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第一章 PN结1

1.1 平衡PN结1

1.1.1 内建电场和内建电势1

1.1.2 耗尽近似4

1.1.3 准中性近似5

1.2 空间电荷区的电场和电势分析7

1.2.1 突变结空间电荷区的电场及电势7

1.2.2 线性缓变结空间电荷区的电场及电势8

1.2.3 自由载流子对空间电荷区电场分布的影响10

1.2.4 单边突变结中的反型区11

1.2.5 线性缓变结中耗尽近似的适用条件12

1.3 直流特性13

1.3.1 少子的注入和抽取13

1.3.2 准费米能级15

1.3.3 二极管定律18

1.3.4 大注入22

1.3.5 空间电荷区的产生复合电流24

1.4 过渡区电容的扩散电容26

1.4.1 过渡区电容26

1.4.2 扩散电容33

1.4.3 正偏电容34

1.5 频率特性和开关特性35

1.5.1 小信号工作和大信号工作35

1.5.2 小信号等效电路36

1.5.3 电荷控制方程39

1.5.4 反向恢复时间42

1.6 PN结的电击穿45

1.6.1 电击穿现象45

1.6.2 雪崩击穿45

1.6.3 隧道击穿51

习题52

参考文献54

2.1 双极晶体管的结构55

2.1.1 何谓双极晶体管55

第二章 双极晶体管的直流特性55

2.1.2 双极晶体管的结构56

2.2 双极晶体管中的电流传输59

2.2.1 理想晶体管中的电流传输59

2.2.2 缓变基区61

2.2.3 双扩散晶体管的基区渡越时间和根摩尔数66

2.2.4 重掺杂发射区68

2.3 电流增益72

2.3.1 定义72

2.3.2 本征电流增益73

2.3.3 影响电流增益的其他因素75

2.4 E-M方程80

2.4.1 原始型E-M方程80

2.4.2 传输型E-M方程83

2.4.3 共发射极反向电流增益87

2.4.3 特性曲线90

2.5.1 大电流效应94

2.5 大电流效应和基区宽度调变效应94

2.5.2 基区宽度调变效应116

2.6 直流参数及基极电阻119

2.6.1 反向电流119

2.6.2 击穿电压121

2.6.3 饱和压降127

2.6.4 基极电阻130

习题133

参考文献135

3.1.1 小信号参数和小信号等效电路136

第三章 双极晶体管的频率特性和瞬变特性136

3.1 小信号模型136

3.1.2 混合π模型142

3.2 特征频率和载止频率153

3.2.1 特征频率和共发射极短路电流增益截止频率153

3.2.2 a截止频率和超相移177

3.3 功率增益和最高振荡频率186

3.3.1 最大有效功率增益186

3.3.2 稳定工作条件188

3.3.3 双极晶体管的共发射极高频最大有效功率增益189

3.3.4 最高振荡频率和高频性能优值192

3.4 开关工作和开关时间193

3.4.1 开关工作193

3.4.2 静态特性194

3.4.3 开关时间196

3.5 GP模型207

习题215

参考文献217

4.1.1 结构218

第四章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管218

4.1 MOSFET的结构、工作原理和类型218

4.1.2 工作原理219

4.1.3 类型220

4.2 阈电压222

4.2.1 定义、基本假定和基本关系222

4.2.2 VBS=0时的阈电压224

4.2.3 VBS≠0时的阈电压228

4.2.4 离子注入掺杂调整阈电压229

4.2.5 埋沟MOSFET的阈电压231

4.3 MOSFET的直流特性234

4.3.1 共源极输出特性曲线234

4.3.2 非饱和区电流-电压方程235

4.3.3 饱和区特性243

4.3.4 击穿特性244

4.3.5 亚阈值特性249

4.4.1 小信号参数254

4.4 小信号特性和瞬变特性254

4.4.2 本征电容258

4.4.3 小信号模型265

4.4.4 高频响应271

4.4.5 开关特性273

4.5 短沟道效应277

4.5.1 概述277

4.5.2 短窄沟效应278

4.5.3 迁移率调制效应280

4.5.4 漏场感应势垒下降(DIBL)效应283

4.5.5 长沟道亚阈值特性的最小沟道长度285

习题288

参考文献289

第五章 结型场效应晶体管和金属-半导体场效应晶体管290

5.1 JFET及MESFET的结构、工作原理和类型290

5.2 JFET及MESFET的直流特性296

5.2.1 长沟JFET的共源输出特性曲线296

5.2.2 肖克莱模型的基本假定298

5.2.4 非饱和区直流电流电压方程299

5.2.3 阈电压和夹断电压299

5.2.5 饱和漏源电压和饱和漏电流301

5.2.6 馅和区特性302

5.2.7 亚阈值区特性306

5.2.8 增强型JFET及增强型MESFET310

5.3 JFET及MESFET的小信号特性和高频参数312

5.3.1 小信号参数312

5.3.2 本征JFET的小信号等效电路和本征电容315

5.3.3 JFET的完整的小信号等效电路322

5.3.4 高频参数323

5.4 短沟道JFET和短沟道MESFET328

5.4.1 短沟道JFET和短沟道MESFET的非饱和区特性及漏极电流饱和机构328

5.4.2 短沟道MESFET的饱和区特性334

习题341

参考文献342

附录343

附录A 符号表343

B.2 Si和GaAs的一些物理特性352

附录B 物理常数和物理参数352

B.1 物理常数(符号)352

B.3 电阻率和迁移率随杂质浓度的变化曲线353

附录C 晶体管的热特性354

C.1 耗散功率与效率354

C.2 最高结温度355

C.3 稳态热阻和最大耗散功率356

C.4 瞬态热阻抗358