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第一章 pn结1

第一节 概述1

目录1

第二节 pn结的整流特性2

一、pn结的单向导电性2

二、平衡时的pn结3

三、pn结的正向直流特性8

四、硅pn结正向特性实验曲线与理论公式的比较16

五、pn结的反向特性20

一、电容对pn结整流特性的影响23

第三节 pn结电容效应23

二、pn结电容的来源24

三、pn结势垒电容25

第四节 pn结隧道效应37

一、重掺杂pn结的伏安特性37

二、隧道过程38

第五节 pn结的击穿40

一、什么是击穿现象40

二、pn结为什么会被击穿41

三、雪崩击穿电压VB的计算42

四、对雪崩击穿电压的讨论46

五、实际碰到的不良击穿特性及其原因49

第二章 晶体管原理和特性53

第一节 晶体管的结构及杂质分布53

一、合金管的管芯结构及其杂质分布53

二、平面晶体管的管芯结构及其杂质分布54

第二节 晶体管的放大作用55

一、从pn结到npn晶体管的转化55

二、晶体管电流放大系数56

三、晶体管的电压和功率放大作用57

第三节 晶体管的电流传输过程和放大原理58

一、晶体管的能带图和载流子分布58

二、晶体管中电流是怎样传输的59

三、发射效率和基区输运系数60

四、共发射极接法的电流传输过程61

第四节 电流放大系数和晶体管结构之间的关系62

一、均匀基区晶体管的电流放大系数62

二、缓变基区晶体管的电流放大系数64

三、势垒复合和表面复合对电流放大系数的影响68

第五节 晶体管的直流特性70

四、实际生产中如何提高电流放大系数70

一、晶体管的特性曲线71

二、晶体管的反向截止电流73

三、晶体管的击穿电压和穿通电压75

四、不正常的输出特性曲线79

第六节 晶体管中的体电阻81

一、晶体管的基区电阻82

二、晶体管的集电区电阻85

一、低频小信号工作时的特性方程和等效电路88

第七节 晶体管低频小信号特性88

二、基区宽度调变效应及其对低频小信号特性的影响90

三、晶体管的低频小信号h参数93

第三章 晶体管的频率特性99

第一节 晶体管的高频特性99

一、高频时晶体管电流放大系数下降的现象99

二、截止频率和特征频率的基本概念99

三、高频时晶体管电流放大系数下降的原因101

四、特征频率fT与晶体管结构参数的关系108

六、提高特征频率的途径112

五、特征频率与电流、电压的关系112

第二节 高频晶体管的功率增益和最高振荡频率114

一、高频等效电路和最佳高频功率增益114

二、高频优值和最高振荡频率fM117

三、功率增益与集电极电流、电压的关系118

四、提高最高振荡频率或功率增益的途径119

第四章 晶体管的功率特性122

第一节 晶体管的大电流特性122

一、集电极最大允许电流IcM122

二、大电流工作时产生的三个效应123

三、大电流时βO和fT下降的物理原因132

四、发射极单位周长的电流容量133

第二节 晶体管的最大耗散功率PcM和热阻RT134

一、晶体管的最大耗散功率PcM134

二、晶体管的热阻RT135

第三节 晶体管的二次击穿和安全工作区140

一、什么叫二次击穿140

二、发生二次击穿的原因141

三、改善晶体管二次击穿特性的措施143

一、梳状结构146

四、晶体管的安全工作区146

第四节 高频大功率晶体管的图形结构146

二、覆盖结构147

三、网格结构148

四、三种基本图形的比较148

五、其他图形结构简介150

一、什么是噪声153

二、噪声系数153

第一节 噪声和噪声系数153

第五章 晶体管的噪声特性153

第二节 晶体管内部噪声的来源154

一、热噪声154

二、散粒噪声155

三、1/f噪声155

四、噪声系数的频谱155

第三节 噪声系数公式和减小噪声系数的措施156

一、噪声系数公式156

二、减小晶体管噪声系数Ny的措施以及各参数之间的关系157

一、二极管的开关作用159

第一节 晶体管的开关作用159

第六章 晶体管的开关特性159

二、晶体管的开关作用160

三、晶体管的截止态和饱和态161

第二节 二极管的开关时间163

一、二极管的反向恢复过程163

二、电荷存贮效应164

三、二极管的贮存时间t？165

第三节 晶体管的开关时间167

一、晶体管的开关过程167

四、如何减小二极管的反向恢复时间167

二、延迟过程和延迟时间td169

三、上升过程和上升时间tγ170

四、贮存过程和贮存时间t？171

五、下降过程和下降时间tf173

六、开关时间的计算公式173

七、提高开关速度的途径176

第四节 晶体管的正向压降和饱和压降178

一、二极管的正向压降178

二、晶体管的共发射极正向压降VbeR179

三、晶体管的共发射极饱和压降Vce？180

第七章 晶体管的设计182

第一节 概述182

第二节 高频大功率晶体管的设计183

一、根据使用要求确定主要参数及其指标183

二、纵向结构参数的确定185

三、横向结构参数的确定187

四、主要电学参数的验算190

第三节 中功率开关晶体管的设计192

第四节 高反压大功率晶体管的设计197

第五节 超高频低噪声晶体管的设计200

第八章 其他半导体器件207

第一节 可控硅整流器207

一、概述207

二、可控硅整流器的制造工艺208

三、可控硅的工作原理209

第二节 单结晶体管212

一、工作原理212

二、单结晶体管的结构和制造方法214

第三节 雪崩二极管215

一、雪崩二极管产生微波振荡的基本原理216

二、雪崩二极管的结构和制造方法219

第四节 体效应二极管221

一、什么是体效应221

二、砷化镓的能带结构与负阻效应222

三、耿氏二极管的基本工作原理223

四、耿氏二极管的结构和制造方法225

第五节 发光二极管226

一、发光二极管的原理和特性227

二、常用的几种发光二极管材料与器件228

三、发光二极管的特性230

四、用发光二极管制作的固体显示器件231

附录232

Ⅰ．常用物理常数表232

Ⅱ．锗、硅、砷化镓、二氧化硅的重要性质232

Ⅲ．硅与几种金属的欧姆接触系数Rc232

Ⅳ．锗、硅电阻率与杂质浓度的关系233

Ⅴ．迁移率与杂质浓度的关系233

Ⅵ．杂质在硅中的最大溶解度与温度的关系234

Ⅶ．硅扩散层表面杂质浓度与扩散层平均电导率的关系曲线234