半导体物理学学习辅导与典型题解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:田敬民

出品人:

页数:271

译者:

出版时间:2005-02-01

价格:24.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787121008764

丛书系列:

图书标签:

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《半导体器件基础：从材料到集成电路的原理与应用》 图书简介 本书旨在为读者构建一个全面、深入的半导体技术知识体系，重点聚焦于半导体器件的工作机理、设计原理及其在现代电子系统中的具体应用。全书内容涵盖了半导体物理学的基本概念，辅以大量的工程实例和前沿技术进展，力求将理论深度与实践广度完美结合。 第一部分：半导体基础物理与材料 本部分是理解所有半导体器件工作基础的理论基石。我们首先从晶体结构和能带理论入手，详细阐述了本征半导体的电学特性。重点讨论了自由电子、空穴的概念，以及费米能级在不同温度和掺杂条件下的变化规律。 随后，深入分析了杂质的引入（N型和P型掺杂）对半导体导电性的影响，并详细介绍了平衡态和非平衡态下的载流子输运机制，包括漂移和扩散电流。对霍尔效应、光电导效应等关键物理现象的深入剖析，为后续理解器件特性打下坚实基础。 材料科学方面，本书详述了硅、锗等传统半导体材料的制备工艺、晶体缺陷对器件性能的影响，并引入了第三、五族化合物半导体（如GaAs, GaN）的特性及其在高速、光电子领域的应用潜力。材料的纯化、外延生长等关键技术被赋予了足够的篇幅。 第二部分：核心半导体器件原理 这一部分是全书的核心，系统地解析了构成现代电子系统的三大基础器件：PN结、BJT和MOSFET的工作原理、特性曲线及关键参数的确定方法。 PN结与二极管： 详细解析了PN结的形成、空间电荷区、内建电势的形成过程。重点阐述了理想二极管模型、实际二极管的I-V特性曲线，包括击穿现象（雪崩击穿与齐纳击穿）。针对不同应用场景（整流、钳位、开关），探讨了肖特基二极管、稳压二极管（Zener Diode）的特殊结构和性能优势。 双极型晶体管（BJT）： 深入研究了BJT的结构（NPN和PNP），并基于Ebers-Moll模型，全面推导了BJT在共射、共基、共集三种组态下的工作区划分（截止区、放大区、饱和区）。着重分析了载流子在基区的复合、输运过程，以及$alpha$和$eta$参数的物理意义和限制因素。此外，本书还讨论了高频特性（$f_T$和$f_alpha$）以及晶体管的开关速度限制。 金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）： MOSFET是现代CMOS技术的核心，本书给予了极其详尽的论述。从MOS结构（理想MOS电容）的C-V特性开始，系统解释了阈值电压的形成、耗尽区和反型层的产生机理。随后，详细分析了增强型和结型MOSFET的工作模式（亚阈值、线性区、饱和区），推导了准确的I-V关系式。对于短沟道效应、DIBL（漏致势垒降低）等先进工艺下的非理想现象，也进行了定性和定量的分析。 第三部分：先进器件与集成技术 本部分将理论知识延伸至当代微电子制造的前沿和特殊应用领域。 功率器件： 介绍了功率MOSFET（Power MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的结构特点，重点分析了它们在耐压能力、导通电阻和开关速度之间的权衡，及其在电源管理中的应用。 光电子与存储器件： 探讨了LED、半导体激光器（Laser Diode）以及光电二极管（PIN Diode, APD）的基本原理和结构设计，理解光电转换过程。在存储领域，详细阐述了DRAM和SRAM单元的工作原理和刷新机制，并介绍了新兴的非易失性存储器（如Flash Memory, MRAM）的基本逻辑。 集成电路（IC）制造导论： 虽然不深入探讨工艺细节，但本书提供了对IC制造流程的概览，包括光刻、刻蚀、薄膜沉积和离子注入等关键步骤，帮助读者理解器件结构是如何通过多层掩模版图精确实现的。特别讨论了互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的优势及其对数字电路的影响。 第四部分：器件的噪声与可靠性 理解器件的噪声特性和长期可靠性对于设计高精度、长寿命的电子系统至关重要。本部分讨论了半导体器件中主要的噪声源，包括热噪声、散弹噪声和闪烁噪声（1/f噪声），并给出了量化分析方法。同时，对器件的失效模式（如电迁移、热效应、静电放电ESD）进行了分析，并介绍了提高器件可靠性的设计策略。 结语 本书结构严谨，逻辑清晰，不仅提供了坚实的理论基础，更注重将物理原理与实际工程参数紧密结合。通过对大量实例和分析图表的展示，旨在培养读者分析、设计和评估各类半导体器件的能力，为深入研究集成电路设计、半导体传感器以及新型电子材料领域提供强有力的支撑。本书适合电子工程、微电子学、物理学专业的高年级本科生、研究生，以及从事相关领域研发工作的工程师参考。

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我非常看重这本书在知识的逻辑性和系统性方面的表现。半导体物理学是一个高度依赖前置知识的学科，前后知识点的衔接是否顺畅，对于学习者的理解至关重要。我希望这本书能够按照科学的逻辑顺序来组织内容，从最基础的概念（如晶体结构、原子模型）开始，逐步引入能带理论、载流子统计、PN结、MOS器件等更高级的内容。我希望作者能够清晰地梳理出各个概念之间的内在联系，以及它们如何层层递进地构成完整的半导体物理学体系。例如，在讲解载流子统计时，应该首先回顾电子在原子中的行为，然后过渡到晶体中的周期势场，再引入能带的概念，最后才能自然地引入费米-狄拉克统计。我希望书中不会出现知识点跳跃或者前后矛盾的情况，而是能够让读者在一种连贯的认知流中学习。此外，我也希望书中的结构能够做到详略得当，对于核心概念进行深入剖析，而对于一些背景性或辅助性的知识点则可以适当简化。这种严谨的逻辑性和系统性，将极大地帮助我建立起对半导体物理学的整体把握，避免碎片化学习带来的困扰。

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这本书的排版和图示质量是我非常看重的一点。学习物理学，尤其是半导体物理学这样涉及大量三维结构和抽象概念的学科，清晰、准确的图示是至关重要的辅助工具。我希望这本书的图示能够做到以下几点：首先，图示的质量要高，线条清晰，比例协调，能够准确地反映半导体材料的晶体结构、能带图、载流子分布等。其次，图示的标注要规范、准确，并且能够与文字讲解紧密结合，相互呼应，帮助读者更好地理解抽象的物理概念。例如，在讲解晶体结构时，希望能够有不同晶系的立体图示，并标明原子位置；在讲解能带理论时，希望能够有清晰的能带图，标明价带、导带、禁带宽度以及费米能级的位置。此外，我希望书中能够有足够的插图来解释物理过程，比如载流子的漂移和扩散过程，PN结的电场分布和载流子浓度变化等。我还特别期待书中能够运用一些动态的示意图（如果格式允许的话，比如电子书版），或者通过多幅静态图的组合，来演示物理过程的演变。良好的图示能够极大地降低学习的难度，让原本抽象的概念变得具体可见，从而加深读者的理解和记忆。

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我非常期待这本书能够为我提供一些深入研究的线索和方向。虽然这本书的定位是“学习辅导与典型题解”，但我更希望它不仅仅是教会我如何应付考试，而是能够激发我对半导体物理学的浓厚兴趣，并为我后续的深入学习打下坚实的基础。因此，我希望书中能在适当的地方，提出一些值得进一步思考的问题，或者提供一些参考文献、研究领域的介绍，引导我去探索更前沿的知识。例如，在讲解基础的PN结理论之后，可以简要介绍肖特基结、MIS结等其他类型的结，并指出它们在实际应用中的不同之处。在讨论载流子输运时，可以提及热电子输运、量子效应输运等更复杂的输运机制。我希望这本书能够像一座桥梁，连接起我对半导体物理学的初步认识和对更广阔领域的探索。通过这种方式，我能够不仅仅是被动地接受知识，更能主动地去学习和研究，为未来可能深入到半导体器件设计、材料制备等领域做好准备。

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作为一名读者，我非常看重这本书的“辅导”作用，希望它能成为我的学习伙伴，而不是仅仅一本简单的教科书。我希望这本书能够提供一个完整的学习流程，从基础概念的引入，到核心理论的阐述，再到典型例题的解析，形成一个闭环的学习过程。例如，在一个章节的学习结束后，除了提供例题，还可以设置一些“自测题”或“思考题”，让读者能够及时检验自己的掌握程度，并反思自己在理解过程中可能存在的误区。我希望作者能够预见学习者在学习过程中可能遇到的困难，并在书中提前给出解答或提示。例如，在讲解复杂的数学推导时，可以适当提供一些中间步骤的解释，或者提醒读者注意一些容易出错的地方。我希望这本书的“辅导”不仅仅是理论知识的讲解，更是学习方法的指导，能够教会我如何更有效地学习半导体物理学。这种全方位的辅导，能够让我更有信心和动力去攻克这门看似艰深的学科。

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这本书的封面设计就给我一种沉稳而专业的感觉，淡雅的蓝色调加上清晰的字体，让人立刻联想到半导体这个精密而又充满活力的领域。我拿到书的那一刻，就迫不及待地翻阅了起来。虽然我还没有深入到每一个章节去学习，但从目录和前言的梳理来看，作者显然是对半导体物理学的知识体系有着深刻的理解，并且能够将其化繁为简，以一种非常系统化的方式呈现给读者。这一点对于像我这样初次接触这个领域的学习者来说，无疑是最大的福音。很多时候，我们都会被庞大的知识体系压倒，不知道从何下手，而这本书的结构安排，就像一位经验丰富的向导，为我规划好了前进的路线。我尤其看重的是它对于概念的引入和基础知识的铺垫。半导体物理学涉及的概念非常多，比如能带理论、空穴、电子、晶体结构等等，这些都是理解后续内容的关键。如果基础打得不牢，后面的学习就会困难重重。我非常期待这本书在这些基础概念的讲解上，能够做到详尽而易懂，能够用生动的语言和恰当的比喻来解释那些抽象的物理过程，从而帮助我建立起一个清晰而准确的物理图像。我知道，很多教材在讲解这些概念时，往往过于理论化，充斥着大量的数学公式，而忽略了物理直觉的培养。我希望这本《半导体物理学学习辅导与典型题解》能够在理论深度和直观理解之间取得一个绝佳的平衡，让我在掌握理论的同时，也能真正理解其背后的物理意义。

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我对于书中“学习辅导”部分的期望很高，它应该不仅仅是知识点的罗列，而是一种引导式的学习体验。我希望作者能够以一种循序渐进的方式，带领读者逐步深入到半导体物理学的核心。这意味着，在引入每一个新概念之前，应该先回顾相关的基础知识，或者给出一些能够引起读者兴趣的引入性问题。例如，在讲解PN结的形成和特性时，可以先从材料的纯净状态讲起，然后引入掺杂的概念，再逐步分析不同类型载流子的相互作用以及由此产生的内建电场。我希望作者能够注重概念之间的内在联系，帮助读者构建起一个完整的知识网络，而不是零散的知识点堆砌。此外，我希望书中能够提供一些“思考题”或“讨论题”，引导读者在理解基础知识后，进一步思考和探究，培养独立思考和解决问题的能力。这些题目不一定是计算型的，可以是关于某个物理现象的解释，或者对某个模型局限性的探讨。这种辅导方式能够帮助我建立起对半导体物理学的整体认知，并培养我主动学习和深入探究的习惯，使我不仅仅是为了应付考试而学习，更是为了真正理解和掌握这门学科。

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这本书的书名就点明了它的核心价值——“学习辅导与典型题解”。这直接击中了我学习半导体物理学时最迫切的需求。学习过程中，最容易遇到的瓶颈就是理论知识的理解与实际应用之间的脱节。即使我能够理解书本上的概念和公式，但在面对实际问题时，常常感到无从下手。因此，我非常期待书中提供的“典型题解”部分。我希望这些例题能够覆盖半导体物理学中的各个重要知识点，并且题目类型多样，从基础的概念题到复杂的计算题，能够全面地考察对知识的掌握程度。更重要的是，我期望题目解析能够做到“详尽”和“透彻”。不仅仅是给出答案，更要详细说明解题思路、关键步骤以及可能遇到的陷阱。例如，对于一个关于载流子浓度的计算题，我希望解析能够一步步地展示如何根据题意选择合适的统计方法，如何利用给定的参数进行计算，以及如何解释计算结果的物理意义。我还希望这些例题能够穿插在相关知识点的讲解之后，让我能够立即检验自己的学习效果，并及时发现和纠正理解上的偏差。这种“学以致用”的学习方式，能够极大地提高学习效率，并增强我的解题能力和应试技巧。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格和可读性是我关注的重点。半导体物理学本身就是一门偏理论和数学的学科，如果语言过于晦涩难懂，很容易让学习者望而却步。我希望这本书的语言能够做到通俗易懂，同时又不失科学的严谨性。作者能够运用恰当的比喻和类比来解释抽象的物理概念，将复杂的数学公式与直观的物理图像相结合。例如，在解释“空穴”的概念时，我希望能够看到类似“电子留下的‘空位’”这样的通俗解释。同时，我也希望书中能够避免使用过于生僻的专业术语，或者在使用时能够提供清晰的定义和解释。我非常欣赏那些能够将深奥的理论知识用简洁明了的语言表达出来的作者。此外，我还希望书中的段落划分清晰，句子结构合理，能够让读者在阅读时感到流畅和舒适。一个好的语言风格，能够极大地提高学习的兴趣和效率，让学习过程不再枯燥乏味，而是充满探索的乐趣。

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拿到这本书，首先吸引我的是它扎实的理论基础构建。我深知半导体物理学的复杂性，一个概念的疏漏都可能导致后续理解的偏差。因此，我非常期待书中对于每一个基本物理概念的细致阐述，例如费米能级、玻尔兹曼统计、载流子浓度等。我希望作者能够不仅仅是给出定义和公式，而是能够深入剖析这些概念的物理本质，它们是如何从更基本的物理原理推导出来的，在半导体材料中扮演着怎样的角色。特别是在能带理论的部分，我期望能够看到清晰的能带图示，并配以详尽的解释，说明不同材料的能带结构如何决定其导电特性。例如，绝缘体、导体和半导体的能带差异，以及直接带隙和间接带隙的区分，这些都是理解半导体器件工作原理的基石。我尤其关注书中对载流子行为的描述，包括载流子的产生、复合、漂移和扩散等过程。我希望书中能够通过图文并茂的方式，形象地展示这些过程在不同条件下的动态变化，比如在温度升高、掺杂浓度改变或外加电场作用下，载流子会发生怎样的行为。此外，对于一些关键的物理模型，如PN结、MOS器件的理论模型，我希望书中能够进行详细的推导，并解释模型的假设条件和适用范围。我坚信，只有深入理解了这些基本模型，才能真正掌握半导体器件的原理，并触类旁通，理解更复杂的器件结构。

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这本书在“典型题解”部分的实用性是我最看重的。我常常在学习理论知识后，发现自己难以将理论应用于实际问题。而一本好的学习辅导书，应该能够有效地弥合这一差距。因此，我非常期待书中能够包含足够丰富且具有代表性的例题，涵盖半导体物理学中的各个关键领域，比如半导体材料的导电性、载流子浓度、PN结特性、MOSFET工作原理等。更重要的是，我希望这些题目的解析能够足够详尽，不仅仅是给出解题步骤，而是能够深入剖析每一步的物理原理和数学推导。例如，当涉及到载流子浓度计算时，我希望解析能够清楚地说明是采用了麦克斯韦-玻尔兹曼统计还是费米-狄拉克统计，并解释选择依据；当涉及到PN结的电容计算时，我希望解析能够详细推导结电容的表达式，并解释不同偏置电压下电容的变化规律。我还希望这些例题能够包含一些实际应用背景，例如结合具体的半导体器件（如二极管、三极管、MOSFET）来设计题目，这样能够帮助我更好地理解理论知识在实际器件中的体现。通过对这些典型题的深入学习和解析，我希望能够掌握一套有效的解题方法论，从而自信地应对各种半导体物理学的习题和考试。

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半导体真有意思 运动符合这么多规律

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有一些错误

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很不错 比较基本

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