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共振隧穿器件及其应用


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共振隧穿器件及其应用
  • 书号:9787030237262
    作者:郭维廉
  • 外文书名:
  • 丛书名:半导体科学与技术丛书
  • 装帧:平装
    开本:B5
  • 页数:392
    字数:468
    语种:中文
  • 出版社:科学出版社
    出版时间:2009-06-30
  • 所属分类:TN3 半导体技术
  • 定价: ¥70.00元
    售价: ¥56.00元
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  本书是一本全面、系统地讲述共振隧穿器件及其应用的著作。全书共10章,第1~3章为共振隧穿二极管的物理基础、器件模型和模拟以及器件设计、制造与参数测量;第4~6章为各种类型的共振隧穿二极管、晶体管以及共振隧穿型光电器件;第7~9章为共振隧穿器件在模拟电路、数字电路和光电集成中的应用;第10章论述了共振隧穿器件及其应用的发展趋势。
  本书可作为微电子专业本科生或研究生选修课程的教材或主要参考书,也可供从事新型半导体器件、高频和高速化合物半导体器件、纳米量子器件及其集成技术领域研究的科研人员参考。
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目录

  • 《半导体科学与技术丛书》出版说明

    前言
    绪论
    0.1 共振隧穿器件
    0.2 共振隧穿器件的特点
    0.3 共振隧穿器件的分类
    0.4 共振隧穿器件的应用
    参考文献
    第1章 共振隧穿二极管概述和物理基础
    1.1 共振隧穿二极管的概述
    1.1.1 RTD的工作原理
    1.1.2 RTD的设计
    1.1.3 RTD的参数及测试
    1.2 RTD的物理模型
    1.2.1 RTD的量子力学基础
    1.2.2 双势垒单势阱结构共振隧穿的两种物理模型
    1.2.3 不同维度下隧穿的特征
    1.3 RTD中电荷积累效应
    1.3.1 RTD的电荷积累与负阻区本征双稳态
    1.3.2 简化的势阱电荷方程
    1.3.3 发射区存在积累层,势阱有积累电荷和集电区存在耗尽层时的势阱电荷方程
    1.3.4 负阻区本征双稳态的产生
    1.4 强磁场中的共振隧穿效应
    1.4.1 不含磁性材料RTD的强磁场共振隧穿效应
    1.4.2 势阱含磁性材料的RTD-自旋选择磁RTD
    1.5 不对称势垒和不对称势阱结构的共振隧穿效应
    1.5.1 不对称势垒结构的共振隧穿效应
    1.5.2 不对称势阱结构的共振隧穿效应
    参考文献
    第2章 共振隧穿二极管的器件模型和模拟
    2.1 电路模拟、器件模型和器件模拟
    2.2 RTD的直流器件模型
    2.2.1 基于物理参数I-V方程RTD模型
    2.2.2 高斯函数、指数函数RTD直流模型
    2.3 利用ATLAS器件模拟软件进行RTD器件模拟
    2.3.1 ATLAS模拟软件简介
    2.3.2 RTD器件模拟
    2.4 利用维格纳函数泊松方程模拟RTDI-V特性
    2.4.1 RTD I-V特性负阻区平台(plateau-like)结构
    2.4.2 数值计算和维格纳函数方程泊松方程
    2.4.3 模拟结果对RTD J-V特性负阻区平台结构的解释
    2.4.4 用模拟结果分析负阻区平台结构和滞后特性随RTD结构参数变化
    2.5 RTD交流小信号等效电路模型
    2.5.1 简单的RNC等效电路模型
    2.5.2 量子阱电感LQW等效电路模型
    2.5.3 集电极耗尽区渡越时间等效电路模型
    2.5.4 理论综合等效电路模型
    参考文献
    第3章 共振隧穿二极管的设计、制造、测量和可靠性
    3.1 RTD的材料结构设计
    3.1.1 RTD材料设计的重要性和核心问题
    3.1.2 RTD材料结构设计原则
    3.1.3 RTD材料结构设计范例与分析
    3.2 RTD器件结构及制造工艺
    3.2.1 RTD器件结构分类
    3.2.2 几种重要的RTD器件结构
    3.2.3 RTD器件制造工艺
    3.2.4 对平面型RTD(PRTD)的改进
    3.2.5 InP基RTD的设计与制造
    3.3 RTD器件参数及测量方法
    3.3.1 RTD直流负阻参数及其测量方法
    3.3.2 RTD的I-V特性和直流参数的异常现象所反映出的问题
    3.3.3 RTD等效电路电学参数及其测量方法
    3.3.4 频率响应和开关时间参数的测量
    3.4 RTD的串联电阻及其测量方法
    3.4.1 RTD串联电阻的形成
    3.4.2 RTD串联电阻对器件参数的影响
    3.4.3 RTD串联电阻RS的测量方法
    3.4.4 减少串联电阻RS的方法
    3.5 RTD I-V特性表观正阻产生的机理
    3.5.1 RTD I-V特性表观正阻问题的背景
    3.5.2 为澄清有关问题而进行的试验
    3.5.3 RTD和串联电阻RS反相器双稳态模型
    3.5.4 利用RTD/RS反相器双稳态模型验证表观正阻产生机理
    3.6 RTD的可靠性和抗辐射能力
    3.6.1 RTD可靠性实验研究
    3.6.2 RTD抗辐射能力的研究
    参考文献
    第4章 带间共振隧穿二极管和锗硅/硅共振隧穿二极
    4.1 带间共振隧穿二极管
    4.1.1 隧穿器件的分类和RITD在各类隧穿器件中的特殊性
    4.1.2 RITD器件特点和分类
    4.1.3 RITD的物理机制和物理模型
    4.1.4 Ⅱ类异质结RITD
    4.1.5 p-n双势阱Ⅰ类RITD
    4.1.6 δ掺杂RITD
    4.2 锗硅/硅共振隧穿二极管
    4.2.1 GeSi/Si RTD的三种结构
    4.2.2 空穴型GeSi/Si RTD
    4.2.3 应力型GeSi/Si RTD
    4.2.4 GeSi/Si带间共振隧穿二极管(GeSi/Si-RITD)
    4.2.5 利用GeSi RITD构成的单-双稳逻辑转换单元(MOBILE)
    4.2.6 GeSi/Si RITD的最新进展
    参考文献
    第5章 共振隧穿晶体管
    5.1 共振隧穿晶体管的特点、定义和分类
    5.1.1 共振隧穿晶体管的特点
    5.1.2 RTT的定义和分类
    5.2 GRTT
    5.2.1 肖特基自对准栅GRTT
    5.2.2 沟槽栅型RTT
    5.2.3 pn结GRTT
    5.2.4 高PVCR高峰值跨导栅型RTT(GRTT)的设计与研制
    5.3 复合型RTT
    5.3.1 共振隧穿金属半导体场效应晶体管
    5.3.2 共振隧穿异质结双极晶体管
    5.3.3 共振隧穿高电子迁移率晶体管(RTD/HEMT型RTT)
    5.3.4 DBS共振隧穿热电子晶体管
    5.3.5 高PVCR、高栅压对峰值电压调控比RTT的设计与研制
    5.4 共振隧穿晶体管的反相器统一模型
    5.4.1 各种RTT结构与特性的回顾
    5.4.2 共振隧穿晶体管I-V特性的分类
    5.4.3 RTT按器件结构分类和统一模型的提出
    5.4.4 利用RTT的反相器统一模型分析RTT的I-V特性
    5.4.5 不同I-V特性的RTD和FET构成RTT的各种类型I-V特性
    5.4.6 RTT反相器统一模型与实验结果的比较
    5.4.7 RTT反相器统一模型与电路模拟结果相比较
    参考文献
    第6章 共振隧穿型光电器件
    6.1 RTD型光探测器
    6.1.1 ORTD器件结构
    6.1.2 ORTD工作原理
    6.1.3 ORTD特性参数
    6.2 波导型光电RTD
    6.2.1 光波导型RTD器件结构和工作原理
    6.2.2 光波导型RTD测量结果和器件模型
    6.3 电场开关型RTD光电调制器(RTD-EAM)
    6.3.1 RTD电场变化原理
    6.3.2 RTD-EAM器件结构
    6.3.3 RTD-EAM特性参数
    6.4 三角势垒RTD光开关器件(TBRTD)
    6.4.1 TBRTD光开关材料与器件结构
    6.4.2 TBRTD光开关能带结构和工作原理
    6.5 子能带间跃迁RTD长波红外光开关器件
    6.5.1 AlGaAs/GaAs不对称势垒ISBT光开关器件
    6.5.2 改进型ISBT光调制器的提出和计算
    参考文献
    第7章 共振隧穿器件在微波、毫米波电路中的应用
    7.1 RTD微波、毫米波振荡器概述
    7.1.1 两端负阻器件振荡器
    7.1.2 由RTD构成的振荡器电路
    7.1.3 RTD振荡器稳定性分析
    7.2 RTD毫米波、亚毫米波振荡器
    7.2.1 振荡频率超过200GHz的AlAs/GaAs毫米波振荡器
    7.2.2 振荡频率达到712GHz的InAs/AlSb RTD振荡器
    7.2.3 亚毫米波单片集成650GHz RTD振荡阵列
    7.2.4 高次谐波频率达到太赫兹的RTD振荡器
    7.3 其他RTD(也适用于其他负阻器件)振荡器
    7.3.1 由RTD和HEMT串联构成的振荡器
    7.3.2 RTD/HEMT新型振荡电路
    7.3.3 RTD/MOSFET构成的新型振荡电路
    7.3.4 漏极RTD型HEMT压控振荡器(VCO)
    参考文献
    第8章 共振隧穿器件在高速数字电路中的应用
    8.1 单-双稳转换逻辑单元及以它为基础的数字电路
    8.1.1 单-双稳转换逻辑单元的工作原理和逻辑功能
    8.1.2 低功耗RTD/HFET静态随机存储(SRAM)单元
    8.1.3 用MOBILE构成的柔性逻辑门
    8.1.4 用MOBILE构成的RTD神经元晶体管
    8.1.5 用MOBILE构成的RTD/HEMT静态分频器
    8.2 RTD/HEMT MOBILE瞬态特性分析
    8.2.1 MOBILE瞬态特性分析的基础
    8.2.2 加信号的瞬态过程和瞬态基本方程
    8.2.3 瞬态响应时间计算公式的推导
    8.2.4 通过VMM-VCK等高图分析VM随VCK变化的过程
    8.2.5 MOBILE瞬态时间的计算
    8.3 三个以上RTD串联构成的电路
    8.3.1 “遏止”状态及其对串联电路电压分布的影响
    8.3.2 多值逻辑中的文字逻辑功能门
    8.3.3 MVL三态反相器
    8.3.4 折线量化器
    8.3.5 异或门电路
    8.3.6 可编程综合逻辑门电路
    8.4 SD/RITD流水线逻辑门电路
    8.4.1 SD/RITD流水线逻辑门电路结构和工作原理
    8.4.2 SD/RITD流水线逻辑门电路材料结构、光刻版图和工艺
    8.4.3 SD/RITD流水线逻辑门电路逻辑功能测量
    8.5 由RTD/HFET新型MOBILE构成的柔性NOR/NAND逻辑门和阈值逻辑流水线加法器的设计
    8.5.1 RTD/HFET新型MOBILE电路结构和特性
    8.5.2 由新MOBILE构成的NOR/NAND柔性(或可编程)逻辑门
    8.5.3 RTD/HFET阈值逻辑原理
    8.5.4 流水线逻辑
    8.5.5 RTD/HFET加法器电路设计
    参考文献
    第9章 RTD光控单双稳逻辑转换单元
    9.1 四种光控RTD MOBILE结构
    9.2 光控RTD/HPT MOBILE
    9.2.1 RTD/HPT型光控MOBILE的工作原理
    9.2.2 化合物异质结光电双极管
    9.2.3 RTD与HPT的集成结构
    9.2.4 RTD/HPT光控MOBILE逻辑功能的模拟实验
    9.3 RTD/UTC-PD高速光控MOBILE
    9.3.1 UTC-PD光探测器
    9.3.2 RTD/UTC-PD高速光控MOBILE
    9.4 采用RTD/MSM/HEMT或栅型(G)RTT/MSM结构实现多种高速MOBILE应用电路的光电集成
    9.4.1 RTD/MSM/HEMT,GRTT/MSM结构
    9.4.2 光控RTD/MSM/HEMT(或GRTT/MSM)柔性逻辑门
    9.4.3 光控RTD/HEMT/MSM神经元电路
    9.4.4 利用光控RTD/HEMT/MSM结构设计交叉光开关
    9.4.5 RTD/HEMT/MSM光存储电路
    9.4.6 光控二极管/RITD流水线逻辑门电路
    9.5 由RTD/MSM和RTD/HEMT/MSM组成的各种光学双稳态电路
    9.5.1 以电阻R为负载以RTD/HEMT/MSM为驱动的光学双稳态
    9.5.2 光功率调制有效偏压变化RTD/R光学双稳态
    9.5.3 光功率调制负载电阻形成的RTD/MSM光学双稳态
    9.5.4 光调制负载HEMT I-V特性RTD/HEMT光学双稳态
    参考文献
    第10章 共振隧穿器件及其集成技术发展趋势和目前研究热点
    10.1 共振隧穿器件的特点
    10.2 共振隧穿器件及其集成的发展趋势及规律
    10.3 共振隧穿器件及其集成目前的几个重要研究热点
    10.3.1 RTD/HEMT高速数字电路和高速光电集成电路
    10.3.2 硅基共振隧穿器件及其集成技术
    10.3.3 用新型材料体系研制成的RTD
    10.3.4 利用新的物理效应研制成的RTD
    10.3.5 作为太赫兹波振荡器RTD的研究
    参考文献
    附录1 缩略词
    附录2 主要符号表
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