图解入门 半导体元器件精讲

图书标准信息

• 作者 执行直之
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2023-06
• 版次 1
• ISBN 9787111730668
• 定价 99.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 172页
• 字数 204千字

【内容简介】

本书改编自东芝株式会社内部培训用书。为了让读者理解以硅（Si）为中心的半导体元器件，笔者用了大量的图解方式进行说明。理解半导体元器件原理有效的图，其实是能带图。全书共7章，包括半导体以及MOS晶体管的简单说明、半导体的基础物理、PN结二极管、双极性晶体管、MOS电容器、MOS晶体管和超大规模集成电路器件。在本书后，附加了常量表、室温下（300K）的Si基本常量、MOS晶体管、麦克斯韦玻尔兹曼分布函数、关于电子密度n以及空穴密度p的公式、质量作用定律、PN结的耗尽层宽度、载流子的产生与复合、小信号下的共发射极电路的电流放大倍数、带隙变窄以及少数载流子迁移率、阈值电压Vth、关于漏极电流ID饱和的解释。
  本书主要面向具有高中数理基础的半导体初学者，也可供半导体、芯片从业者阅读。

【作者简介】

执行直之，国际电子技术与信息科学工程师学会会士（IEEE Fellow）。

毕业于日本东北大学的工学研究科情报工学专业，并取得了博士学位（工学）。

1980年进入东芝株式会社，2019年进入铠侠控股株式会社。

专业领域为半导体器件的仿真以及器件设计。

主要贡献为：

研发了三维器件仿真工具，阐释并解决了器件微缩过程中的问题。

构造了少数载流子迁移率等物理模型，使得器件仿真工具进一步实用化，对超大规模集成电路的实现做出了贡献。

解决了一些静电放电（ESD）软件错误等相关的问题，对闪存的器件设计做出了贡献。此外还进行过功率半导体IGBT相关的研究。

合著了《MOS集成电路的基础》（近代科学社出版）、《半导体制程 器件 仿真技术》（REALIZE出版社出版）等书籍。

自2001年，为神奈川大学工学部兼课讲师一职。

自2004年开始的两年间，曾任东京工业大学大学院兼课讲师一职。

曾任日本东北大学大学院客座教授一职。

自2017年开始的两年间，曾任东京工业大学研究员一职。

 

译者

娄煜，微电子专业硕士。曾从事数字电路评价以及验证工作。熟悉数字电路基础、半导体市场状况，以及数字电路细分领域客户需求。

【目录】

前言

第1章 半导体以及MOS晶体管的简单说明/

1.1半导体的历史/

1.2半导体的概述/

1.3MOS晶体管的概述/

习题/

习题解答/

第2章 半导体的基础物理/

2.1能带/

2.1.1电子是粒子还是波/

2.1.2非连续的能级/

2.1.3能带（连续能级）/

2.2费米统计与半导体/

2.2.1费米-狄拉克分布函数/

2.2.2绝缘体、半导体、金属的区别/

2.2.3本征半导体/

2.2.4N型以及P型半导体/

2.3电中性条件以及质量作用定律/

2.3.1电中性条件/

2.3.2质量作用定律/

2.3.3电子与空穴的密度/

2.4扩散与漂移/

2.4.1扩散电流/

2.4.2漂移电流/

2.4.3电子与空穴的电流密度/

2.5静电场的基本公式/

2.5.1静电场的基本公式/

2.5.2电荷密度、电场、电动势的图解/

习题/

习题解答/

第3章 PN结二极管/

3.1PN结二极管的结构以及整流作用/

3.1.1PN结二极管的构造/

3.1.2整流作用/

3.2能带图（接地时）/

3.2.1接合之前的能带图/

3.2.2接合之后的能带图/

3.2.3能带图与电荷密度、电场及电动势/

3.3能带图（施加偏置时）/

3.3.1反向偏置时的能带图/

3.3.2正向偏置时的能带图/

3.4电流电压特性/

3.4.1扩散长度/

3.4.2空间电荷区中的PN积/

3.4.3正向偏置下的电流电压特性/

3.4.4反向偏置下的电流电压特性/

习题/

习题解答/

第4章 双极性晶体管/

4.1双极性晶体管的能带图/

4.1.1双极性晶体管的结构/

4.1.2能带图/

4.2电流放大倍数与截止频率/

4.2.1电流放大倍数/

4.2.2电流放大倍数的导出/

4.2.3截止频率/

习题/

习题解答/

第5章 MOS电容器/

5.1MOS电容器的C-V特性/

5.1.1电容的说明/

5.1.2MOS电容器的电容/

5.2MOS结构的能带图/

5.2.1能带图（接地）/

5.2.2能带图（施加栅极电压的情况）/

5.3C-V特性的频率依赖性/

5.3.1低频下的C-V特性/

5.3.2高频下的C-V特性/

习题/

习题解答/

第6章 MOS晶体管/

6.1MOS晶体管的工作原理/

6.1.1MOS晶体管构造/

6.1.2电动势分布与电子流动/

6.2电流电压特性/

6.2.1线性区以及饱和区/

6.2.2电流电压特性的简单公式/

6.2.3考虑漏极电压VD情况下的漏极电流ID的式子/

6.2.4漏极电流ID饱和的理由/

6.2.5亚阈值区/

6.3NMOS与PMOS/

6.4反相器/

6.4.1电阻负载型反相器/

6.4.2CMOS反相器/

习题/

习题解答/

第7章 超大规模集成电路器件/

7.1器件微缩的方向：缩放比例定律/

7.1.1器件微缩化的好处/

7.1.2缩放比例定律/

7.2器件微缩的难点/

7.2.1短沟道效应/

7.2.2CMOS器件的闩锁效应/

7.3互连线微缩造成的信号延迟/

7.3.1定性的说明/

7.3.2延迟时间的估算/

7.4闪存/

7.4.1存储器LSI的分类/

7.4.2闪存：数据写入以及擦除/

习题/

习题解答/

附录/

【附录1】常量表/

【附录2】室温下（300K）的Si基本常量/

【附录3】从基本专利到实用化花了32年的MOS晶体管/

【附录4】麦克斯韦-玻尔兹曼分布函数/

【附录5】关于电子密度n以及空穴密度p的公式/

【附录6】质量作用定律/

【附录7】PN结的耗尽层宽度/

【附录8】载流子的产生与复合/

【附录9】小信号下的共发射极电路的电流放大倍数/

【附录10】带隙变窄以及少数载流子迁移率/

【附录11】阈值电压Vth/

【附录12】关于漏极电流ID饱和的解释/