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晶体管原理与设计


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晶体管原理与设计
  • 书号:
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    开本:
  • 页数:0
    字数:330000
    语种:
  • 出版社:科学出版社
    出版时间:
  • 所属分类:TN3 半导体技术
  • 定价: ¥1.20元
    售价: ¥0.96元
  • 图书介质:
    纸质书

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内容简介
从晶体管生产和设计的实际情况出发,本书以晶体管参数为主线,结合典型实例,比较全面地论述了晶体管的基本原理及设计原则.为了便于读者自学和运用基本原理去分析问题、解决问题,书中着重介绍物理机构和物理图象,同时配合以必要的数学分析.
主要内容包括:PN结的基本原理,晶体管的放大特性、击穿特性、频率特性、大电流和功率特性、开关特性,晶体管设计以及晶体管的可靠性.书中还给出了从事器件工作所必备的图表,供实际工作中查阅.
本书可供高等学校有关专业的师生及从事半导体器件生产的工人、技术人员阅读.
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目录

  • 第一章 PN结的电流-电压特性
    一、平衡PN结
    1.PN结空间电荷区的形成
    2.平衡PN结的势垒——接触电势差
    3.平衡PN结的载流子浓度分布
    二、PN结的正向特性
    1.正向注入效应
    2.正向PN结的边界少子浓度和少子浓度分布
    3.正向PN结的电流转换与传输
    4.PN结正向电流公式
    5.正向PN结空间电荷区复合电流
    三、PN结反向特性
    1.反向抽取作用
    2.反向PN结的扩散电流
    3.反向PN结空间电荷区产生电流
    4.表面对PN结反向电流的影响
    附录Ⅰ—1 关于平衡PN结费米能级处处相同的证明
    附录Ⅰ—2 平衡PN结接触电势差公式的推导
    附录Ⅰ—3 平衡PN结载流子浓度分布的讨论
    附录Ⅰ—4 正向PN结边界少子浓度公式的推导
    附录Ⅰ—5 正向PN结少子浓度分布公式的推导
    附录Ⅰ—6 PN结大注入效应
    附录Ⅰ—7 反向PN结边界少子浓度公式的推导
    第二章 PN结的空间电荷区、势垒电容和击穿
    一、PN结空间电荷区
    1.空间电荷区中的电场
    2.PN结空间电荷区宽度
    3.缓变结的空间电荷区
    二、PN结的势垒电容
    三、PN结的击穿
    1.两种电击穿机构
    2.雪崩碰撞电离率
    3.突变结雪崩击穿电压与原材料电阻率的关系
    4.雪崩击穿电压与半导体层厚度的关系
    5.缓变结的击穿电压
    6.扩散结结深对击穿电压的影响
    附录Ⅱ—1 用泊松方程求解突变结空间电荷区的电场分布和空间电荷区宽度
    附录Ⅱ—2 线性缓变结的电场分布与空间电荷区宽度分析
    附录Ⅱ—3 求扩散结杂质浓度梯度a的图表及方法
    附录Ⅱ—4 雪崩击穿条件的推导
    第三章 晶体管的电流放大特性
    一、晶体管的构成
    二、晶体管的电流传输机构
    1.载流子输运过程
    2.电流传输机构
    三、晶体管直流短路电流放大系数
    1.晶体管直流短路电流放大系数定义
    2.描述晶体管电流放大性能的中间参量
    四、直流电流放大系数的简单分析
    1.电流放大系数与哪些参量有关
    2.发射结空间电荷区复合和基区表面复合对电流放大系数的影响
    3.β0的公式和β0与收集极电流的关系
    4.生产实际中如何控制α0或β0
    五、晶体管的直流特性曲线族
    1.共基极连接的直流特性曲线族
    2.共发射极连接的直流特性曲线族
    附录Ⅲ—1 收集结倍增因子和收集区倍增系数
    1.收集结倍增因子M
    2.收集区倍增系数α
    附录Ⅲ—2 晶体管的直流放大理论
    1.均匀基区晶体管的直流放大理论
    2.扩散晶体管的电流放大系数
    第四章 晶体管的反向电流与击穿电压
    一、晶体管的反向漏电流
    1.Icbo和Iebo
    2.Iceo
    二、晶体管的反向击穿电压
    1.发射极开路,收集极—基极反向击穿电压BVcbo
    2.基极开路,收集极—发射极反向击穿电压BVceo
    3.收集极开路,发射极—基极反向击穿电压BVebo
    三、基区穿通对击穿电压BVcbo的限制
    四、影响BVcbo的其他因素及其消除办法
    1.结电场集中
    2.表面电场集中
    3.沟道效应
    4.其他
    附录Ⅳ—1 BVceR,BVcez,BVcex,BVces的涵义
    第五章 晶体管的频率特性
    一、晶体管交流电流放大系数与频率参数简介
    1.交流电流放大系数
    2.晶体管的频率特性参数
    二、晶体管电流放大系数随频率变化的物理原因
    三、电流放大系数的频率关系
    1.共基极短路电流放大系数α的频率关系和α截止频率
    2.共发射极短路电流放大系数β的频率关系和β截止频率
    四、晶体管的特征频率
    1.fT与什么因素有关?
    2.影响fT的因素与提高fT的途径
    3.fT与收集极电流和电压的关系
    五、晶体管高频等效电路
    1.发射结和发射区
    2.收集结和收集区
    3.基区
    六、基极电阻
    七、晶体管的功率增益和最高振荡频率
    1.晶体管的功率增益和高频优值
    2.晶体管的最高振荡频率
    3.提高KP或fM的途径
    4.功率增益与收集极电流和电压的关系
    八、高频低噪声晶体管
    1.晶体管的噪声
    2.高频低噪声晶体管举例——高频低噪声晶体管3DG51
    第六章 晶体管的大电流特性和高频大功率晶体管
    一、收集极最大工作电流ICM
    二、大电流时βO和fT下降的物理原因
    1.βO和fT开始下降的物理原因——基区扩展效应
    2.βO和fT开始下降的临界电流密度
    三、发射极电流集边效应
    1.发射极电流集边效应及其原因
    2.发射极有效宽度
    3.发射极有效长度
    四、发射极单位周长的电流容量
    五、改善大电流特性的几项措施
    六、最大耗散功率PCM
    七、二次击穿和安全工作区
    1.二次击穿现象
    2.发生二次击穿的原因及改善二次击穿性能的措施
    3.晶体管安全工作区
    八、高频大功率晶体管的图形结构
    1.高频大功率晶体管图形结构设计的主要矛盾的分析
    2.典型的图形结构
    3.如何估算发射极总周长与发射结、收集结结面积之比值
    4.三种基本图形结构的比较
    5.其他图形结构简介
    6.高频大功率晶体管图形设计中关于寄生电容和引线电感的考虑
    九、晶体管管壳
    第七章 晶体管的开关特性和开关晶体管
    一、晶体管的开关作用
    二、晶体管的饱和区和截止区
    1.饱和区
    2.截止区
    三、晶体管的开关过程
    1.开关过程简介
    2.延迟过程和延迟时间
    3.上升过程和上升时间
    4.超量存贮电荷的消失过程和存贮时间
    5.下降过程和下降时间
    6.提高晶体管开关速度的途径
    四、晶体管的正向压降和饱和压降
    1.Vbes
    2.Vces
    五、开关晶体管
    1.开关晶体管的主要参数
    2.开关晶体管设计中的若干问题
    第八章 晶体管设计
    一、根据使用要求确定主要参数及其指标
    二、纵向结构参数的确定
    1.基区宽度Wb的确定
    2.发射结和收集结结深的确定
    3.外延层的电阻率和厚度的确定
    4.浓基区(高掺杂基区的简称)扩散的结深和表面杂质浓度
    5.淡基区(低掺杂基区的简称)扩散、发射区扩散的表面杂质浓度
    三、横向结构参数的确定
    1.图形结构的选定
    2.发射区总周长La的确定
    3.单元图形尺寸的确定
    4.镇流电阻的确定
    5.内金属电极的确定
    6.光刻板图形
    四、主要电参数的估算
    1.特征频率fT的估算
    2.功率增益KP的估算
    第九章 晶体管的可靠性
    一、晶体管的可靠性概要
    1.可靠性的定义
    2.晶体管的失效方式
    3.晶体管的失效率
    二、半导体表面及其对晶体管性能和可靠性的影响
    1.SiO2-Si系统电荷的情况和控制方法
    2.表面电荷对半导体表面的影响
    3.表面电荷对晶体管性能的影响
    4.表面钝化
    三、晶体管的可靠性与金属化层
    四、晶体管的可靠性与半导体材料
    1.硅单晶
    2.外延生长的单晶
    3.加工处理对材料质量的影响
    五、影响晶体管可靠性的其他因素
    1.氧化层缺陷对可靠性的影响
    2.管芯裂纹对可靠性的影响
    3.封装对可靠性的影响
    4.后工序对可靠性的影响
    六、可靠性试验及工艺筛选
    1.可靠性试验的目的
    2.可靠性试验的基本项目与内容
    3.工艺筛选
    总附录
    附录一 锗、硅、砷化镓本征载流子浓度与温度的关系
    附录二 300K时电阻率与杂质浓度的关系
    附录三 迁移率、扩散系数与杂质浓度的关系
    附录四 杂质在硅中的固体溶解度与温度的关系
    附录五 硅扩散层表面杂质浓度与扩散层平均电导率(或方块电阻、结深)的关系曲线
    附录六 氧化层厚度与氧化时间和氧化温度的关系
    附录七 掩蔽磷、硼扩散所需氧化层厚度与扩散温度、时间的关系
    附录八 杂质在锗、硅、砷化镓中的扩散系数
    附录九 PN结结深与扩散温度和扩散时间的关系
    附录十 300K锗、硅、砷化镓、二氧化硅的重要性质
    附录十一 硅与几种金属欧姆接触系数
    附录十二 常用物理常数表
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