半导体元件：在积体电路上的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　本书主要的目的是供大学部学生学习使用，但是也适合于研究生、在职工程师、和科学研究人员阅读。

　　本书强调元件间的共通性，不採纳一般常用的电子元件、光电元件、微波元件等分类法。极度专注在一些基本结构例如：PN接面、金属-半导体接触点、双极性电晶体、尤其是MOSFET的深入说明。以这些元件结构扎实的理论为基础，可以很容易的了解其他重要的应用元件，例如：太阳电池、LED、二极体雷射、CCD、CMOS影像器、HEMT、以及记忆体元件等。希望能以精实、整体化、而又不枯燥的方式达到兼具深度和广度的教学成果。

电子学基础：从理论到实践的探索 本书简介 《电子学基础：从理论到实践的探索》是一本旨在为初学者和希望系统性巩固基础知识的读者提供全面、深入的电子学导论教材。本书结构严谨，内容涵盖了电子电路设计与分析中最核心的概念、元件和电路原理，强调理论知识与实际应用相结合，帮助读者建立起坚实的电子工程学知识体系。 本书的编写遵循由浅入深、循序渐进的原则。第一部分聚焦于电路理论基石。我们将从最基本的电学定律开始，详细阐述欧姆定律、基尔霍夫定律在直流和交流电路中的应用。重点剖析了电阻、电容、电感三大基本无源元件的特性、工作原理及其在RL、RC、RLC串联与并联电路中的瞬态响应与稳态分析。通过大量的数学推导和直观的物理图像，读者将能够熟练运用网格分析法、节点电压法、叠加定理、戴维南/诺顿等效电路等工具，高效解决复杂的线性电路问题。 第二部分深入探讨半导体物理与二极管。在为后续的放大电路和数字电路打下理论基础的同时，本书详细介绍了半导体材料的本征与掺杂特性，PN结的形成、反向击穿机制以及在正向偏置和反向偏置条件下的伏安特性曲线。特别地，我们对不同类型的二极管——包括稳压二极管（齐纳管）、发光二极管（LED）和光敏二极管——的工作原理、关键参数及其在限幅、钳位、整流电路中的应用进行了详尽的解析，并配以实际电路实例加以说明。 第三部分是本书的核心之一，即晶体管基础与放大电路。本书系统介绍了双极性结型晶体管（BJT）和结型场效应晶体管（FET）的结构、工作区划分（截止、放大、饱和）及输入输出特性曲线。在BJT部分，我们详细分析了不同组态（共射、共集、共基）的直流偏置电路设计，确保晶体管工作在预期的放大区。随后，重点转向小信号交流分析，运用等效电路模型（如混合$pi$模型）精确计算电压增益、输入阻抗和输出阻抗。对于FET，则侧重于跨导模型和其在低噪声放大电路中的优势。此外，本书也涵盖了多级放大器、反馈原理及其对电路性能（如增益、带宽、稳定度）的影响分析。 第四部分扩展至集成电路（IC）基础概念与应用电路。虽然本书不侧重于特定集成电路的内部结构，但我们引入了运算放大器（Op-Amp）这一理想化的核心构建块。通过详细讲解运算放大器的理想特性、四大基本应用电路（反相放大器、同相放大器、加法器、积分器/微分器），读者能够理解反馈机制在构建高精度模拟功能中的关键作用。我们还简要介绍了比较器、有源滤波器（如萨伦-凯结构）的基础设计思路。 第五部分引入时域与频域分析。为了理解电路对不同频率信号的响应能力，本书引入了傅里叶级数和傅里叶变换的基本概念，用于信号分解。接着，我们使用波特图（Bode Plot）直观地分析放大器和滤波器的频率响应特性，包括截止频率、带宽的确定。这部分内容为读者后续学习通信系统和信号处理打下了必要的数学和物理基础。 贯穿全书的特色在于实践导向。每章末尾都附有不同难度的习题，旨在巩固理论理解。此外，我们提供了使用通用面包板和标准测试设备（如示波器、函数信号发生器）进行基本实验的指导，例如测量二极管的I-V特性、搭建一个简单的BJT共射极放大器并测试其增益和频率响应。本书致力于培养读者“看懂电路图、分析电路功能、设计基本电路”的能力，为未来深入学习数字电子学、电力电子学或微处理器系统奠定坚实的基础。 本书适合高等院校电子信息工程、通信工程、自动化、物理学等相关专业的本科生作为教材或参考书。 --- 预期读者收获： 1. 建立完整概念体系： 从电荷、电流到复杂电路的完整逻辑链条。 2. 熟练掌握分析工具： 能够运用代数方法和等效模型高效求解线性与非线性电路问题。 3. 理解主动元件的本质： 掌握晶体管作为电流/电压控制开关和放大器的基本功能。 4. 初步具备电路设计能力： 能够设计满足特定增益、偏置点要求的简单模拟放大电路。 5. 掌握基础的信号处理视角： 理解电路如何对不同频率的信号产生选择性响应。

第1章　半导体中之电子与电洞
1.1　硅晶体的结构
1.2　电子与电洞之键结模式
1.3　能带模式
1.4　半导体、绝缘体，和导体
1.5　电子与电洞
1.6　能态密度
1.7　热平衡与费米函数
1.8　电子与电洞之浓度
1.9　n 与 p 之理论
1.10　在极高及极低温下的载子浓度
1.11　本章总结
习题

第2章　电子与电洞的运动与再结合
2.1　热运动
2.2　漂移
2.3　扩散电流
2.4　能带图与外加电压V及电场的关系
2.5　D与μ的爱因斯坦关系式
2.6　电子与电洞的再结合 ( 复合 )
2.7　热产品
2.8　准平衡与准费米能阶
2.9　本书总结
习题

第3章　元件制程技术
3.1　元件制程介绍
3.2　硅氧化法
3.3　微影制程
3.4　图案转移 ─ 蚀刻
3.5　掺杂
3.6　掺杂原子扩散
3.7　薄膜沉积
3.8　金属连接 ─ 后段制程
3.9　测试、封装、与验证
3.10　本章总结 ─ 元件制程范例
习题

第4章　PN接面和金属 – 半导体接面
第一部分：PN接面
4.1　PN接面的理论架构
4.2　空乏层模型
4.3　反向偏压的PN接面
4.4　电容 – 电压特性
4.5　接面崩溃
4.6　顺偏时的载子注入 ─ 准平衡边界条件
4.7　电流的连续性方程
4.8　在顺偏下PN接面的过量载子
4.9　PN接面二极体的IV特性
4.10　电荷储存
4.11　二极体的小信号模型
第二部分：光电元件的应用
4.12　太阳能电池
4.13　发光二极体和固态照明
4.14　二极体雷射
4.15　光二极体
第三部分：金属半导体接面
4.16　肖特基位能障
4.17　热离子发射理论
4.18　肖特基二极体
4.19　肖特基二极体的应用
4.20　量子穿隧机制
4.21　欧姆接触
4.22　本章总结
习题

第5章　MOS电容器
5.1　平带条件与平带电压
5.2　表面累积
5.3　表面空乏
5.4　临界条件与临界电压
5.5　超越临界之后的强反转
5.6　MOS C-V特性
5.7　氧化层电荷 ─ 对 Vtb 和 Vt 的修正
5.8　复晶硅空乏现象 ─ Tox 等效值之增加
5.9　反转区和累积区电荷层厚度与量子力学效应
5.10　CCD影像器与CMOS影像器
5.11　本章总结
习题

第6章　MOS 电晶体
6.1　MOSFET 简介
6.2　互补式 MOS(CMOS) 技术
6.3　表面移动率与高移动率 FET
6.4　MOSFET 的 Vt、基体效应，以及陡峭的逆向掺杂
6.5　MOSFET 内的 Qinv
6.6　基本 MOSFET IV 模型
6.7　电路范例 ─ CMOS 反相器
6.8　速度饱和
6.9　速度饱和时的 MOSFET IV 模型
6.10　源极 – 汲极寄生电阻
6.11　串联电阻的萃取与有效通道长度
6.12　速度超越与源极速度限制
6.13　输出电导
6.14　高频效能
6.15　MOSFET 杂讯
6.16　SRAM、DRAM、非挥发性 (FLASH) 记忆体元件
6.17　总结
习题

第7章　积体电路中的 MOSFET ─ 微细化、漏电流、及其他相关主题
7.1　微细化技术 ─ 成本、速度、和功率消耗
7.2　次临界电流 ─「截止」并非完全「截止」
7.3　 Vt 下降 ─ 短通道 MOSFET 漏电更严重
7.4　降低闸极 – 绝缘层之电性厚度及穿隧漏电流
7.5　如何降低 Wdep
7.6　浅接面与金属源极∕汲极 MOSFET
7.7　Ion 与 Ioff 之间的取舍与可制造性设计
7.8　超薄基体 SOI 与多闸极 MOSFET
7.9　输出电导
7.10　元件与制程模拟
7.11　用于电路模拟的 MOSFET 精简模型
7.12　本章总结
习题

第8章　双极性接面电晶体
8.1　双极性电晶体介绍
8.2　电极电流
8.3　基极电流
8.4　电流增益
8.5　集极电压引起的基极宽度调变效应
8.6　伊伯斯 – 莫尔 (Ebers-Moll) 模型
8.7　穿越时间与电荷储存
8.8　小讯号模型
8.9　截止频率
8.10　电荷控制模型
8.11　大讯号电路模拟的模型
8.12　本章总结
习题

附录I　能态密度
附录II　费米 – 迪拉克分佈函数
附录III　少数载子假设的自我一致性

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說真的，我對《半导体元件：在積體電路上的應用》這本書抱持著高度的好奇。雖然我不是硬體工程師，但在軟體開發領域，我也常常需要理解底層硬體的能力和限制。像是手機App的效能瓶頸、雲端運算的功耗管理，都跟底層的半導體元件息息相關。我一直覺得，要寫出真正高效、優雅的軟體，不能完全脫離硬體。這本書的標題聽起來很學術，但我更希望它能用一種比較「親民」的方式，向我這樣背景的讀者解釋，那些看不見的微小元件，是怎麼支撐起我們現在數位生活的。我很好奇，書中會不會提到一些關於「綠色半導體」或是「永續發展」的議題？畢竟隨著科技發展，能耗和環保問題也越來越受到重視。如果作者能從元件的層面，探討如何設計出更省電、更環保的積體電路，那這本書的價值就大大提升了。我希望能透過這本書，拓展我的視野，了解軟體和硬體之間的連結，讓我的軟體設計能更具前瞻性。

评分☆☆☆☆☆

這本《半导体元件：在積體電路上的應用》，對我這個對電子學情有獨鍾但又非專業出身的讀者來說，簡直就是一座寶藏！我一直覺得，我們每天都在使用的各種電子產品，背後都藏著一個迷人的微觀世界。從收音機到智慧手機，中間隔著幾十年的技術演進，而半導體元件絕對是這場革命的核心。這本書的書名，讓我聯想到那些小小的、卻能承載複雜功能的「積木」。我希望能從書中了解，不同的「積木」（也就是半導體元件），它們各自有什麼獨特的「形狀」和「功能」，又該如何巧妙地組合，才能搭建出我們現在看到的各式各樣的「建築」（也就是積體電路）。我很期待能看到書中對於元件「跨時代」的演進，做一些比較。例如，從早期的真空管到現在的奈米級電晶體，中間經歷了哪些重大的突破？這些突破又是如何影響到積體電路的設計和效能的？如果書中能提供一些歷史的脈絡，再結合未來的發展方向，那就真的太讚了。

评分☆☆☆☆☆

我手上這本《半导体元件：在積體電路上的應用》，光是翻開目錄，就覺得內容紮實。作為一個在電子工程領域摸爬滾打多年的工程師，我深知穩固的基礎知識對於掌握複雜的現代積體電路設計有多麼重要。這本書的書名直接點出了「元件」和「應用」，這兩者是相輔相成的。很多時候，我們在設計電路時，對元件的實際行為、非理想特性、甚至極限操作下的表現了解不夠深入，就容易導致設計上的瓶頸或出現意想不到的問題。我特別想透過這本書，再次梳理一下不同類型半導體元件的物理機制，以及它們在不同製程下的差異。更重要的是，我期待它能提供一些針對特定應用場景下，元件選擇和電路設計的考量。例如，在高速訊號處理中，什麼元件的寄生效應需要特別關注？在低功耗嵌入式系統裡，哪些元件的選擇能最大程度地降低能耗？如果書中能提供一些實際的電路範例，並分析其中元件的應用邏輯，那對我來說就是無價的。

评分☆☆☆☆☆

這本《半导体元件：在積體電路上的應用》真的是讓我眼睛一亮！身為一個長期關注科技產業發展的讀者，我一直覺得半導體是整個科技鏈最核心的部分。從以前聽聞的Intel、台積電，到現在各種創新的AI晶片、高效能運算，背後都是無數微小半導體元件在運作。我對這本書的期待，主要在於它如何將相對複雜的半導體物理原理，轉化成容易理解的、關於積體電路的應用。有時候看一些學術論文，術語太多，真的會讓人望之卻步。我希望這本書能夠有一種「引導」的作用，就像一位經驗豐富的老師，能帶著讀者一步一步認識這些元件的特性，了解它們在不同的電路架構下扮演的角色，甚至是如何克服物理限制，實現更高效能、更低功耗的目標。我很想知道，作者對於「新一代半導體元件」的發展趨勢，有沒有什麼獨到的見解？像是量子點、憶阻器這些聽起來很炫的東西，到底離實際應用還有多遠？如果書中有這方面的探討，那就太棒了！

评分☆☆☆☆☆

哇，這本書《半导体元件：在積體電路上的應用》的封面設計就超有質感！那種深藍帶點銀色的印刷，感覺就是專業學術書籍的標配。我平常雖然不是直接做半導體製程的，但身為一個科技業的從業人員，多少都會接觸到相關的知識。每次看到那些密密麻麻的電路圖，或是聽工程師們講起什麼MOSFET、BJT的，都覺得好厲害。我一直很好奇，那些小小的晶片裡面到底藏著多少智慧和技術。這本書的標題很直接，點出了「半導體元件」和「積體電路上的應用」，感覺就是把基礎的元件知識跟實際的應用做了一個連結，這點對我來說很重要。畢竟光講理論可能有點枯燥，但如果能知道這些元件是怎麼在我們每天用的手機、電腦裡發揮作用的，那學習起來就會更有動力。希望這本書能幫我解開一些對於半導體世界的好奇，讓我對這個產業有更深一層的認識。我對裡面的圖解和案例分析特別有期待，畢竟有時候文字描述再多，不如一張清楚的圖來得直觀。