半导体物理与器件基本原理第四版PDF电子书免费下载

　　本书第四版的目的是为理解半导体器件的特性、操作和局限性提供基础。为了获得这种理解，必须对半导体材料的物理学有透彻的了解。这本书的目标是汇集量子力学，固体的量子理论，半导体材料物理，半导体器件物理。所有这些组件对于理解当今设备的运行和该领域的任何未来发展都至关重要。在这篇课文中呈现的物理量比许多介绍半导体器件的书籍中所涵盖的要多。虽然这个范围更广，但作者发现，一旦基本的导论和材料物理被完全覆盖，半导体器件的物理性质就会自然地跟上，并且可以相当迅速和有效地被涵盖。对基础物理的强调也将有助于理解和开发新的半导体器件。由于本文的目的是介绍半导体器件的理论，有许多先进的理论没有被考虑。此外，制造工艺并未详细描述。关于诸如扩散和离子注入等处理技术，有一些参考文献和一般性讨论，但仅限于这种处理的结果对器件特性有直接影响的地方。

　　本文面向电气工程专业大三、高年级本科生。了解这些材料的先决条件是大学数学，包括微分方程、基础大学物理和电磁学导论。介绍一下现代物理学是有帮助的，但不是必需的。此外，提前完成电子电路入门课程是有帮助的，但不是必要的。

　　正文分为三个部分：第一部分介绍量子物理学，然后继续讨论半导体材料物理；第二部分介绍基本半导体器件的物理特性；第三部分介绍专门的半导体器件，包括光学器件、微波器件和功率器件。第一部分由第一章到第六章组成。第一章介绍了固体的晶体结构，从而得到了理想的单晶半导体材料。第2章和第3章介绍了量子力学和固体的量子理论，它们一起提供了必要的基础物理。第4章到第6章涵盖半导体材料物理。第四章讨论热平衡状态下半导体的物理性质，第五章讨论半导体中载流子的输运现象，第六章研究了非平衡过剩载流子特性。了解半导体中过量载流子的行为对于理解器件物理是至关重要的。第二部分由第7章至第13章组成。第7章讨论基本pn结的静电学，第8章讨论pn结二极管的电流-电压特性，包括直流和小信号特性。第9章讨论了整流和欧姆金属半导体结以及半导体异质结。金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）的基本物理在第10章中阐述，其他概念在第11章中介绍。第12章发展了双极晶体管的理论，第13章介绍了结场效应晶体管（JFET）。一旦pn结的物理学得到发展，关于这三种基本晶体管的章节可以按任何顺序来涵盖这些章节，以免相互依赖。第三部分包括第14章和第15章。第14章讨论光学器件，如太阳能电池和发光二极管。最后，第15章介绍了半导体微波器件和半导体功率器件。这本书末尾有八个附录。附录A包含选定的符号列表。符号有时会变得混乱，因此本附录有助于跟踪所有符号。附录B包含了整个文本中使用的单位制、转换系数和一般常数。附录H列出了所选问题的答案。大多数学生会发现这个附录很有用。