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目录1

第一章　p-n结1

§1.1　概述1

1.1.1 p-n结的形成1

1.1.2　p-n结的杂质分布2

§1.2 p-n结的能带图2

1.2.1　平衡p-n结的能带图2

1.2.2　非平衡p-n结的能带图5

§1.3 p-n结空间电荷区的电场和电位分布7

1.3.1　突变结空间电荷区的电场和电位分布8

1.3.2　线性缓变结空间电荷区的电场和电位分布10

1.3.3　对“耗尽层”近似的讨论12

§1.4 p-n结的直流特性15

1.4.1　在外加直流电压下p-n结内的载流子分布和电流分布15

1.4.2 p-n结直流特性的理论分析17

1.4.3　对p-n结直流特性的讨论20

1.4.4　温度对p-n结电流、电压的影响27

§1.5 p-n结的交流特性29

1.5.1 p-n结小信号交流特性29

1.5.2　小讯号交流导纳30

1.5.3 p-n结的扩散电容32

1.6.1　突变结势垒电容33

§1.6 p-n结的势垒电容33

1.6.2　线性缓变结势垒电容36

1.6.3　扩散结势垒电容36

§1.7 p-n结的开关特性44

1.7.1　电荷储存效应44

1.7.2　反向恢复时间46

§1.8 p-n结的击穿48

1.8.1　基本击穿机构48

1.8.2　雪崩击穿电压的分析50

1.8.3　对雪崩击穿电压的讨论57

附录1-1　突变结势垒电容66

附录1-2　线性缓变结势垒电容69

附录1-3　柱型和球型突变结的雪崩击穿电压72

附录1-4　离子注入结的最小曲率半径74

第二章　晶体管的直流特性79

§2.1　概述79

2.1.1　晶体管的基本结构79

2.1.2　晶体管的放大作用81

2.1.3　载流子在晶体管内的传输83

2.1.4　晶体管的特性曲线84

§2.2 晶体管直流特性的理论分析86

2.2.1　均匀基区晶体管直流特性的理论分析87

2.2.2　缓变基区晶体管直流特性的理论分析93

2.2.3　埃伯尔斯-莫尔模型97

§2.3　晶体管的电流放大系数99

2.3.1　均匀基区晶体管的短路电流放大系数99

2.3.2　缓变基区晶体管的短路电流放大系数104

2.3.3　影响电流放大系数的一些因素107

§2.4　晶体管的反向电流116

2.4.1　ICBo116

2.4.2　IEBO117

2.4.3 ICEO117

2.4.4　发射极浮动电压VEB（fi）118

§2.5　晶体管的击穿电压119

2.5.1 BVEBO和BVCBO119

2.5.2 BVCEO、BVCER、BVCEX、BVCES119

2.5.3 穿通电压VPT123

§2.6 晶体管的基极电阻123

2.6.1 梳状晶体管的基极电阻123

2.6.2 圆形晶体管的基极电阻125

§2.7 晶体管输入正向压降与饱和压降126

2.7.1 输入正向压降VBES127

2.7.2 饱和压降VCES127

§2.8 晶体管小讯号等效电路132

附录2-1 关于缓变基区晶体管直流连续性方程的解134

附录2-2 关于缓变基区晶体管基区输运系数的简化135

附录2-3 禁带变窄对发射效率的影响136

附录2-4 关于（2-275）式中pc（0）、xc的确定137

第三章 晶体管的频率特性141

§3.1 概述141

§3.2 晶体管交流特性的理论分析142

3.2.1 均匀基区晶体管交流特性的理论分析142

3.2.2 缓变基区晶体管交流特性的理论分析148

3.3.1 晶体管的高频Y参数及其等效电路152

§3.3 晶体管的高频参数与等效电路152

3 3.2 晶体管的高频h参数及其等效电路160

3.3.3 晶体管的寄生参数164

§3.4 共基极电流放大系数及其截止频率165

3.4.1 发射效率与发射极延迟时间常数166

3.4.2 基区输运系数与基区渡越时间168

3.4.3 集电结势垒区输运系数与集电结势垒区渡越时间171

3.4.4 集电区倍增因子与集电极延迟时间常数173

3.4.5 共基极电流放大系数截止频率174

§3.5 共发射极电流放大系数及其截止频率175

3.5.1 共发射极电流放大系数截止频率175

3.5.2 特征频率178

3.5.3 特征频率与电流、电压的关系179

3.5.4 提高特征频率的途径180

§3.6 晶体管的高频功率增益181

3.6.1 晶体管的功率增益和最大有用功率增益182

3.6.2 晶体管的高频功率增益184

3.6.3 最高振荡频率和高频优质186

3.6.4 功率增益随工作点的变化及提高功率增益的途径186

附录3-1 基区电子密度的微扰分量187

附录3-2 晶体管等效电路参数转换关系189

4.1.1 基区电导调制效应和大注入自建电场193

§4.1 晶体管集电极最大电流193

第四章 晶体管的功率特性193

4.1.2 有效基区扩展效应200

4.1.3 发射极电流集边效应210

4.1.4 集电极最大电流213

§4.2 晶体管的最大耗散功率214

4.2.1 晶体管的热流分析214

4.2.2 稳态热阻216

4.2.3 瞬态热阻218

4.2.4 晶体管的最大耗散功率222

§4.3 晶体管的二次击穿和安全工作区222

4.3.2 二次击穿原因分析223

4.3.1 二次击穿现象223

4.3.3 防止二次击穿的主要措施225

4.3.4 晶体管的安全工作区229

附录4-1 在连续矩形脉冲工作时的瞬态热阻230

附录4-2 发射极镇流电阻230

第五章 晶体管的开关特性234

§5.1 晶体管的开关作用234

§5.2 晶体管的开关过程235

5.2.1 延迟过程236

5.2.2 上升过程237

5.2.3 超量储存电荷的消失过程238

§5.3 晶体管的开关时间239

5.2.4 下降过程239

5.3.1 延迟时间242

5.3.2 上升时间244

5.3.3 储存时间246

5.3.4 下降时间251

第六章 晶体管的噪声特性255

§6.1 晶体管的噪声和噪声系数255

6.1.1 晶体管的噪声255

6.1.2 晶体管的噪声系数255

§6.2 晶体管的噪声源256

6.2.1 1/f噪声256

6 2.2 热噪声257

6.2.3 散粒噪声258

6.2.4 晶体管噪声等效电路的转换和分配噪声261

§6.3 晶体管的噪声系数263

6.3.1 P波段晶体管的噪声系数264

6.3.2 S波段晶体管的噪声系数265

第七章 晶体管的设计270

§7.1 概述270

§7.2 晶体管的纵向结构设计272

7.2.1 扩散结管芯的纵向杂质浓度分布272

7.2.2 离子注入结管芯的纵向杂质浓度分布275

7.2.3 晶体管纵向结构参数的选取276

§7.3 晶体管的横向结构设计282

7.3.1 晶体管的图形结构283

7.3.2 晶体管横向结构参数的选取289

7.3.3 有关图形结构设计的一些问题293

§7.4 关于晶体管的热学设计295

§7.5 几种类型晶体管的设计举例301

7.5.1 高频大功率晶体管的设计301

7.5.2 中功率开关晶体管的设计310

7.5.3　高耐压大功率晶体管的设计317

7.5.4　微波低噪声晶体管的设计322

8.1.1　JFET的基本工作原理331

第八章　场效应晶体管331

§8.1　结型场效应晶体管331

8.1.2　JFET的电流-电压特性333

8.1.3　JFET的一般特性337

§8.2　MOS结的特性346

8.2.1　半导体表面区的性质346

8.2.2　理想MOS结构的电容-电压特性352

8.2.3　MOS结的阈值电压354

§8.3　MOS晶体管357

8.3.1　MOS晶体管的基本工作原理357

8.3.2　MOS晶体管的电流-电压特性362

8.3.3　MOS晶体管的一般特性367

总附录376

Ⅰ．常用物理常数表376

Ⅱ．锗、硅、砷化镓、二氧化硅的重要性质（300K）376

Ⅲ．硅与几种金属的欧姆接触系数Rc377

Ⅳ．锗、硅电阻率与杂质浓度的关系377

Ⅴ．迁移率与杂质浓度的关系377

Ⅵ．杂质在硅中的最大溶解度与温度的关系图378

Ⅶ．余误差函数378

Ⅷ．硅扩散层表面杂质浓度与扩散层平均电导率的关系曲线380

主要符号表395