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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121315657

商品编码：29885657997

商品基本信息，请以下列介绍为准
商品名称：	固态电子器件
作者：	（美）Ben G. Streetman（本 · G. 斯特里特曼） Sanjay K. Banerjee（桑贾伊 · K. 班纳吉）
定价：	109.0
出版社：	电子工业出版社
出版日期：	2018-03-01
ISBN：	9787121315657
印次：
版次：	7
装帧：	平装-胶订
开本：	16开

内容简介

本书是固态电子器件的教材，全书分为固体物理基础和半导体器件物理两大部分，共10章。第1章至第4章介绍半导体材料及其生长技术、量子力学基础、半导体能带以及过剩载流子。第5章至第10章介绍各种电子器件和集成电路的结构、工作原理以及制造工艺等，包括：p-n结、金属-半导体结、异质结；场效应晶体管；双极结型晶体管；光电子器件；高频、大功率及纳电子器件。第9章使用较大篇幅介绍CMOS制造工艺，从器件物理角度介绍SRAM、DRAM、CCD、闪存等集成器件的结构和工作原理。本书的器件种类基本涵盖了所有的器件大类，反映了现代电子器件的基础理论、工作原理、二级效应以及发展趋势。各章均给出小结，并附有习题、参考读物和自测题。

目录

目 录 第1章 晶体性质和半导体生长1 1.1 半导体材料1 1.2 晶格2 1.2.1 周期结构2 1.2.2 立方晶格4 1.2.3 晶面与晶向5 1.2.4 金刚石晶格7 1.3 大块晶体生长9 1.3.1 原材料的制备9 1.3.2 单晶的生长9 1.3.3 晶片加工11 1.3.4 晶体掺杂11 1.4 薄层晶体的外延生长12 1.4.1 外延生长的晶格匹配13 1.4.2 气相外延14 1.4.3 分子束外延16 1.5 周期性结构中波的传播17 小结18 习题19 参考读物20 自测题20 第2章 原子和电子22 2.1 关于物理模型22 2.2 重要实验及其结果23 2.2.1 光电效应23 2.2.2 原子光谱25 2.3 玻尔模型26 2.4 量子力学基础知识28 2.4.1 几率和不确定性原理29 2.4.2 薛定谔波动方程30 2.4.3 势阱问题32 2.4.4 量子隧穿33 2.5 原子结构和元素周期表34 2.5.1 氢原子34 2.5.2 元素周期表36 小结39 习题40 参考读物41 自测题41 第3章 半导体的能带和载流子43 3.1 固体结合性质与能带43 3.1.1 固体的结合性质43 3.1.2 能带45 3.1.3 金属、半导体和绝缘体47 3.1.4 直接禁带半导体和间接禁带半导体48 3.1.5 化合物半导体能带结构随组分的变化49 3.2 半导体中的载流子50 3.2.1 电子和空穴51 3.2.2 有效质量54 3.2.3 本征半导体56 3.2.4 非本征半导体57 3.2.5 量子阱中的电子和空穴60 3.3 载流子浓度60 3.3.1 费米能级61 3.3.2 平衡态电子和空穴浓度62 3.3.3 载流子浓度对温度的依赖关系66 3.3.4 杂质补偿和空间电荷中性67 3.4 载流子在电场和磁场中的运动68 3.4.1 电导率和迁移率68 3.4.2 电阻率71 3.4.3 迁移率对温度和掺杂浓度的依赖关系72 3.4.4 高场效应74 3.4.5 霍尔效应74 3.5 平衡态费米能级的不变性76 小结77 习题78 参考读物80 自测题81 第4章 半导体中的过剩载流子83 4.1 半导体对光的吸收特性83 4.2 半导体发光85 4.2.1 光致发光85 4.2.2 电致发光87 4.3 载流子寿命和光电导87 4.3.1 电子和空穴的直接复合87 4.3.2 间接复合；载流子俘获89 4.3.3 稳态载流子浓度；准费米能级91 4.3.4 光电导93 4.4 载流子在半导体中的扩散93 4.4.1 扩散机制94 4.4.2 载流子的扩散和漂移；自建电场96 4.4.3 扩散和复合；连续性方程98 4.4.4 稳态注入；扩散长度99 4.4.5 Haynes-Shockley实验101 4.4.6 准费米能级的空间梯度103 小结104 习题104 参考读物107 自测题107 第5章 半导体p-n结和金属-半导体结109 5.1 p-n结的制造109 5.1.1 热氧化109 5.1.2 扩散111 5.1.3 快速热处理112 5.1.4 离子注入113 5.1.5 化学气相淀积114 5.1.6 光刻115 5.1.7 腐蚀(刻蚀)117 5.1.8 金属化118 5.2 平衡态p-n结120 5.2.1 接触电势120 5.2.2 平衡态费米能级123 5.2.3 结的空间电荷124 5.3 结的正偏和反偏；稳态特性127 5.3.1 结电流的定性分析127 5.3.2 载流子的注入130 5.3.3 反向偏置136 5.4 反向击

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本书反映了现代电子器件的基础理论、工作原理、二级效应以及发展趋势。各章均给出小结，并附有习题、参考读物和自测题。

《晶体管的神话与现实：从硅基到量子世界的探索》 简介： 这是一部关于半导体器件的宏大叙事，它将带领读者穿越时空，从人类最早对电的认知，到当下以及未来可能实现的颠覆性技术。本书并非一本枯燥的教科书，而是一场充满好奇心和探索精神的智力冒险，它旨在揭示那些支撑我们现代数字世界的微小奇迹——晶体管——背后深刻的科学原理、令人惊叹的工程智慧，以及它们所预示的未来图景。 我们将从最基础的物理概念出发，深入理解原子尺度上电子的奇特行为，它们如何在特定材料中被“驯服”，进而被赋予控制电流的能力。你会了解到，那些看似冰冷的硅片，实际上是人类智慧与自然规律巧妙结合的艺术品。我们将一起探索，是什么样的物理特性使得某些元素成为半导体，它们与导体、绝缘体之间微妙而关键的区别在哪里。本书将用通俗易懂的语言，阐述能带理论的核心思想，理解电子如何在能量“禁带”中被激励，从而实现导电性的跃迁。 本书的核心部分将聚焦于晶体管的诞生与演进。我们将回顾那段激动人心的历史，从早期科学家们对“固体中的电子开关”的构想，到肖克利、巴丁和布拉顿在贝尔实验室的突破性发现。你会了解到，锗晶体管的诞生是如何开启半导体时代的大门，以及为何硅最终取代了锗，成为半导体工业的王者。我们会详细解析双极结型晶体管（BJT）的工作原理，理解其电流放大效应的奥秘，以及PN结的形成和载流子注入如何实现信号的控制。 随后，我们将深入到场效应晶体管（FET）的世界。特别是MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）的革命性影响。我们会详细解释MOSFET的结构，包括栅极、源极、漏极以及沟道，以及通过栅极电压控制沟道电导率这一核心机制。本书将层层剥开MOSFET的各种类型，如NMOS和PMOS，以及它们在互补金属氧化物半导体（CMOS）技术中的协同作用，后者是如何奠定现代集成电路低功耗、高性能的基础。你将理解，正是CMOS技术，使得我们手中的智能手机、强大的服务器以及无处不在的物联网设备成为可能。 本书的独特之处在于，它不仅仅停留在对现有技术的介绍，更将放眼未来，探讨下一代半导体器件的可能性。我们将深入研究当前研究的热点领域，例如 FinFET（鳍式场效应晶体管）和 Gate-All-Around（GAA）晶体管，理解它们如何克服传统平面MOSFET在微缩过程中遇到的功耗和漏电流问题，从而实现更高密度、更高性能的集成。 更进一步，本书将带领读者进入更前沿的物理学领域。我们将探讨三维（3D）堆叠技术，这不仅仅是晶体管数量的简单叠加，而是将不同功能的器件在垂直方向上集成，实现前所未有的计算能力密度。你还会了解到，新材料的应用，如III-V族半导体（砷化镓、氮化镓等），以及二维材料（石墨烯、二硫化钼等）在高性能和特种应用领域的潜力。 本书还将触及量子计算的基石。虽然量子计算与经典的晶体管在原理上截然不同，但量子比特的操纵和读取，以及用于控制它们的微电子系统，都离不开对半导体技术的深刻理解和创新。我们将简要介绍量子比特的物理实现方式，如超导量子比特、量子点等，以及它们与现有半导体工艺之间的潜在联系。 《晶体管的神话与现实：从硅基到量子世界的探索》 不会回避那些复杂的数学公式，但我们将优先选择直观的类比和清晰的图解来辅助理解。本书旨在为对电子技术、计算机科学、材料科学乃至物理学有浓厚兴趣的读者提供一个系统而深入的视角。无论你是初学者，希望了解数字世界是如何运作的；还是资深工程师，想要洞悉技术发展的脉络；抑或是对科学的未来充满好奇的探索者，本书都将为你打开一扇通往微观世界奇妙之旅的大门。 你将在此书中找到对以下问题的解答： 电子在固体中是如何被“引导”和“控制”的？ 为什么硅成为构建现代电子器件的“宠儿”？ 晶体管的尺寸是如何不断缩小，而性能却在不断提升的？ 当前电子器件面临哪些瓶颈，未来的技术方向是什么？ 那些科幻电影中的“智能材料”和“超越摩尔定律”的设想，在半导体领域有哪些可能？ 量子计算的到来，将如何影响我们对计算的理解和应用？ 本书将是一次充满知识的盛宴，一次对人类智慧极限的致敬。它将让你重新审视身边每一个闪烁着微光的电子设备，理解它们背后蕴含的深邃科学原理和不懈的工程追求。从基础的PN结到复杂的量子比特，这是一场跨越学科界限的精彩旅程。 《晶体管的神话与现实：从硅基到量子世界的探索》，邀您一同揭开半导体世界的神秘面纱，感受科技进步的脉搏，展望更加智能、更加美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书《固态电子器件》，让我仿佛置身于一个精密而奇妙的电子器件实验室。它用一种非常系统化的方式，将我带入了半导体器件的微观世界。书中从最基础的半导体材料特性讲起，比如晶格结构、能带理论，以及掺杂对导电性能的影响，这些都为理解后续的器件原理打下了坚实的基础。然后，它深入到PN结的形成，细致地分析了载流子的扩散、漂移以及耗尽层和内建电场的作用，这让我终于理解了二极管为何能实现单向导电。接着，书中对双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）进行了深入的剖析。对于BJT，它详细阐述了基极电流是如何控制集电极电流的，并且分析了其在放大区、饱和区和截止区的工作特性。对于FET，它更是把“场效应”这一概念解释得淋漓尽致，阐述了栅电压如何通过电场来控制沟道的导电性。我特别欣赏书中对MOSFET的讲解，它详细描述了NMOS和PMOS的工作原理，以及CMOS的结构和优势。书中还介绍了一些特殊的半导体器件，比如IGBT、PIN二极管、变容二极管等，这大大拓宽了我的知识视野。整本书的讲解风格严谨而深入，图文并茂，让我能够非常直观地理解那些抽象的物理概念。

评分☆☆☆☆☆

阅读《固态电子器件》这本书，让我有一种“解密”电子世界的感觉。这本书的内容之丰富，让我惊叹。它不仅仅是简单地介绍几种常见的固态器件，而是将整个固态电子器件的发展脉络和核心原理都进行了系统的梳理。从最早的真空电子管，到后来突破性的晶体管的发明，再到集成电路的出现，书中都给出了背景性的介绍，这让我对这些器件的出现有了更深的认识。然后，它详细深入地讲解了各种器件的物理基础，比如半导体材料的能带结构，杂质半导体的导电机制，PN结的形成和特性。在讲解BJT时，它不仅分析了其电流放大作用，还深入到载流子的注入、传输、复合等微观过程，并且给出了不同工作模式下的等效电路模型。对于MOSFET，书中更是详尽地阐述了其栅控原理，以及不同结构（NMOS, PMOS, CMOS）的特点和应用。让我印象深刻的是，书中还涉及到了一些功率器件，比如IGBT，以及一些射频器件，如MESFET，这些内容都大大拓展了我的知识面。而且，书中对每个器件的讲解都非常细致，从材料选择、结构设计，到工作原理、性能参数，都进行了深入的分析。这本书的深度和广度都让我非常满意，它让我能够从一个非常宏观的视角来审视整个固态电子器件领域，并且能够深入到每一个具体器件的细节中去。

评分☆☆☆☆☆

《固态电子器件》这本书，它不只是枯燥的理论讲解，更像是一次深入的“器件探险”。作者在书中用非常生动形象的语言，将那些原本抽象的物理概念变得具体可感。举个例子，在讲解半导体材料的掺杂时，它会用“空穴”和“电子”比作两种不同类型的“小球”，然后在“容器”里进行“运动”，这样的比喻非常形象，帮助我理解了N型和P型半导体的形成。对于PN结的形成，书中更是细致地描述了“扩散”和“复合”的过程，以及由此产生的“内建电场”是如何阻碍进一步的载流子扩散，从而达到平衡状态的。这让我对二极管的单向导电性有了更深刻的理解。然后，这本书在讲解三极管的时候，不仅仅是给出了其基本结构和电学模型，更深入地分析了其放大原理，比如“电流控制电压”是如何实现的。对于MOSFET，书中更是把其“栅极”和“沟道”之间的电场效应，比作是“通过控制一把看不见的手来调节水流的大小”，这样的类比非常贴切，让我更容易理解MOSFET的控制机制。书中还穿插了许多实际的器件应用案例，比如在模拟电路设计中，如何利用三极管构成放大器，如何利用MOSFET构成开关电路。这些实际的例子，让我觉得学到的知识不仅仅是书本上的，更是能够落地应用的。这本书最大的价值在于，它用一种非常易于接受的方式，将复杂的半导体物理和器件原理呈现在读者面前，让我觉得学习固态电子器件是一件充满乐趣的事情。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我一种“拨云见日”的感觉。之前我对固态电子器件的理解，很多都是通过教材上的简略介绍或者网上零散的信息拼凑起来的。但是《固态电子器件》这本书，真的是系统性地、非常详细地把整个固态电子器件的家族展现在我面前。从最基础的晶体管，如双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET），它不仅解释了它们的电流-电压特性，还深入探讨了其内部的载流子传输机制。我印象深刻的是，书中对于BJT的电流放大作用是如何产生的，以及其不同工作区域（放大区、饱和区、截止区）的物理过程都进行了深入的剖析，并且结合了大量的等效电路模型，这让我对BJT的理解不再是停留在“注入基极电流，集电极电流就增大”的简单认知。对于MOSFET，书中更是花了很大的篇幅，详细讲解了其电场效应原理，以及阈值电压、栅控电流等关键参数的含义和影响因素。书中关于MOSFET在不同偏置下的工作状态，以及它们在开关电路和放大电路中的应用，都进行了细致的阐述。而且，这本书还涵盖了许多现代固态器件，比如PIN二极管、变容二极管，甚至还介绍了一些光电器件，如光电二极管和LED的工作原理。这些内容极大地拓宽了我的视野，让我了解到固态电子器件的家族是多么的庞大和多样化。总而言之，这本书让我对固态电子器件的认识从“点”到“面”，再到“体”，形成了一个完整而深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

《固态电子器件》这本书，给我带来了一种“豁然开朗”的体验。我一直觉得固态电子器件非常重要，但又觉得它们之间的关系很复杂，难以梳理。这本书就像一本“导游手册”，带领我一步步探索这个复杂的电子器件世界。它从半导体材料的能带理论讲起，非常清晰地解释了绝缘体、导体和半导体的区别，以及掺杂是如何改变半导体的导电性能的。然后，它顺理成章地进入到PN结的分析，将载流子的扩散、复合以及内建电场等概念解释得非常透彻，让我对二极管的单向导电性有了深刻的理解。接着，书中详细讲解了双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）的工作原理。对于BJT，它不仅分析了其电流放大作用，还深入到了其内部的载流子传输过程。对于FET，它细致地阐述了栅电压如何通过电场效应来控制沟道的导电性，以及不同类型的FET（如MOSFET、JFET）的特点。让我印象深刻的是，书中还介绍了许多不同种类的半导体器件，比如光电器件（如LED、光电二极管）、功率器件（如IGBT）以及一些射频器件。这些内容极大地拓展了我的知识视野，让我认识到固态电子器件的家族是多么的庞大和多样化。这本书的优点在于，它不仅提供了扎实的理论基础，还穿插了大量的实际应用案例，让我觉得学到的知识非常实用。

评分☆☆☆☆☆

这本书《固态电子器件》真的让我茅塞顿开。我之前在学习电路的时候，对很多元器件的了解都停留在“黑箱”阶段，知道它们的功能，但不知道原理。这本书彻底改变了我的认知。它从最根本的半导体物理入手，将电子世界的基本构成元素——原子、电子、空穴、能带等概念解释得非常清楚。然后，它将这些基础概念巧妙地运用到对各种固态器件的讲解中。比如，在讲解二极管的时候，它详细解释了PN结的形成是如何导致“势垒”的产生，以及外加电压如何改变这个势垒，从而控制电流的流向。这让我终于明白了为什么二极管是单向导电的。对于三极管，书中非常清晰地展示了基极电流是如何控制集电极电流的，并且深入分析了其放大作用的物理机制，以及不同工作区域的特性。我尤其欣赏它对MOSFET的讲解，它详细阐述了栅电压如何改变半导体表面的电荷分布，从而形成或关闭导电沟道，这让我对MOSFET的“场效应”有了非常直观的理解。书中还涉及了许多重要的半导体材料特性，比如禁带宽度、迁移率、载流流密度等等，这些都为理解器件性能提供了重要的依据。这本书让我明白了，要真正掌握电子技术，就必须从最底层的固态器件原理入手，而这本书恰好提供了这样一条清晰的学习路径。

评分☆☆☆☆☆

读完《固态电子器件》这本书，我最大的感受就是它提供了一个非常扎实的理论基础，但又不是那种脱离实际的纯理论。它在讲解半导体物理原理的时候，非常注重与器件结构和性能的联系，这一点非常难得。例如，在介绍PN结的时候，它不仅讲了载流子的扩散和漂移，还详细分析了耗尽层、内建电场是如何形成的，以及这些因素如何影响二极管的正向导通和反向截止特性。书中对于二极管的伏安特性曲线的推导也非常严谨，并且解释了不同类型二极管（如稳压二极管、肖特基二极管）在结构上的细微差别如何导致性能上的显著不同。然后，它顺理成章地过渡到了三极管，从BJT的共发射极、共集电极、共基极放大电路的分析，到MOSFET的各种工作模式，讲解得条理分明。我特别喜欢它对MOSFET跨导、输出电阻等关键参数的推导，这对于理解放大电路的设计至关重要。书中还引用了一些经典的实验数据和器件模型，让理论更加贴近现实。我最欣赏的是，这本书并没有停留在基本的器件层面，而是进一步探讨了这些器件如何在复杂的集成电路中协同工作，比如CMOS逻辑门的设计原理，以及它们在各种数字逻辑电路中的应用。它并没有直接去讲复杂的IC设计流程，而是把重点放在了构成IC的基本单元——固态器件的原理上，这让我觉得非常系统和有益。这本书让我明白了，要想真正掌握电子电路的设计，就必须深入理解构成它们的“血液”——固态电子器件的本质。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字叫《固态电子器件》，光听名字就感觉很高深，但拿到手后，我真的是被它的内容所吸引。作为一名电子工程专业的学生，我一直觉得固态器件是整个学科的基石，但之前学的很多知识都比较碎片化，很难形成一个完整的体系。这本书恰恰解决了这个问题，它从最基础的半导体材料的物理性质讲起，比如能带理论、掺杂等等，这些基础概念的讲解非常清晰透彻，用了大量的图示和类比，即使是之前觉得枯燥的理论，也变得生动易懂。然后，它深入到各种具体的固态器件，比如PN结二极管、三极管、MOSFET等等。我尤其喜欢它对MOSFET的讲解，里面详细阐述了其工作原理、结构特性以及各种工艺相关的细节，感觉像是把我过去一年里在实验课上遇到的各种问题都一下子解释清楚了。而且，它不仅仅是理论堆砌，还穿插了很多实际应用场景的介绍，比如在集成电路设计中的作用，在电力电子中的应用等等，这让我感觉学到的知识更有价值，也更能连接到未来的职业发展。书中还涉及到了一些更前沿的器件，比如MEMS，虽然篇幅不多，但足以让我对这个领域产生浓厚的兴趣。整本书的编排逻辑性非常强，章节之间的过渡自然流畅，就像是在为读者铺设一条通往深度理解固态电子器件的道路。阅读过程中，我感觉自己对电子世界的认知又上升了一个台阶，那些曾经让我头疼的电路图和器件符号，现在都变得亲切起来，仿佛拥有了和电子元件对话的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书《固态电子器件》，真的让我体会到了“工欲善其事，必先利其器”的道理。我之前在进行一些电路设计的时候，虽然能勉强使用一些元器件，但对它们的内在机制总是模模糊糊。这本书就像是为我提供了一套“利器”，让我能够看清这些元器件的“内脏”。它从半导体材料的基础知识讲起，比如晶体结构、能带理论、载流子等，这些基础概念的讲解非常到位，而且辅以大量的图示，让我能够轻松理解。然后，它循序渐进地深入到各种具体的固态器件，比如PN结二极管，它详细解释了PN结的形成过程、耗尽层、内建电场以及伏安特性。对于三极管，它不仅分析了其电流放大作用，还探讨了其在不同偏置下的工作状态，以及其在放大和开关电路中的应用。我尤其喜欢它对MOSFET的讲解，它详细阐述了其栅控原理，以及不同工艺下的MOSFET特性，这对于我理解现代集成电路设计非常有帮助。书中还涉及到了一些特殊的半导体器件，比如PIN二极管、变容二极管，以及一些光电器件，这些都极大地丰富了我的知识储备。总而言之，这本书的严谨性、系统性和实用性都给我留下了深刻的印象，让我能够更加自信地面对各种电子电路的设计和分析。

评分☆☆☆☆☆

《固态电子器件》这本书，给我最大的感受是它的“深度”与“广度”并存。它不仅仅停留在对常见器件的表面介绍，而是真正地深入到半导体物理的内核，将器件的性能与微观的物理机制紧密联系起来。例如，在讲解BJT的电流放大效应时，它会详细分析基区中载流子的注入、扩散、漂移以及复合过程，并且给出了相关的数学模型。对于MOSFET，书中更是详尽地阐述了栅电压对沟道电荷的影响，以及由此产生的漏极电流的变化。让我印象深刻的是，书中对器件的等效电路模型的推导也做得非常详细，这对于理解器件在实际电路中的表现至关重要。而且，这本书的“广度”也令人称道。它不仅涵盖了BJT和MOSFET这类最基础的器件，还涉及到了一些更专业、更前沿的器件，比如功率MOSFET、IGBT、肖特基二极管、PIN二极管，以及一些光电器件和射频器件。这让我认识到，固态电子器件的家族是多么的庞大和多样化，并且在不同的应用领域都有着各自的关键作用。这本书的讲解方式也非常严谨，逻辑清晰，每一个概念的引入都有其必然性，并且前后呼应，形成了一个完整的知识体系。