Analysis and Simulation of Semiconductor Devices pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Selberherr, Siegfried

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:155

装帧:

isbn号码:9780387818009

丛书系列:

图书标签:

• 半导体器件
• 器件分析
• 器件仿真
• 模拟
• 半导体物理
• 电子工程
• 电路分析
• SPICE
• Verilog-A
• 高等教育

探索数字世界的基石：微电子器件的奥秘与未来 我们的世界正以前所未有的速度被数字技术重塑，从智能手机的便捷通讯到人工智能的强大运算，再到物联网的万物互联，这一切的背后都离不开一个核心的驱动力——微电子器件。这些微小而精密的半导体器件，如同数字世界的“原子”，构成了我们赖以生存的信息化社会的地基。本书旨在带领读者深入探索这些令人着迷的微电子器件，揭示它们工作的内在原理，理解其设计的复杂性，并展望它们在未来科技发展中的无限可能。 器件的灵魂：半导体物理的精髓 要理解微电子器件，首先必须掌握其“灵魂”——半导体物理。本书将从晶体管的诞生之初开始，深入剖析半导体材料（如硅、锗、砷化镓等）的独特电学特性。我们将一起学习载流子的产生与运动，理解掺杂如何改变半导体的导电性，以及PN结的形成与反向击穿等基本概念。通过对能带理论、费米能级以及载流子扩散与漂移等关键物理过程的详尽阐述，读者将建立起对半导体器件工作机理的深刻认知。我们将不止步于理论的堆砌，更会结合直观的图示和清晰的数学推导，让抽象的物理概念变得易于理解，从而为后续的器件模型和仿真奠定坚实的基础。 晶体管的演进：从宏观到微观的奇迹 晶体管，这个被誉为20世纪最伟大发明之一的器件，是现代电子学的基石。本书将系统地介绍不同类型晶体管的发展历程与工作原理。我们将从最早的结型场效应晶体管（JFET）和双极结型晶体管（BJT）讲起，深入解析它们在电流控制方面的精妙设计。随后，我们将重点关注当前占据主导地位的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），详细剖析其沟道形成、栅极控制机制、阈值电压以及各种工作模式。读者将了解不同MOSFET结构，例如NMOS、PMOS，以及更先进的CMOS技术，并理解它们在低功耗、高性能应用中的优势。本书还将探讨更前沿的器件结构，如FinFET和GAAFET，揭示它们如何克服尺寸缩小带来的挑战，继续推动摩尔定律的演进。每一类器件的介绍都将伴随着其结构示意图、工作电流-电压特性曲线以及关键参数的推导，力求让读者全面掌握各类晶体管的“脾气”与“性格”。 存储单元的秘密：信息永存的艺术 信息是数字时代的生命线，而存储单元则是信息得以保存的载体。本书将深入探讨各种半导体存储器件的原理与设计。我们将从最基础的电阻式随机存取存储器（RRAM）和相变存储器（PCM）讲起，了解它们通过改变材料电阻状态来存储信息的方式。随后，我们将重点介绍目前主流的动态随机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器（SRAM），剖析其单元结构、读写操作的时序以及功耗特点。对于非易失性存储器，本书将详细阐述闪存（Flash Memory）的工作原理，包括浮栅和电荷陷阱结构，以及其在固态硬盘（SSD）等领域的广泛应用。此外，我们还会触及更具潜力的存储技术，如磁性随机存取存储器（MRAM），展望其在未来高性能存储系统中的角色。对这些存储单元的深入理解，将帮助读者把握信息技术发展的脉搏。 逻辑门的构建：计算能力的基石 计算机的强大计算能力来源于无数逻辑门的精密组合。本书将带领读者走进逻辑门的世界，了解如何利用晶体管构建出AND、OR、NOT、NAND、NOR等基本逻辑门。我们将详细分析这些逻辑门在不同晶体管技术下的实现方式，以及它们在集成电路设计中的作用。在此基础上，我们将进一步探讨更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路，例如加法器、寄存器、计数器等，并理解它们如何协同工作，实现复杂的计算功能。本书将强调逻辑设计中的时序约束、信号完整性以及功耗优化等关键问题，为读者理解现代数字集成电路的设计流程打下坚实的基础。 模拟世界的微调：射频与功率器件的挑战 除了数字世界的逻辑运算，半导体器件在模拟信号的处理与功率的传输方面也扮演着至关重要的角色。本书将深入探讨射频（RF）器件的设计与挑战，包括高频下的寄生效应、噪声以及失配问题。我们将分析各种射频晶体管，如异质结双极晶体管（HBT）和高电子迁移率晶体管（HEMT），以及它们在高频通信领域的应用。同时，本书还将关注功率半导体器件，了解它们如何高效地处理大电流和高电压，如功率MOSFET、IGBT以及碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等新型功率器件，以及它们在新能源汽车、电动工具和电源管理等领域的关键作用。 仿真工具的威力：洞察器件行为的窗口 理论的构建与实验的验证固然重要，但随着器件的复杂化和集成度的提高，仿真工具成为了理解和优化器件性能不可或缺的利器。本书将介绍各种用于半导体器件仿真的常用软件和技术。我们将讲解如何利用这些工具构建器件模型，设置仿真参数，并分析仿真结果，从而预测器件的电学特性、热学行为以及可靠性。通过仿真，我们可以直观地观察载流子在器件内部的运动轨迹，理解结区电场的分布，评估器件的功耗和发热情况，以及预测其在不同工作条件下的性能表现。本书将强调仿真在器件设计、工艺优化以及故障诊断中的重要作用，使读者能够熟练运用仿真手段解决实际工程问题。 未来展望：器件技术的无限可能 微电子器件的创新从未停止，它们的进步也必将引领未来科技的飞跃。本书最后将展望半导体器件的未来发展趋势。我们将探讨后摩尔定律时代的技术挑战，以及应对这些挑战的新型器件架构和材料，如二维材料（石墨烯、黑磷等）、量子点器件以及忆阻器等。同时，我们将关注器件在人工智能、量子计算、生物电子学以及柔性电子等新兴领域的应用前景，以及这些前沿技术对器件设计提出的新要求。读者将在此了解到，微电子器件的未来充满着无限的可能，而这些探索和创新，将继续驱动人类文明向前发展，为构建更智能、更便捷、更可持续的未来贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆