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序1

前言1

第一章 物理基础知识1

1.1 电的基本概念1

电流1

目录1

电场2

电功率4

电阻5

电能5

金属中的电流6

詹森（Johnson）噪声8

电迁移8

绝缘体和半导体9

能带理论9

1.2 物质的固态13

原子论的观点14

硅材料18

热传导18

1.3 掺杂19

杂质类型20

1.4 材料的扩散22

气相扩散23

固相扩散23

1.5 掺杂效应24

N型掺杂和电子24

P型掺杂和空穴27

多数和少数载流子28

第二章 半导体二极管：双极型晶体管的基础30

2.1 为什么变容二极管比电容器更复杂34

变容二极管的应用36

2.2　漏电流和反向偏压二极管37

漏电流和温度的关系39

非理想漏电流39

2.3　反向电压极限40

击穿状态的二极管41

雪崩击穿42

齐纳击穿46

厚度限制的击穿48

2.4　了解二极管49

正向偏置49

耗尽和扩散电容52

高电导二极管52

反向二极管53

量子力学隧道效应和隧道二极管54

P-I-N和阶跃-恢复二极管57

肖特基二极管58

理想的二极管方程60

二极管导通电阻62

2.5　光电二极管64

用作光检测器的光二极管64

光发射二极管66

第三章　双极型晶体管工作的直观描述68

3.1　晶体管基础68

晶体管的跨导69

晶体管内部的作用过程72

产生不希望的基极电流的因素74

存在有限输出阻抗的原因：厄尔利（Eorly）效应76

和其他概念76

晶体管的简单电路模型79

偏压条件对输出阻抗的影响82

级联连接85

3.2　超β晶体管86

3.3　大信号效应87

柯克（Kirk）效应或基区延伸87

发射极效率88

饱和89

金掺杂和复合90

贝克（Baker）箝位电路92

肖特基（Schottky）二极管箱位电路92

第四章　如何制造晶体管：制造技术的简短历史94

回顾94

4.1　锗合金晶体管94

基区宽度的控制95

硅氧化物的好处96

4.2　分立平面，外延，钝化的硅晶体管96

外延层97

氧化硅掩蔽98

不希望的发射区管道100

晶体管的引线101

一个完整的晶体管102

5.1　某些基本的因素104

线性与数字电路104

路………………………………………（104)104

第五章　双极型集成电路：在一块芯片上制造个整电104

晶体管隔离105

制造NPN晶体管106

电流镜和△VBE对△Io的关系108

发射区面积的按比例性110

线性集成电路中可利用的兼容NPN晶体管111

多收集极PNP晶体管中电流的按比例分配112

带有再注入极PNP晶体管中电流的降低114

纵向PNP晶体管116

5.2 T2L，通用的双极型逻辑系列117

5.3 I2L，一种新的双极型逻辑技术120

5.4 寄生二极管和晶体管在集成电路产品中的有害123

效应123

外延盆区引起的问题123

第六章 结型场效应晶体管126

6.1 电流IDSS129

6.2 沟道的夹断130

6.3 VGS控制和夹断电压131

6.4 双极型-场效应晶体管（Bi-FETS）132

6.5 金属-半导体场效应晶体管（MESFETs）和砷化镓场效应晶体管（GASFETs）133

第七章 金属-氧化物-半导体135

场效应晶体管（MOSFET）135

7.1 P沟道MOS场效应晶体管（PMOS）135

沟道区的反型137

MOS场效应晶体管的直观描述138

源极端的状况142

漏极端的状况144

氧化硅中的固定电荷，快表面态和离子玷污144

通过源区-本体加反向偏压提高VTH146

栅极材料对阈值电压VTH的影响146

增加VDS的影响148

饱和区149

MOS场效应晶体管的工作状态150

PMOS反相器152

耗尽负载153

采用硅栅极改进性能154

7.2 互补MOS场效应晶体管（CMOS）156

CMOS中的半导体可控整流器（SCR）效应158

CMOS中存在纵向NPN双极型晶体管158

传输门159

CMOS用于线性函数160

高性能CMOS（HCMOS）163

双层多晶硅硅-栅CMOS（P2CMOS）165

蓝宝石上的硅165

7.3 双扩散金属-氧化物-半导体（PMOS）晶体管166

7.4 纵向金属-氧化物-半导体（VMOS）场效应晶体168

管168

7.5 N沟道硅-栅MOS场效应晶体管169

多晶硅层和金属硅化物的新应用170

NMOS晶体管的制造170

7.6 NMOS改进了微处理器173

NMOS逻辑电路174

7.7 电荷转移器件（CTD）178

戽链器件（BBD）179

电荷耦合器件（CCD）180

简化RAM单元182

8 MOS场效应晶体管动态随机存取存储器（RAM）182

16kb动态RAM185

读出已存储的位信号189

α粒子和软差错191

256kb动态RAM192

7.9 静态NMOSRAM193

7.10 非易失性半导体存储器194

UV可擦、可编程ROM（EPROM）195

电可擦PROM（E2PROM）197

7.11 展望未来201