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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書(shū)內(nèi)容從半導(dǎo)體相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)入手，首先介紹半導(dǎo)體的物理特性，以及與其相關(guān)的晶體、原子、能帶理論、空穴、摻雜等基本概念；再?gòu)木w管入手，講述晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理、制備工藝，以及集成電路的相關(guān)知識(shí)；最后，落地到應(yīng)用，介紹了半導(dǎo)體器件的使用和具體的應(yīng)用電路，以及半導(dǎo)體器件參數(shù)和等效電路。由于半導(dǎo)體技術(shù)涉及材料、微電子、電子、物理、化學(xué)等專業(yè)，屬于交叉學(xué)科，還涉及許多全新的領(lǐng)域，相關(guān)教材及參考書(shū)籍較少，適合初學(xué)者入門的書(shū)籍更少。為此，本書(shū)在編寫過(guò)程中，通過(guò)提供詳細(xì)的圖表和豐富的實(shí)例來(lái)提高可讀性與易懂性，為讀者進(jìn)入半導(dǎo)體這一領(lǐng)域提供了一本入門指南。本書(shū)涵蓋大量具有代表性的與半導(dǎo)體相關(guān)的內(nèi)容，主要強(qiáng)調(diào)對(duì)基礎(chǔ)器件結(jié)構(gòu)及內(nèi)部工作機(jī)制的基本認(rèn)識(shí)。本書(shū)內(nèi)容深入淺出、圖文并茂，適合半導(dǎo)體領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、大專院校的學(xué)生作為專業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)資料，也可以作為廣大科技愛(ài)好者了解半導(dǎo)體技術(shù)的初級(jí)讀物。讀者通過(guò)對(duì)本書(shū)內(nèi)容的閱讀，也將為后續(xù)的深入學(xué)習(xí)，如集成電路制造、集成電路設(shè)計(jì)、集成電路測(cè)試等打下理論基礎(chǔ)。

作者簡(jiǎn)介

　　陳譯，工學(xué)博士，擔(dān)任廈門理工學(xué)院碩士研究生導(dǎo)師，研究領(lǐng)域包括超結(jié)MOSFET、分裂柵型場(chǎng)效應(yīng)管SGT-MOSFTE、IGBT、第三代功率半導(dǎo)體SiC和GaN、智能功率模塊，以及半導(dǎo)體工藝流程的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。曾任職于日本三墾電氣株式會(huì)社，從事功率器件芯片、大功率模塊的研發(fā)，具有豐富的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。曾入選廈門市高層次留學(xué)人才、高層次人才“雙百計(jì)劃”領(lǐng)軍型創(chuàng)業(yè)人才、福建省“百人計(jì)劃”創(chuàng)業(yè)人才。主持并參與多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)項(xiàng)目，授權(quán)發(fā)明專利70余項(xiàng)。著有《芯片制造——半導(dǎo)體工藝與設(shè)備》等圖書(shū)。呂蘭蘭，理學(xué)博士，擔(dān)任廈門理工學(xué)院碩士研究生導(dǎo)師，長(zhǎng)期從事人機(jī)交互、數(shù)字媒體技術(shù)、器件芯片結(jié)構(gòu)與工藝，以及人工智能嵌入式領(lǐng)域的研究。近年來(lái)，專注于數(shù)字電路設(shè)計(jì)、半導(dǎo)體制造工藝等方面的研究，參與《芯片制造——半導(dǎo)體真空技術(shù)與設(shè)備》等著作的編寫。主持并參與多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)項(xiàng)目，發(fā)表SCI/EI檢索的論文10余篇。主要講授《人工智能導(dǎo)論》《數(shù)字電路基礎(chǔ)》《人機(jī)交互原理》等大學(xué)本科課程。

圖書(shū)目錄

目　錄前言第1章　什么是半導(dǎo)體11.1　人類生活和物質(zhì)21.2　從電學(xué)的角度來(lái)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類31.3　半導(dǎo)體的定義 31.4　半導(dǎo)體為什么重要5第2章　晶體的故事72.1　晶體是什么82.2　為什么使用晶體更好92.3　如何區(qū)分晶體122.4　制造人工晶體13第3章　原子的故事173.1　電子高速公路183.2　量子力學(xué)的奧秘203.3　原子和繁星203.4　原子的結(jié)合之手213.5　當(dāng)有很多原子存在的時(shí)候23第4章　能帶理論254.1　原子的結(jié)合264.2　能帶的組成284.3　各能帶的作用314.4　熱能驅(qū)動(dòng)電子314.5　根據(jù)禁帶寬度對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類32第5章　空穴的故事355.1　空穴的定義365.2　空穴的移動(dòng)方式385.3　能帶中的空穴395.4　有雜質(zhì)會(huì)怎么樣40第6章　摻雜的作用426.1　雜質(zhì)太少了436.2　5價(jià)的雜質(zhì)原子436.3　摻雜后能帶圖的變化466.4　3價(jià)的雜質(zhì)原子476.5　雜質(zhì)的摻雜方法496.6　雜質(zhì)半導(dǎo)體的電阻值49第7章　半導(dǎo)體中的載流子動(dòng)態(tài)527.1　雜質(zhì)半導(dǎo)體537.2　電子和空穴哪個(gè)移動(dòng)得更快557.3　電子和人類誰(shuí)跑得更快567.4　空穴在n型半導(dǎo)體中的移動(dòng)方式587.5　空穴的壽命60第8章　費(fèi)米能級(jí)的故事618.1　物體所持的電壓628.2　費(fèi)米能級(jí)638.3　電子的費(fèi)米能級(jí)64第9章　pn結(jié)及其作用669.1　什么是pn結(jié)679.2　如果把p型和n型半導(dǎo)體“粘”在一起會(huì)發(fā)生什么679.3　為什么會(huì)產(chǎn)生電壓709.4　真正的pn結(jié)729.5　半導(dǎo)體中的費(fèi)米能級(jí)739.6　當(dāng)p型和n型半導(dǎo)體結(jié)合變成pn結(jié)時(shí)759.7　pn結(jié)和能帶圖789.8　整流作用789.9　擊穿現(xiàn)象與齊納二極管809.10 　隧道二極管829.11 　pn結(jié)與光839.12 　太陽(yáng)能電池和光電二極管849.13 　發(fā)光二極管859.14 　變?nèi)荻O管859.15 　注入效應(yīng)和抽取作用869.16 　熱敏電阻和壓敏電阻879.17 　壓電效應(yīng)和感壓二極管889.18 　肖特基勢(shì)壘二極管88第10章　晶體管的結(jié)構(gòu)9010.1　通過(guò)兩個(gè)pn結(jié)形成晶體管9110.2　不能用導(dǎo)線直接連接制造晶體管嗎9310.3　晶體管的發(fā)明9410.4　晶體管發(fā)射極的作用9410.5　晶體管集電極的作用9610.6　晶體管基極的作用 97第11章　晶體管的工作原理9911.1　從發(fā)射極注入空穴10011.2　基極中注入空穴的運(yùn)動(dòng)方式10211.3　載流子的擴(kuò)散距離10411.4　救出空穴10511.5　集電極就像“水槽”10711.6　基極中電流的流動(dòng)方式10711.7　晶體管整體的電流流動(dòng)方式10911.8　場(chǎng)效應(yīng)晶體管11111.9　晶閘管112第12章　晶體管放大的原理11412.1　什么是放大11512.2　變壓器能進(jìn)行放大嗎11612.3　硅晶體管中的電流放大和電壓放大11712.4　發(fā)射極接地的情況11812.5　基極接地的情況12112.6　關(guān)鍵的內(nèi)部電阻12212.7　集電極接地的情況12312.8　晶體管配置的相位關(guān)系124第13章　晶體管的制備工藝12613.1　生長(zhǎng)結(jié)型晶體管12713.2　合金晶體管12713.3　漂移晶體管13113.4　臺(tái)面晶體管13113.5　平面晶體管133第14章　集成電路13614.1　轉(zhuǎn)變思維13714.2　集成電路的大小13714.3　集成電路為何能實(shí)現(xiàn)很好的價(jià)格13814.4　高可靠性的集成電路14014.5　集成電路的內(nèi)部構(gòu)造14014.6　集成電路的制造14314.7　集成電路的未來(lái)14514.8　技術(shù)演進(jìn)：突破物理法則的四大路徑14614.9　應(yīng)用場(chǎng)景：從“計(jì)算工具”到“文明器官”14714.10　挑戰(zhàn)與未來(lái)：向“后硅時(shí)代”遷徙147第15章　半導(dǎo)體器件的使用14915.1　半導(dǎo)體是“優(yōu)等生”15015.2　熱與半導(dǎo)體15015.3　電與半導(dǎo)體15215.4　水與半導(dǎo)體15315.5　光與半導(dǎo)體155第16章　晶體管的電氣特性15616.1　扎實(shí)掌握基礎(chǔ)知識(shí)15716.2　二極管的電氣特性15716.3　測(cè)量二極管的電氣特性15916.4　電阻的本質(zhì)16016.5　二極管的電阻特性16216.6　晶體管的電氣特性16316.7　集電極的輸出特性16516.8　基極電流為參數(shù)167第17章　半導(dǎo)體器件的應(yīng)用電路17117.1　增幅電路的基礎(chǔ)17217.2　偏置電路的基礎(chǔ)17817.3　偏置電路的設(shè)計(jì)193第18章　半導(dǎo)體器件參數(shù)和等效電路20318.1　晶體管的“身份證明”20418.2　參數(shù)的必要性20418.3　能動(dòng)回路網(wǎng)20718.4　回路電阻212