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內(nèi)容簡介

　　本書改編自東芝株式會社內(nèi)部培訓(xùn)用書。為了讓讀者理解以硅（Si）為中心的半導(dǎo)體元器件，筆者用了大量的圖解方式進(jìn)行說明。理解半導(dǎo)體元器件原理有效的圖，其實是能帶圖。全書共7章，包括半導(dǎo)體以及MOS晶體管的簡單說明、半導(dǎo)體的基礎(chǔ)物理、PN結(jié)二極管、雙極性晶體管、MOS電容器、MOS晶體管和超大規(guī)模集成電路器件。在本書后，附加了常量表、室溫下（300K）的Si基本常量、MOS晶體管、麥克斯韋玻爾茲曼分布函數(shù)、關(guān)于電子密度n以及空穴密度p的公式、質(zhì)量作用定律、PN結(jié)的耗盡層寬度、載流子的產(chǎn)生與復(fù)合、小信號下的共發(fā)射極電路的電流放大倍數(shù)、帶隙變窄以及少數(shù)載流子遷移率、閾值電壓Vth、關(guān)于漏極電流ID飽和的解釋。本書主要面向具有高中數(shù)理基礎(chǔ)的半導(dǎo)體初學(xué)者，也可供半導(dǎo)體、芯片從業(yè)者閱讀。

作者簡介

　　執(zhí)行直之，國際電子技術(shù)與信息科學(xué)工程師學(xué)會會士（IEEE Fellow）。畢業(yè)于日本東北大學(xué)的工學(xué)研究科情報工學(xué)專業(yè)，并取得了博士學(xué)位（工學(xué)）。1980年進(jìn)入東芝株式會社，2019年進(jìn)入鎧俠控股株式會社。專業(yè)領(lǐng)域為半導(dǎo)體器件的仿真以及器件設(shè)計。主要貢獻(xiàn)為：研發(fā)了三維器件仿真工具，闡釋并解決了器件微縮過程中的問題。構(gòu)造了少數(shù)載流子遷移率等物理模型，使得器件仿真工具進(jìn)一步實用化，對超大規(guī)模集成電路的實現(xiàn)做出了貢獻(xiàn)。解決了一些靜電放電（ESD）軟件錯誤等相關(guān)的問題，對閃存的器件設(shè)計做出了貢獻(xiàn)。此外還進(jìn)行過功率半導(dǎo)體IGBT相關(guān)的研究。合著了《MOS集成電路的基礎(chǔ)》（近代科學(xué)社出版）、《半導(dǎo)體制程器件仿真技術(shù)》（REALIZE出版社出版）等書籍。自2001年，為神奈川大學(xué)工學(xué)部兼課講師一職。自2004年開始的兩年間，曾任東京工業(yè)大學(xué)大學(xué)院兼課講師一職。曾任日本東北大學(xué)大學(xué)院客座教授一職。自2017年開始的兩年間，曾任東京工業(yè)大學(xué)研究員一職。譯者婁煜，微電子專業(yè)碩士。曾從事數(shù)字電路評價以及驗證工作。熟悉數(shù)字電路基礎(chǔ)、半導(dǎo)體市場狀況，以及數(shù)字電路細(xì)分領(lǐng)域客戶需求。

圖書目錄

前言
第1章半導(dǎo)體以及MOS晶體管的簡單說明/
1.1半導(dǎo)體的歷史/
1.2半導(dǎo)體的概述/
1.3MOS晶體管的概述/
習(xí)題/
習(xí)題解答/
第2章半導(dǎo)體的基礎(chǔ)物理/
2.1能帶/
2.1.1電子是粒子還是波/
2.1.2非連續(xù)的能級/
2.1.3能帶（連續(xù)能級）/
2.2費米統(tǒng)計與半導(dǎo)體/
2.2.1費米-狄拉克分布函數(shù)/
2.2.2絕緣體、半導(dǎo)體、金屬的區(qū)別/
2.2.3本征半導(dǎo)體/
2.2.4N型以及P型半導(dǎo)體/
2.3電中性條件以及質(zhì)量作用定律/
2.3.1電中性條件/
2.3.2質(zhì)量作用定律/
2.3.3電子與空穴的密度/
2.4擴散與漂移/
2.4.1擴散電流/
2.4.2漂移電流/
2.4.3電子與空穴的電流密度/
2.5靜電場的基本公式/
2.5.1靜電場的基本公式/
2.5.2電荷密度、電場、電動勢的圖解/
習(xí)題/
習(xí)題解答/
第3章 PN結(jié)二極管/
3.1PN結(jié)二極管的結(jié)構(gòu)以及整流作用/
3.1.1PN結(jié)二極管的構(gòu)造/
3.1.2整流作用/
3.2能帶圖（接地時）/
3.2.1接合之前的能帶圖/
3.2.2接合之后的能帶圖/
3.2.3能帶圖與電荷密度、電場及電動勢/
3.3能帶圖（施加偏置時）/
3.3.1反向偏置時的能帶圖/
3.3.2正向偏置時的能帶圖/
3.4電流電壓特性/
3.4.1擴散長度/
3.4.2空間電荷區(qū)中的PN積/
3.4.3正向偏置下的電流電壓特性/
3.4.4反向偏置下的電流電壓特性/
習(xí)題/
習(xí)題解答/
第4章雙極性晶體管/
4.1雙極性晶體管的能帶圖/
4.1.1雙極性晶體管的結(jié)構(gòu)/
4.1.2能帶圖/
4.2電流放大倍數(shù)與截止頻率/
4.2.1電流放大倍數(shù)/
4.2.2電流放大倍數(shù)的導(dǎo)出/
4.2.3截止頻率/
習(xí)題/
習(xí)題解答/
第5章 MOS電容器/
5.1MOS電容器的C-V特性/
5.1.1電容的說明/
5.1.2MOS電容器的電容/
5.2MOS結(jié)構(gòu)的能帶圖/
5.2.1能帶圖（接地）/
5.2.2能帶圖（施加?xùn)艠O電壓的情況）/
5.3C-V特性的頻率依賴性/
5.3.1低頻下的C-V特性/
5.3.2高頻下的C-V特性/
習(xí)題/
習(xí)題解答/
第6章 MOS晶體管/
6.1MOS晶體管的工作原理/
6.1.1MOS晶體管構(gòu)造/
6.1.2電動勢分布與電子流動/
6.2電流電壓特性/
6.2.1線性區(qū)以及飽和區(qū)/
6.2.2電流電壓特性的簡單公式/
6.2.3考慮漏極電壓VD情況下的漏極電流ID的式子/
6.2.4漏極電流ID飽和的理由/
6.2.5亞閾值區(qū)/
6.3NMOS與PMOS/
6.4反相器/
6.4.1電阻負(fù)載型反相器/
6.4.2CMOS反相器/
習(xí)題/
習(xí)題解答/
第7章超大規(guī)模集成電路器件/
7.1器件微縮的方向：縮放比例定律/
7.1.1器件微縮化的好處/
7.1.2縮放比例定律/
7.2器件微縮的難點/
7.2.1短溝道效應(yīng)/
7.2.2CMOS器件的閂鎖效應(yīng)/
7.3互連線微縮造成的信號延遲/
7.3.1定性的說明/
7.3.2延遲時間的估算/
7.4閃存/
7.4.1存儲器LSI的分類/
7.4.2閃存：數(shù)據(jù)寫入以及擦除/
習(xí)題/
習(xí)題解答/
附錄/
【附錄1】常量表/
【附錄2】室溫下（300K）的Si基本常量/
【附錄3】從基本專利到實用化花了32年的MOS晶體管/
【附錄4】麥克斯韋-玻爾茲曼分布函數(shù)/
【附錄5】關(guān)于電子密度n以及空穴密度p的公式/
【附錄6】質(zhì)量作用定律/
【附錄7】PN結(jié)的耗盡層寬度/
【附錄8】載流子的產(chǎn)生與復(fù)合/
【附錄9】小信號下的共發(fā)射極電路的電流放大倍數(shù)/
【附錄10】帶隙變窄以及少數(shù)載流子遷移率/
【附錄11】閾值電壓Vth/
【附錄12】關(guān)于漏極電流ID飽和的解釋/