半導體元件：在積體電路上的應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 半導體
• 元件
• 積體電路
• 電子學
• 模擬電路
• 數字電路
• 器件物理
• 電路設計
• 微電子學
• 應用

　　本書主要的目的是供大學部學生學習使用，但是也適閤於研究生、在職工程師、和科學研究人員閱讀。

　　本書強調元件間的共通性，不採納一般常用的電子元件、光電元件、微波元件等分類法。極度專注在一些基本結構例如：PN接麵、金屬-半導體接觸點、雙極性電晶體、尤其是MOSFET的深入說明。以這些元件結構紮實的理論為基礎，可以很容易的瞭解其他重要的應用元件，例如：太陽電池、LED、二極體雷射、CCD、CMOS影像器、HEMT、以及記憶體元件等。希望能以精實、整體化、而又不枯燥的方式達到兼具深度和廣度的教學成果。

電子學基礎：從理論到實踐的探索 本書簡介 《電子學基礎：從理論到實踐的探索》是一本旨在為初學者和希望係統性鞏固基礎知識的讀者提供全麵、深入的電子學導論教材。本書結構嚴謹，內容涵蓋瞭電子電路設計與分析中最核心的概念、元件和電路原理，強調理論知識與實際應用相結閤，幫助讀者建立起堅實的電子工程學知識體係。 本書的編寫遵循由淺入深、循序漸進的原則。第一部分聚焦於電路理論基石。我們將從最基本的電學定律開始，詳細闡述歐姆定律、基爾霍夫定律在直流和交流電路中的應用。重點剖析瞭電阻、電容、電感三大基本無源元件的特性、工作原理及其在RL、RC、RLC串聯與並聯電路中的瞬態響應與穩態分析。通過大量的數學推導和直觀的物理圖像，讀者將能夠熟練運用網格分析法、節點電壓法、疊加定理、戴維南/諾頓等效電路等工具，高效解決復雜的綫性電路問題。 第二部分深入探討半導體物理與二極管。在為後續的放大電路和數字電路打下理論基礎的同時，本書詳細介紹瞭半導體材料的本徵與摻雜特性，PN結的形成、反嚮擊穿機製以及在正嚮偏置和反嚮偏置條件下的伏安特性麯綫。特彆地，我們對不同類型的二極管——包括穩壓二極管（齊納管）、發光二極管（LED）和光敏二極管——的工作原理、關鍵參數及其在限幅、鉗位、整流電路中的應用進行瞭詳盡的解析，並配以實際電路實例加以說明。 第三部分是本書的核心之一，即晶體管基礎與放大電路。本書係統介紹瞭雙極性結型晶體管（BJT）和結型場效應晶體管（FET）的結構、工作區劃分（截止、放大、飽和）及輸入輸齣特性麯綫。在BJT部分，我們詳細分析瞭不同組態（共射、共集、共基）的直流偏置電路設計，確保晶體管工作在預期的放大區。隨後，重點轉嚮小信號交流分析，運用等效電路模型（如混閤$pi$模型）精確計算電壓增益、輸入阻抗和輸齣阻抗。對於FET，則側重於跨導模型和其在低噪聲放大電路中的優勢。此外，本書也涵蓋瞭多級放大器、反饋原理及其對電路性能（如增益、帶寬、穩定度）的影響分析。 第四部分擴展至集成電路（IC）基礎概念與應用電路。雖然本書不側重於特定集成電路的內部結構，但我們引入瞭運算放大器（Op-Amp）這一理想化的核心構建塊。通過詳細講解運算放大器的理想特性、四大基本應用電路（反相放大器、同相放大器、加法器、積分器/微分器），讀者能夠理解反饋機製在構建高精度模擬功能中的關鍵作用。我們還簡要介紹瞭比較器、有源濾波器（如薩倫-凱結構）的基礎設計思路。 第五部分引入時域與頻域分析。為瞭理解電路對不同頻率信號的響應能力，本書引入瞭傅裏葉級數和傅裏葉變換的基本概念，用於信號分解。接著，我們使用波特圖（Bode Plot）直觀地分析放大器和濾波器的頻率響應特性，包括截止頻率、帶寬的確定。這部分內容為讀者後續學習通信係統和信號處理打下瞭必要的數學和物理基礎。 貫穿全書的特色在於實踐導嚮。每章末尾都附有不同難度的習題，旨在鞏固理論理解。此外，我們提供瞭使用通用麵包闆和標準測試設備（如示波器、函數信號發生器）進行基本實驗的指導，例如測量二極管的I-V特性、搭建一個簡單的BJT共射極放大器並測試其增益和頻率響應。本書緻力於培養讀者“看懂電路圖、分析電路功能、設計基本電路”的能力，為未來深入學習數字電子學、電力電子學或微處理器係統奠定堅實的基礎。 本書適閤高等院校電子信息工程、通信工程、自動化、物理學等相關專業的本科生作為教材或參考書。 --- 預期讀者收獲： 1. 建立完整概念體係： 從電荷、電流到復雜電路的完整邏輯鏈條。 2. 熟練掌握分析工具： 能夠運用代數方法和等效模型高效求解綫性與非綫性電路問題。 3. 理解主動元件的本質： 掌握晶體管作為電流/電壓控製開關和放大器的基本功能。 4. 初步具備電路設計能力： 能夠設計滿足特定增益、偏置點要求的簡單模擬放大電路。 5. 掌握基礎的信號處理視角： 理解電路如何對不同頻率的信號産生選擇性響應。

第1章　半導體中之電子與電洞
1.1　矽晶體的結構
1.2　電子與電洞之鍵結模式
1.3　能帶模式
1.4　半導體、絕緣體，和導體
1.5　電子與電洞
1.6　能態密度
1.7　熱平衡與費米函數
1.8　電子與電洞之濃度
1.9　n 與 p 之理論
1.10　在極高及極低溫下的載子濃度
1.11　本章總結
習題

第2章　電子與電洞的運動與再結閤
2.1　熱運動
2.2　漂移
2.3　擴散電流
2.4　能帶圖與外加電壓V及電場的關係
2.5　D與μ的愛因斯坦關係式
2.6　電子與電洞的再結閤 ( 復閤 )
2.7　熱産品
2.8　準平衡與準費米能階
2.9　本書總結
習題

第3章　元件製程技術
3.1　元件製程介紹
3.2　矽氧化法
3.3　微影製程
3.4　圖案轉移 ─ 蝕刻
3.5　摻雜
3.6　摻雜原子擴散
3.7　薄膜沉積
3.8　金屬連接 ─ 後段製程
3.9　測試、封裝、與驗證
3.10　本章總結 ─ 元件製程範例
習題

第4章　PN接麵和金屬 – 半導體接麵
第一部分：PN接麵
4.1　PN接麵的理論架構
4.2　空乏層模型
4.3　反嚮偏壓的PN接麵
4.4　電容 – 電壓特性
4.5　接麵崩潰
4.6　順偏時的載子注入 ─ 準平衡邊界條件
4.7　電流的連續性方程
4.8　在順偏下PN接麵的過量載子
4.9　PN接麵二極體的IV特性
4.10　電荷儲存
4.11　二極體的小信號模型
第二部分：光電元件的應用
4.12　太陽能電池
4.13　發光二極體和固態照明
4.14　二極體雷射
4.15　光二極體
第三部分：金屬半導體接麵
4.16　肖特基位能障
4.17　熱離子發射理論
4.18　肖特基二極體
4.19　肖特基二極體的應用
4.20　量子穿隧機製
4.21　歐姆接觸
4.22　本章總結
習題

第5章　MOS電容器
5.1　平帶條件與平帶電壓
5.2　錶麵纍積
5.3　錶麵空乏
5.4　臨界條件與臨界電壓
5.5　超越臨界之後的強反轉
5.6　MOS C-V特性
5.7　氧化層電荷 ─ 對 Vtb 和 Vt 的修正
5.8　復晶矽空乏現象 ─ Tox 等效值之增加
5.9　反轉區和纍積區電荷層厚度與量子力學效應
5.10　CCD影像器與CMOS影像器
5.11　本章總結
習題

第6章　MOS 電晶體
6.1　MOSFET 簡介
6.2　互補式 MOS(CMOS) 技術
6.3　錶麵移動率與高移動率 FET
6.4　MOSFET 的 Vt、基體效應，以及陡峭的逆嚮摻雜
6.5　MOSFET 內的 Qinv
6.6　基本 MOSFET IV 模型
6.7　電路範例 ─ CMOS 反相器
6.8　速度飽和
6.9　速度飽和時的 MOSFET IV 模型
6.10　源極 – 汲極寄生電阻
6.11　串聯電阻的萃取與有效通道長度
6.12　速度超越與源極速度限製
6.13　輸齣電導
6.14　高頻效能
6.15　MOSFET 雜訊
6.16　SRAM、DRAM、非揮發性 (FLASH) 記憶體元件
6.17　總結
習題

第7章　積體電路中的 MOSFET ─ 微細化、漏電流、及其他相關主題
7.1　微細化技術 ─ 成本、速度、和功率消耗
7.2　次臨界電流 ─「截止」並非完全「截止」
7.3　 Vt 下降 ─ 短通道 MOSFET 漏電更嚴重
7.4　降低閘極 – 絕緣層之電性厚度及穿隧漏電流
7.5　如何降低 Wdep
7.6　淺接麵與金屬源極∕汲極 MOSFET
7.7　Ion 與 Ioff 之間的取捨與可製造性設計
7.8　超薄基體 SOI 與多閘極 MOSFET
7.9　輸齣電導
7.10　元件與製程模擬
7.11　用於電路模擬的 MOSFET 精簡模型
7.12　本章總結
習題

第8章　雙極性接麵電晶體
8.1　雙極性電晶體介紹
8.2　電極電流
8.3　基極電流
8.4　電流增益
8.5　集極電壓引起的基極寬度調變效應
8.6　伊伯斯 – 莫爾 (Ebers-Moll) 模型
8.7　穿越時間與電荷儲存
8.8　小訊號模型
8.9　截止頻率
8.10　電荷控製模型
8.11　大訊號電路模擬的模型
8.12　本章總結
習題

附錄I　能態密度
附錄II　費米 – 迪拉剋分佈函數
附錄III　少數載子假設的自我一緻性

评分☆☆☆☆☆

這本《半導體元件：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、颱積電，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，瞭解它們在不同的電路架構下扮演的角色，甚至是如何剋服物理限製，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？如果書中有這方麵的探討，那就太棒瞭！

评分☆☆☆☆☆

這本《半導體元件：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齣身的讀者來說，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」。我希望能從書中瞭解，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」，又該如何巧妙地組閤，纔能搭建齣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，中間經歷瞭哪些重大的突破？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，再結閤未來的發展方嚮，那就真的太讚瞭。

评分☆☆☆☆☆

我手上這本《半導體元件：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齣瞭「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、甚至極限操作下的錶現瞭解不夠深入，就容易導緻設計上的瓶頸或齣現意想不到的問題。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製，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？在低功耗嵌入式係統裡，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☆☆☆☆☆

說真的，我對《半導體元件：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製。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，要寫齣真正高效、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，嚮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麵，探討如何設計齣更省電、更環保的積體電路，那這本書的價值就大大提升瞭。我希望能透過這本書，拓展我的視野，瞭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☆☆☆☆☆

哇，這本書《半導體元件：在積體電路上的應用》的封麵設計就超有質感！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，那些小小的晶片裡麵到底藏著多少智慧和技術。這本書的標題很直接，點齣瞭「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瞭一個連結，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。我對裡麵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。