帶結構的特點,有效質量、空穴的概念,以及實際晶體能帶結構舉例。4-8章介紹半導體材料與器件特性,內容有:載流子濃度、遷移率、電導率的計算,漂移運動與擴散運動,非平衡載流子,連續性方程;PN結的形成與能帶圖、電流電壓特性、電容、擊穿;固體錶麵態的基本概念,錶麵電場效應,金屬與半導體的接觸,MIS結構的電容—電壓特性;半導體器件的基本原理,包括二極管、雙極型晶體管、場效應晶體管,半導體集成器件和微細加工技術簡介。固體的光學常數及實驗測量,光吸收,光電導,光生伏特效應及太陽電池,半導體發光及發光二極管等。
第1章晶體的結構和晶體的結閤
1.1晶體的特徵與晶體結構的周期性
1.1.1晶體的特徵
1.1.2晶體結構的周期性
1.1.3原胞與晶胞
1.1.4實際晶體舉例
1.2晶列與晶麵倒格子
1.2.1晶列
1.2.2晶麵
1.2.3倒格子
1.3晶體結構的對稱性晶係
1.3.1物體的對稱性與對稱操作
*1.3.2晶體的對稱點群
1.3.3晶係
*1.3.4準晶體
*1.4確定晶體結構的方法
1.4.1晶體衍射的一般介紹
1.4.2衍射方程
1.4.3反射公式
1.4.4反射球
1.5晶體的結閤
1.5.1離子性結閤
1.5.2共價結閤
1.5.3金屬性結閤
1.5.4範德華結閤
*1.6晶體生長簡介
1.6.1自然界的晶體
1.6.2溶液中生長晶體
1.6.3水熱法生長晶體
1.6.4熔體中生長晶體
1.6.5矽、鍺單晶生長
習題1
第2章晶格振動和晶體的缺陷
2.1晶格振動和聲子
2.1.1一維單原子晶格的振動
2.1.2周期性邊界條件
2.1.3晶格振動量子化聲子
*2.2聲學波與光學波
2.2.1一維雙原子晶格的振動
2.2.2聲學波和光學波的特點
*2.3格波與彈性波的關係
2.4聲子譜的測量方法
2.5晶體中的缺陷
2.5.1點缺陷
2.5.2綫缺陷
2.5.3麵缺陷
習題2
第3章能帶論基礎
3.1晶體中電子狀態的近似處理方法
3.1.1單電子近似
3.1.2周期性勢場的形成
3.2金屬中的自由電子模型
3.2.1無限深勢阱近似——駐波解
3.2.2周期性邊界條件——行波解
3.2.3能態密度
*3.2.4費米球
3.3布洛赫定理
3.3.1布洛赫定理的錶述
*3.3.2布洛赫定理的證明
3.3.3布洛赫函數的意義
3.4剋龍尼剋�纔四贍P�
3.4.1求解
3.4.2討論
3.4.3能帶結構的特點
*3.5能帶的計算方法
3.5.1準自由電子近似
*3.5.2布洛赫函數的例子
3.5.3緊束縛近似
3.6晶體的導電性
3.6.1電子運動的速度和加速度有效質量
3.6.2電子導電和空穴導電
3.6.3導體、半導體和絕緣體的區彆
*3.7實際晶體的能帶
3.7.1迴鏇共振和有效質量
3.7.2矽和鍺的能帶結構
3.7.3砷化鎵的能帶結構
習題3
第4章半導體中的載流子
4.1本徵半導體與雜質半導體
4.1.1本徵半導體
4.1.2雜質半導體
4.1.3雜質電離能與雜質補償
4.2半導體中的載流子濃度
4.2.1費米分布函數
4.2.2平衡態下的導帶電子濃度和價帶空穴濃度
4.2.3本徵載流子濃度與費米能級
4.2.4雜質充分電離時的載流子濃度
4.2.5雜質未充分電離時的載流子濃度
*4.3簡並半導體
4.4載流子的漂移運動
4.4.1遷移率
4.4.2電導率
*4.4.3霍耳(Hall)效應
4.5非平衡載流子及載流子的擴散運動
4.5.1穩態與平衡態
4.5.2壽命
4.5.3擴散運動
4.5.4連續性方程
習題4
第5章PN結
5.1PN結及其能帶圖
5.1.1PN結的製備
5.1.2PN結的內建電場與能帶圖
5.1.3PN結的載流子分布
5.1.4PN結的勢壘形狀
5.2PN結電流電壓特性
5.2.1非平衡PN結的勢壘與電流的定性分析
*5.2.2非平衡PN結的少子分布
5.2.3理想PN結的電流電壓方程
5.3PN結電容
5.3.1勢壘電容
5.3.2擴散電容
5.3.3勢壘電容的計算
5.3.4擴散電容的計算
5.4PN結擊穿
5.4.1雪崩擊穿
5.4.2隧道擊穿(齊納擊穿)
5.4.3熱電擊穿
習題5
第6章固體錶麵及界麵接觸現象
6.1錶麵態
6.1.1理想錶麵和實際錶麵
6.1.2錶麵態
6.1.3錶麵態密度
6.2錶麵電場效應
6.2.1外電場對半導體錶麵的影響
6.2.2錶麵空間電荷區的電場、麵電荷密度和電容
6.2.3各種錶麵層狀態
6.2.4錶麵電導
6.3金屬與半導體的接觸
6.3.1金屬和半導體的功函數
6.3.2接觸電勢差和接觸勢壘
6.3.3金屬與半導體接觸的整流特性
6.3.4歐姆接觸
6.4MIS結構的電容�駁繆固匭�
6.4.1理想MIS結構電容
6.4.2理想MIS結構的C�睼特性
6.4.3功函數差及絕緣層中電荷對C�睼特性的影響
*6.5異質結
6.5.1異質結的分類
6.5.2突變異質結的能帶圖
6.5.3異質結的電流電壓特性
6.5.4半導體超晶格
習題6
第7章半導體器件基礎
7.1二極管
7.1.1二極管的基本結構
7.1.2整流二極管
7.1.3齊納二極管
7.1.4變容二極管
7.1.5肖特基二極管
7.2雙極型晶體管
7.2.1BJT的基本結構
7.2.2BJT的電流�駁繆固匭�
7.3場效應晶體管
7.3.1JFET
7.3.2MOSFET
*7.3.3MESFET
7.4半導體集成器件
7.4.1集成電路的構成
7.4.2微細加工技術
習題7
第8章固體光電基礎
8.1固體的光學常數
8.1.1摺射率與消光係數
*8.1.2剋拉末�部肆�尼剋(Kramers�睰ronig)關係
*8.2光學常數的測量
8.3半導體的光吸收
8.3.1本徵吸收
8.3.2直接躍遷和間接躍遷
8.3.3其他吸收過程
8.4半導體的光電導
8.4.1附加電導率
8.4.2定態光電導及其弛豫過程
8.4.3本徵光電導的光譜分布
8.4.4雜質光電導
8.5PN結的光生伏特效應和太陽能電池
8.5.1PN結的光生伏特效應
8.5.2光電池的電流電壓特性
8.5.3太陽能電池及其光電轉換效率
8.6半導體發光
8.6.1輻射躍遷
8.6.2發光效率
8.6.3電緻發光激發機構
8.6.4發光二極管(LED)
*8.6.5半導體激光器(LD)
習題8
附錄A常用錶
附錄BExcel在教學中的應用
參考文獻
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