Circuits and Applications Using Silicon Heterostructure Devices pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Cressler, John D. (EDT)

出品人:

页数:360

译者:

出版时间:

价格:69.95

装帧:

isbn号码:9781420066944

丛书系列:

图书标签:

• Silicon Heterostructure Devices
• Circuits
• Applications
• Electronics
• Semiconductor Devices
• High-Frequency Circuits
• Analog Circuits
• RF Circuits
• Device Modeling
• Heterostructure Electronics

好的，下面是针对一本名为《Circuits and Applications Using Silicon Heterostructure Devices》的书籍，撰写的一份不包含该书内容的详细图书简介。这份简介将专注于半导体物理、传统集成电路设计、以及其他非硅基异质结器件的应用，以确保内容与您指定的书籍主题完全不重叠。 --- 《半导体物理基础与经典晶体管电路设计》 内容提要 本书旨在为电子工程、物理学以及材料科学领域的学生和专业人士提供一个深入而全面的视角，探讨半导体器件的物理基础、制造工艺、以及基于传统硅基材料的电路设计与应用。本书严格围绕晶体管（特别是MOSFET和BJT）在经典半导体技术中的行为、限制与优化策略展开，深入剖析了半导体器件如何构成现代电子系统的基石，而不涉及任何关于硅异质结（Silicon Heterostructure）器件的特定技术或应用。 第一部分：半导体物理基础 本部分从量子力学和固体物理学的角度，奠定了理解半导体器件工作原理的理论基础。 第一章：晶体结构与能带理论 详细阐述了晶格结构、布拉维点阵和倒易点阵的概念。重点分析了晶体中的电子行为，包括能带的形成、费米能级、本征载流子浓度。讨论了有效质量的概念及其对载流子输运的影响，并对不同类型的晶体（如III-V族化合物半导体与硅）的能带结构进行了对比分析，但侧重于纯硅材料的特性。 第二章：掺杂与载流子输运 深入探讨了N型和P型掺杂过程的物理机制，包括杂质能级、电离过程以及平衡态下的载流子分布。详细分析了漂移（Drift）和扩散（Diffusion）电流的数学模型，引入了载流子迁移率的概念，并研究了温度和电场强度对迁移率的影响。本章还包括对少子寿命、复合机制（如俄歇复合和陷阱辅助复合）的分析。 第三章：PN结的形成与特性 系统地介绍了PN结的形成、势垒区的物理特性和内建电场。推导了PN结在不同偏置条件下的伏安特性曲线，包括正向导通机制和反向击穿现象（雪崩击穿与齐纳击穿）。着重分析了PN结在光电器件（如传统LED和太阳能电池）中的应用基础，但侧重于基于标准硅PN结的原理而非异质结结构。 第二部分：经典半导体器件的工作原理 本部分专注于成熟且广泛应用的硅基晶体管技术。 第四章：双极性结型晶体管（BJT） 全面介绍BJT的结构、工作区划分（截止、放大、饱和）。推导了Ebers-Moll模型及其简化形式，用于描述BJT的非线性特性。深入探讨了BJT的反馈机制、高频响应限制（如$f_T$和$f_{eta}$），以及不同结构（NPN和PNP）的工艺考量。 第五章：金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET） 这是本部分的核心。详细分析了MOS结构的物理基础，包括阈值电压的确定、电容-电压（C-V）特性曲线的解读。推导了MOSFET在弱反型、线性区和饱和区的电流-电压（I-V）关系，并探讨了短沟道效应（如DIBL和速度饱和）对现代CMOS技术的影响。 第六章：半导体器件的制造与可靠性 概述了半导体制造的基本流程，包括硅片生长、光刻、薄膜沉积、刻蚀技术。重点讨论了热氧化、离子注入等关键工艺对器件性能的决定性作用。最后，分析了器件的可靠性问题，如时间依赖性介电击穿（TDDB）和电迁移（Electromigration），这些问题在任何硅基技术中都至关重要。 第三部分：基于CMOS技术的集成电路设计 本部分将理论知识应用于构建实际的模拟和数字电路。 第七章：CMOS反相器与逻辑门 将MOSFET模型应用于构建基本的CMOS反相器。详细分析了反相器的静态特性、动态特性（延迟时间）、功耗（静态功耗和动态功耗）。扩展到基本的组合逻辑门（NAND, NOR, XOR）的设计原则，并讨论了负载效应和缓冲器设计。 第八章：模拟CMOS电路设计基础 介绍了设计线性放大器的基本单元，如共源极、共源共栅、共射极配置。详细分析了使用匹配晶体管对实现差分对和有源负载电路的方法。着重讨论了增益带宽积、相位裕度和输入阻抗等关键性能指标的优化。 第九章：反馈与振荡器 系统阐述了负反馈的原理及其对电路稳定性和线性度的影响。介绍了运算放大器（Op-Amp）的设计拓扑结构，如多级放大器。最后，探讨了基于晶体管的振荡器设计，包括RC振荡器和LC振荡器的工作原理，重点关注频率稳定性和相位噪声。 第十章：集成电路的布局、寄生效应与噪声 强调在实际芯片设计中，版图布局的重要性。分析了互连线带来的寄生电阻、电容和电感效应，及其对高速电路性能的影响。深入研究了半导体器件内部的噪声源，包括热噪声、散粒噪声和闪烁噪声（1/f噪声），并介绍了降低噪声的布局和设计技巧。 总结 本书提供的知识体系完全建立在成熟的硅基半导体技术之上，强调了理解和应用晶体管物理特性的重要性。它为读者提供了掌握从物理层到系统层经典电子电路设计所需的坚实基础，是深入学习现代微电子学，特别是CMOS技术不可或缺的参考书。读者将掌握设计和分析基于标准硅工艺制造的电子系统所需的核心技能。

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