半導體器件物理學習與考研指導

前言

　　在應(yīng)對期末考試和研究生入學考試過程中，很多學生反映半導體器件物理概念多、公式多、圖表多，涉及基礎(chǔ)知識面廣，物理現(xiàn)象紛紜復雜，應(yīng)對考試困難。為了幫助學生學習半導體器件物理課程，有效地應(yīng)對考試，我們編寫了本書，作為與普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《半導體器件物理（第二版）》（孟慶巨、劉海波、孟慶輝編著，科學出版社2009年11月第六次印刷）配套使用的教學輔導資料?！　∪珪卜譃?1章，包括：半導體物理基礎(chǔ)、PN結(jié)、雙極結(jié)型晶體管、金屬一半導體結(jié)、結(jié)型場效應(yīng)晶體管和金屬一半導體場效應(yīng)晶體管、金屬一氧化物一半導體場效應(yīng)晶體管、電荷轉(zhuǎn)移器件、半導體太陽電池和光電二極管、發(fā)光二極管和半導體激光器。教材中標有*號的閱讀或選講章節(jié)未予包括?！　”緯鴮ⅰ栋雽w器件物理（第二版）》的基本內(nèi)容分解為知識點歸納、基本概念與問題、理論推導與命題證明、圖表解析與應(yīng)用和習題解答五個知識模塊做了詳細的解讀，以期達到幫助學生掌握半導體器件的基本結(jié)構(gòu)、基本工作原理、基本性能參數(shù)和基本制造工藝進而培養(yǎng)學生舉一反三、觸類旁通、發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力的教學要求。其中基本概念與問題、理論推導與命題證明、圖表解析與應(yīng)用幾乎包括《半導體器件物理（第二版）》中出現(xiàn)的全部概念、理論推導和圖表（器件結(jié)構(gòu)示意圖、能帶圖、載流子分布示意圖、等效電路圖和特性曲線圖等）。因此，本書是對《半導體器件物理（第二版）》的詳細解讀。建議讀者將本書與《半導體器件物理（第二版）》同時使用?！　】紤]到學生已經(jīng)學習過半導體物理課程，因此，第1章（兩個課時）僅對半導體物理的主要知識作了簡要的復習，對于半導體器件物理需要而在半導體物理課中介紹很少或沒有介紹的知識作了補充，對半導體器件物理所使用的與半導體物理中使用的不一致的物理量符號作了介紹。

內(nèi)容概要

本書是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《半導體器件物理（第二版）》（孟慶巨、劉海波、孟慶輝等編著）的配套教學輔導資料。全書共分為11章，內(nèi)容包括：半導體物理基礎(chǔ)、PN結(jié)、雙極結(jié)型晶體管、金屬一半導體結(jié)、結(jié)型場效應(yīng)晶體管和金屬一半導體場效應(yīng)晶體管、金屬一氧化物一半導體場效應(yīng)晶體管、電荷轉(zhuǎn)移器件、半導體太陽電池和光電二極管、發(fā)光二極管和半導體激光器。書末還給出了近幾年吉林大學“微電子學與固體電子學”國家重點學科研究生入學考試試題及參考答案。    本書可供電子科學與技術(shù)、微電子學、光電子技術(shù)等專業(yè)師生在半導體器件物理課程的教學中使用，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員和科研工作者參考。

書籍目錄

叢書序前言第1章 半導體物理基礎(chǔ)　1.1 知識點歸納　　1.載流子的統(tǒng)計分布　　2.電荷輸運現(xiàn)象　　3.非均勻半導體中的內(nèi)建場　　4.準費米能級　　5.復合機制　　6.表面復合和表面復合速度　　7.半導體中的基本控制方程　1.2 習題解答第2章 PN結(jié)　2.1 知識點歸納　　1.熱平衡PN結(jié)　　2.偏壓的PN結(jié)　　3.理想PN結(jié)二極管的直流電流電壓特性　　4.空間電荷區(qū)復合電流和產(chǎn)生電流　　5.隧道電流　　6.溫度對PN結(jié)I-V特性的影響　　7.耗盡層電容、求雜質(zhì)分布和變?nèi)荻O管　　8.PN結(jié)二極管的頻率特性　　9.PN結(jié)二極管的開關(guān)特性　　10.PN結(jié)擊穿　2.2　基本概念與問題　2.3　理論推導與命題證明　2.4　圖表解析與應(yīng)用　2.5　習題解答第3章 雙極結(jié)型晶體管　3.1　知識點歸納　　1.基本工作原理（以NPN型為例）　　2.理想雙極結(jié)型晶體管中的電流傳輸　　3.埃伯斯一莫爾（Ebers—Moll）方程　　4.緩變基區(qū)晶體管（Gummel-Poon模型）　　5.基區(qū)擴展電阻和電流集聚效應(yīng)　　6.基區(qū)寬度調(diào)變效應(yīng)　　7.晶體管的頻率響應(yīng)　　8.混接兀模型等效電路　　9.晶體管的開關(guān)特性　　10.反向電流和擊穿電壓　3.2　基本概念與問題　3.3　理論推導與命題證明　3.4　圖表解析與應(yīng)用　3.5　習題解答第4章 金屬一半導體結(jié)　4.1　知識點歸納　　1.肖特基勢壘　　2.界面態(tài)對勢壘高度的影響　　3.鏡像力對勢壘高度的影響　　4.肖特基勢壘二極管的電流一電壓特性　　5.金屬_絕緣體半導體肖特基二極管　　6.肖特基勢壘二極管和PN結(jié)二極管之間的比較　　7.歐姆接觸——非整流的M-S結(jié)　4.2　基本概念與問題　4.3　理論推導與命題證明　4.4　圖表解析與應(yīng)用　4.5　習題解答第5章 結(jié)型場效應(yīng)晶體管和金屬一半導體場效應(yīng)晶體管　5.1知識點歸納　　1.理想JFET的I-V特性　　2.靜態(tài)特性　　3.小信號參數(shù)和等效電路　　4.JFET的最高工作頻率　　5.溝道長度調(diào)制效應(yīng)　　6.金屬半導體場效應(yīng)晶體管　　7.JFET和MESFET的類型　……第6章 金屬-氧化物-半導體場效應(yīng)晶體管第7章 電荷轉(zhuǎn)移器件第8章 半導體太陽電池和光電二極管第9章 發(fā)光二極管和半導體激光器第10章 吉林大學碩士研究生入學考試“半導體器件物理”試題第11章 吉林大學碩士研究生入學考試“半導體器件物理”試題參考答案

章節(jié)摘錄

　　解光電二極管的基本工作原理是基于反偏壓結(jié)（PN結(jié)、肖特基結(jié)、異質(zhì)結(jié)等1的少子抽取作用。光照使結(jié)的空間電荷區(qū)內(nèi)和擴散區(qū)內(nèi)產(chǎn)生大量的非平衡載流子。這些非平衡載流子被內(nèi)建電場和反偏壓電場漂移，形成大的反向電流——光電流。這個光電流與入射光強度成正比，比結(jié)的反向飽和電流大得多。光電流與入射光的頻率密切相關(guān)，因此，光電二極管能把光信號變成電信號，達到探測光信號的目的?！　?.列出光電二極管和太陽電池的共同點和三個主要差別?！　〗夤餐c是二者都是利用光生伏打效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)換成電能的器件。由于二者用途不同，有以下三個主要差別：①.PN結(jié)光電二極管工作時要加反偏壓，太陽電池不加偏壓。②光電二極管用于探測某一確定頻率的光，因此，制造光電二極管的材料的禁帶寬度要與該光的頻率相應(yīng)，即等于探測光子能量；對于太陽電池，人們關(guān)心的是獲得大的轉(zhuǎn)換效率。③對于光電二極管，除獲得大的量子效率和響應(yīng)度以外，更要求其具有足夠的響應(yīng)速度（帶寬）。

編輯推薦

　　《半導體器件物理學習與考研指導》特點：　　國家級精品課程教材《半導體器件物理(第二版)》的配套教學輔導教材?！　∪娓采w學科知識點的同時，提綱挈領(lǐng)地突出其中的知識要點?！　〈鹨山饣?，包括基本概念的深入闡釋、重點理論的推導與命題證明、主要圖表的分析與應(yīng)用、習題的詳盡解答?！　“?006—2009吉林大學相關(guān)專業(yè)碩士研究生入學考試試題與答案?！　〗讨肝扑]用書

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