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| 內容簡介： |
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本书为普通高等教育十一五、十二五*规划教材。本书首先介绍半导体器件基本方程。在此基础上，全面系统地介绍PN结二极管、双极结型晶体管（BJT）和绝缘栅场效应晶体管（MOSFET）的基本结构、基本原理、工作特性和SPICE模型。本书还介绍了主要包括HEMT和HBT的异质结器件。书中提供大量习题，便于读者巩固及加深对所学知识的理解。本书适合作为高等学校电子科学与技术、集成电路设计与集成系统、微电子学等专业相关课程的教材，也可供其他相关专业的本科生、研究生和工程技术人员阅读参考。
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| 關於作者： |
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陈星弼，电子科技大学，教授，博士生导师，中国科学院院士，主编的《微电子器件》教材，为普通高等教育十一五、十二五国家级规划教材。
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| 目錄：
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第1章半导体物理基础及基本方程
11半导体晶格
111基本的晶体结构
112晶向和晶面
113原子价键
12半导体中的电子状态
121原子的能级和晶体的能带
122半导体中电子的状态和能带
123半导体中电子的运动和有效质量
124导体、半导体和绝缘体
13平衡状态下载流子浓度
131费米能级和载流子的统计分布
132本征载流子浓度
133杂质半导体的载流子浓度
134简并半导体的载流子浓度
14非平衡载流子
141非平衡载流子的注入与复合过程
142非平衡载流子的寿命
143复合理论
15载流子的输运现象
151载流子的漂移运动及迁移率
152载流子的扩散运动
153爱因斯坦关系
16半导体器件基本方程
161泊松方程
162输运方程
163连续性方程
164方程的积分形式
165基本方程的简化与应用举例
本章参考文献
第2章PN结
21PN结的平衡状态
211空间电荷区的形成
212内建电场、内建电势与耗尽区宽度
213能带图
214线性缓变结
215耗尽近似和中性近似的适用性
22PN结的直流电流电压方程
221外加电压时载流子的运动情况
222势垒区两旁载流子浓度的玻耳兹曼分布
223扩散电流
224势垒区产生复合电流
225正向导通电压
226薄基区二极管
23准费米能级与大注入效应
231自由能与费米能级
232准费米能级
233大注入效应
24PN结的击穿
241碰撞电离率和雪崩倍增因子
242雪崩击穿
243齐纳击穿
244热击穿
25PN结的势垒电容
251势垒电容的定义
252突变结的势垒电容
253线性缓变结的势垒电容
254实际扩散结的势垒电容
26PN结的交流小信号特性与扩散电容
261交流小信号下的扩散电流
262交流导纳与扩散电容
263二极管的交流小信号等效电路
27PN结的开关特性
271PN结的直流开关特性
272PN结的瞬态开关特性
273反向恢复过程
274存储时间与下降时间
28SPICE中的二极管模型
习题二
本章参考文献
第3章双极结型晶体管
31双极结型晶体管基础
311双极结型晶体管的结构
312偏压与工作状态
313少子浓度分布与能带图
314晶体管的放大作用
32均匀基区晶体管的电流放大系数
321基区输运系数
322基区渡越时间
323发射结注入效率
324电流放大系数
33缓变基区晶体管的电流放大系数
331基区内建电场的形成
332基区少子电流密度与基区少子浓度分布
333基区渡越时间与输运系数
334注入效率与电流放大系数
335小电流时放大系数的下降
336发射区重掺杂的影响
337异质结双极型晶体管
34双极结型晶体管的直流电流电压方程
341集电结短路时的电流
342发射结短路时的电流
343晶体管的直流电流电压方程
344晶体管的输出特性
345基区宽度调变效应
35双极结型晶体管的反向特性
351反向截止电流
352共基极接法中的雪崩击穿电压
353共发射极接法中的雪崩击穿电压
354发射极与基极间接有外电路时的反向电流与击穿电压
355发射结击穿电压
356基区穿通效应
36基极电阻
361方块电阻
362基极接触电阻和接触孔边缘到工作基区边缘的电阻
363工作基区的电阻和基极接触区下的电阻
37双极结型晶体管的功率特性
371大注入效应
372基区扩展效应
373发射结电流集边效应
374晶体管的热学性质
375二次击穿和安全工作区
38电流放大系数与频率的关系
381高频小信号电流在晶体管中的变化
382基区输运系数与频率的关系
383高频小信号电流放大系数
384晶体管的特征频率
385影响高频电流放大系数与特征频率的其他因素
39高频小信号电流电压方程与等效电路
391小信号的电荷控制模型
392小信号的电荷电压关系
393高频小信号电流电压方程
394小信号等效电路
310功率增益和最高振荡频率
3101高频功率增益与高频优值
3102最高振荡频率
3103高频晶体管的结构
311双极结型晶体管的开关特性
3111晶体管的静态大信号特性
3112晶体管的直流开关特性
3113晶体管的瞬态开关特性
312SPICE中的双极晶体管模型
3121埃伯斯-莫尔EM模型
3122葛谋-潘GP模型
习题三
本章参考文献
第4章绝缘栅型场效应晶体管
41MOSFET基础
42MOSFET的阈电压
421MOS结构的阈电压
422MOSFET的阈电压
43MOSFET的直流电流电压方程
431非饱和区直流电流电压方程
432饱和区的特性
44MOSFET的亚阈区导电
45MOSFET的直流参数与温度特性
451MOSFET的直流参数
452MOSFET的温度特性
453MOSFET的击穿电压
46MOSFET的小信号参数、高频等效电路及频率特性
461MOSFET的小信号交流参数
462MOSFET的小信号高频等效电路
463最高工作频率和最高振荡频率
464沟道渡越时间
47短沟道效应
471小尺寸效应
472迁移率调制效应
473漏诱生势垒降低效应
474强电场效应
475表面势和阈值电压准二维分析
48体硅MOSFET的发展方向
481按比例缩小的MOSFET
482双扩散MOSFET
483深亚微米MOSFET
484应变硅MOSFET
485高K栅介质及金属栅电极MOSFET
49功率垂直型双扩散场效应晶体管
491VDMOS器件
492超结VDMOS器件
493常规VDMOS与超结VDMOS器件的电流电压关系的比较
410SOI MOSFET
4101SOI MOSFET结构特点
4102SOI MOSFET一维阈值电压模型
4103SOI MOSFET的电流特性
4104SOI MOSFET的亚阈值斜率
4105短沟道SOI MOSFET的准二维分析
411多栅结构MOSFET与FINFET
4111多栅MOSFET结构
4112多栅结构MOSFET的特征长度
4113双栅FINFET的亚阈值斜率
4114双栅FINFET的按比例缩小
4115多栅FINFET的结构设计
412无结晶体管
4121无结晶体管的工作原理
4122无结晶体管的阈值电压
4123无结晶体管的直流电流电压关系
4124无结晶体管的温度特性
413SPICE中的MOSFET模型
4131MOS1模型
4132MOS2模型
4133MOS3模型
4134电容模型
4135小信号模型
4136串联电阻的影响
习题四
本章参考文献
第5章半导体异质结器件
51半导体异质结
511半导体异质结的能带突变
512半导体异质结伏安特性
52高电子迁移率晶体管HEMT
521高电子迁移率晶体管的基本结构
522HEMT的工作原理
523异质结界面的二维电子气
524高电子迁移率晶体管HEMT的直流特性
525HEMT的高频模型
526HEMT的高频小信号等效电路
527高电子迁移率晶体管HEMT的频率特性
53异质结双极晶体管HBT
531HBT的基础理论
532能带结构与HBT性能的关系
533异质结双极晶体管的特性
534SiSi1-xGex异质结双极晶体管
习题五
本章参考文献
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| 內容試閱：
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本书为普通高等教育十一五、十二五国家级规划教材，也是四川省精品课程微电子器件的配套教材。
本教材第3版于2011年出版，具有起点高、立意新、强调基本概念、突出物理图像等鲜明特点，同时又保持了其科学性和严谨性的精髓，因此深受学生的欢迎，已被国内多所院校选做基本教材或主要参考教材，教学效果良好。
本教材集中讨论了三类微电子器件，即PN结二极管、双极结型晶体管（BJT）和绝缘栅型场效应晶体管（MOSFET）。这三类器件既是集成电路的核心，又是不断涌现的各种新型分立器件的基础。本教材的目的是使学生掌握这三类器件的基本结构、基本原理、工作特性和SPICE模型。
本教材第3版出版已有7年，尽管在基本概念和基本工作原理的论述上很经典，但未能完全反映微电子技术的飞速发展。在第4版编写过程中，编著者参阅了大量文献，并在总结多年教学实践的基础上进一步调整、充实了内容，以反映微电子器件领域当前的新成果和发展趋势。第4版除了补充深亚微米MOS器件的多晶硅耗尽、应变硅MOSFET、高K栅介质MOSFET等现代体硅器件的内容，还增加了对几类重要器件的分析论述，包括功率垂直型双扩散场效应晶体管、SOI MOSFET、多栅MOSFET与FINFET、无结MOS晶体管等。这些内容是当前微电子器件研究的前沿热点。
鉴于微电子器件的噪声特性内容陈旧、应用面窄，第4版教材删除了第3版中的相关章节。此外，第3版中第1章关于半导体基本方程的介绍理论较深，起点较高，前后衔接不够紧密，显得较为突兀。在第4版中简明地增加了部分半导体物理的基础内容，使得知识连贯性更好，更容易被学生所接受。
本教材第4版与国内外同类教材相比,具有两个重要特点。一是针对超大规模集成电路的基础器件MOSFET飞速发展,增加了SOI MOSFET、FINFET及无结晶体管等前沿热点内容，这些知识一方面可以作为选讲内容，更重要的是可以激发学生的兴趣，以便深入自主学习；二是结合本教材主编陈星弼院士的科研成果，简明地介绍了功率垂直型双扩散场效应晶体管，这些内容不一定要在课堂上讲授，而是为了使学生将来在工作中需要时，可以用做参考。
本书可作为高等学校电子科学与技术、集成电路设计与集成系统、微电子学等专业本科生主干专业课微电子器件的教材，也可供其他相关专业本科生、研究生和工程技术人员阅读参考。讲授本教材的参考学时数为48～80学时。本教材的基本内容包括：第1章；第2章的第1，2，4～7节；第3章的第1～5，8～10节和第4章的第1～8,10～12节。这些内容的参考学时数为60学时，其余内容可视学时数的多少而选讲。
本教材配有大量习题。其中标有*的为基础性习题，建议作为必做题；未标*的为扩展性习题，建议作为选做题。
本书由陈星弼等编著，第4版由陈勇、刘继芝、任敏修编，黄海猛、吕信江参与了部分内容的编写工作。修编本书希望能够覆盖微电子器件的基础知识并跟踪新技术的发展。但由于作者水平有限，书中难免有缺点和错误，欢迎广大读者批评指正（yongchen@uestceducn）。
编著者
于电子科技大学
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