Microelectronic Circuits and Devices

Microelectronic Circuits and Devices pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Horenstein, Mark N.
出品人:
页数:1126
译者:
出版时间:1995-6
价格:$ 207.92
装帧:
isbn号码:9780137013357
丛书系列:
图书标签:
  • 微电子
  • 模拟电路
  • 模拟
  • 器件
  • 半导体
  • CMOS
  • 微电子学
  • 电路
  • 器件
  • 模拟电路
  • 数字电路
  • 半导体
  • 电子工程
  • 集成电路
  • 电子设备
  • 物理电子学
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具体描述

*For courses in Introductory Electronics for students majoring in electrical, computer, and related engineering disciplines. * Using an innovative approach, this introduction to microelectronic circuits and devices views a circuit as an entire electronic system, rather than as a collection of individual devices. It provides students with the tools necessary to make intelligent choices in the design of analog and digital systems.

好的,这是一份关于《半导体物理与器件原理》的详细图书简介,该书旨在深入探讨半导体材料的物理基础、器件的工作机理及其在现代电子学中的应用,内容完全不涉及《Microelectronic Circuits and Devices》中的内容。 --- 半导体物理与器件原理:从基础理论到前沿应用 导言:探索电子世界的基石 在当今高度依赖信息技术的时代,半导体技术无疑是驱动现代文明进步的核心动力。从智能手机到高性能计算机,从精密医疗设备到先进的太空探测器,一切都建立在对半导体材料精确控制和理解之上。《半导体物理与器件原理》正是这样一本专注于揭示半导体内在奥秘的权威著作。本书旨在为读者构建一个从微观物理层面到宏观器件性能的完整知识体系,强调理论的严谨性与工程应用的紧密结合。本书的编写目标是培养读者对半导体物理现象的深刻洞察力,使其能够分析和设计下一代电子器件。 本书的结构设计兼顾了理论的深度和学习的逻辑性,适合于电子工程、材料科学、物理学等专业的高年级本科生、研究生以及相关领域的工程师和研究人员。 第一部分:半导体物理基础——揭示物质的内在行为 本部分是理解所有半导体器件工作原理的基石,侧重于材料的电子结构、输运机制以及热力学平衡状态下的特性。 第一章:晶体结构与能带理论的建立 本章从固体物理学的基本概念出发,系统地介绍了晶体结构、布拉维点阵和倒易点阵。重点深入讲解了电子在周期性势场中的行为,详细阐述了能带理论的建立过程,包括布洛赫定理的意义。内容详细分析了导体、绝缘体和半导体的能带结构差异,并引入了有效质量的概念,为后续讨论载流子输运奠定基础。 第二章:载流子统计与平衡态特性 本章聚焦于在热力学平衡状态下半导体内部电子和空穴的分布规律。详细推导了费米-狄拉克分布函数,并以此为基础,精确计算了本征半导体的载流子浓度。随后,深入探讨了杂质能级对半导体电学性质的影响,包括施主和受主能级的引入,以及在外加电场或温度梯度下的费米能级位置变化。本章还包含了对费米-狄拉克统计和麦克斯韦-玻尔兹曼近似适用范围的严格讨论。 第三章:载流子输运现象与弛豫时间 本章是关于半导体动态特性的核心章节。首先,详细分析了载流子(电子和空穴)在电场和浓度梯度下的输运机制,包括漂移和扩散。随后,本书引入了玻尔兹曼输运方程,并讨论了在特定近似下(如弛豫时间近似)如何求解该方程,以导出宏观的电导率和迁移率。本章的重点内容还包括对散射机制的深入剖析,如声子散射(晶格振动散射)和杂质散射,以及如何利用这些机制来理解温度对迁移率的影响。此外,还讨论了霍尔效应在确定载流子类型和浓度中的关键作用。 第四章:半导体中的相互作用:光子与载流子 本章将半导体与电磁波的相互作用置于核心地位。详细讨论了半导体对光的吸收和发射过程,包括直接带隙和间接带隙材料的区别。内容涵盖了光生载流子的产生、复合机制(包括辐射复合和非辐射复合,如俄歇复合和缺陷捕获),以及这些机制如何决定半导体的发光效率和光探测灵敏度。此外,本章还引入了准费米能级的概念,用于描述光照或高注入状态下的非平衡态。 第二部分:核心半导体器件原理——从物理到功能 在掌握了基础物理知识后,本书转向实际器件的构建和工作原理分析。本部分严格避免涉及任何涉及复杂集成电路设计或具体电路实现的内容,完全专注于器件本身的电学特性和物理机制。 第五章:PN结的形成与静态特性 PN结是所有半导体异质结器件的基石。本章从物理学角度出发,详细分析了PN结的空间电荷区的形成、内建电场的分布,以及在热力学平衡状态下的势垒高度。随后,本书系统地推导了PN结在不同偏置电压下的伏安特性(I-V曲线),特别是对漂移电流和扩散电流的相对贡献进行了严格的物理建模。扩散电流的导出过程完全基于载流子的浓度梯度和扩散系数。 第六章:二极管的动态响应与特殊结构 本章探讨了PN结的非稳态行为。重点分析了在偏置变化时,存储电荷的积累与消除过程,这直接决定了二极管的开关时间和高频响应。书中详细分析了结电容和扩散电容对器件频率特性的影响。此外,本章还单独分析了基于PN结的特殊器件,如齐纳二极管(Zener Diode)的击穿机制(势垒击穿与雪崩击穿的物理差异),以及光电二极管(Photodiode)的光电转换效率模型,该模型完全基于光生载流子的收集过程。 第七章:双极性晶体管(BJT)的载流子注入与放大原理 本章深入探究了晶体管作为电流控制型器件的物理基础。重点分析了PNP和NPN结构中,基区注入、集电区收集的载流子行为。详细推导了扩散电流在基区传输的机制,并解释了$eta$(电流放大系数)的物理来源,即基区复合损失和集电极收集效率。本书严格区分了小信号模型和大信号模型的物理前提,并详细分析了晶体管在饱和、放大和截止区工作时,内部载流子分布和电场分布的变化。对于晶体管的频率响应,本书从基极穿透效应和载流子传输时间角度进行了深入的物理分析。 第八章:场效应晶体管(FET)的工作机理 本章聚焦于电压控制型器件——场效应晶体管。对于结型场效应晶体管(JFET)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),本书均从栅极电场对沟道电导的调制这一核心物理概念出发。 对于MOSFET,本章详细阐述了MOS结构下的电容-电压(C-V)特性曲线,包括耗尽、积累和反型区的物理形成过程。重点分析了反型沟道的形成条件和载流子迁移率的变化。在沟道导电方面,本书详细推导了线性区和饱和区的电流关系,解释了饱和区电流限制的物理机制——沟道夹断。此外,还讨论了沟道长度调制效应的物理根源。 第三部分:先进材料与器件的物理前沿 本部分将读者的视野扩展到更精细的结构和新兴材料,探讨当前半导体物理研究的热点领域。 第九章:异质结的形成与界面物理 本章讨论了不同半导体材料(如GaAs、InP)界面形成的物理效应。详细分析了能带弯曲和界面态对器件性能的影响。重点分析了异质结双极性晶体管(HBT)中,如何利用材料的禁带宽带隙差异来提高载流子注入效率和减少基区复合。此外,本书还探讨了量子阱(Quantum Well)结构中电子波函数的局域化效应及其对光电器件性能的提升。 第十章:半导体中的非平衡态输运与噪声源 本章深入研究了在强电场或高频率下,载流子的非平衡输运现象,如速度饱和的物理机制。此外,对半导体器件内部的热噪声、散粒噪声(Shot Noise)和闪烁噪声(1/f Noise)的物理来源进行了详细的统计物理分析,并给出了量化评估器件噪声性能的理论模型。 结语 《半导体物理与器件原理》旨在提供一个全面、深入且物理基础扎实的半导体知识体系。本书避免了对具体电路拓扑和应用电路的讨论,而将全部篇幅聚焦于半导体材料内部电子和空穴的运动规律,以及如何利用这些规律来构建和理解电子器件的核心功能。通过对这些基础原理的透彻掌握,读者将具备分析和创新下一代半导体技术所需的坚实理论工具。

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我最近才开始涉足微电子领域,被《Microelectronic Circuits and Devices》这本书深深吸引。作为一个初学者,我一开始对于理解那些复杂的电路图和半导体器件的工作原理感到有些畏惧,但是这本书以一种非常系统和循序渐进的方式,将那些抽象的概念具象化了。它不仅仅是罗列公式和定义,而是通过生动形象的比喻和丰富的实例,让我能够真正地“看到”电流如何在电路中流动,电子如何在晶体管中被控制。特别是关于MOSFET的部分,我之前一直觉得它是一个难以捉摸的黑盒子,但通过书中对沟道电荷、阈值电压以及各种工作模式的详细解释,我终于能够理解其背后的物理机制,并能够自己尝试分析简单的MOSFET电路。此外,书中还穿插了一些历史背景和应用案例,这让我对微电子技术的发展脉络有了更深的认识,也体会到了这项技术如何深刻地改变了我们的世界。它不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的老师,耐心地引导我一步步深入这个迷人的领域。

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这本书的组织结构非常合理,章节之间的过渡自然流畅。《Microelectronic Circuits and Devices》从最基础的半导体材料和PN结开始,逐步深入到二极管、三极管、场效应管等基本器件,然后再过渡到这些器件组成的放大器、振荡器、滤波器等模拟电路,最后还涉及了一些数字逻辑电路和集成电路基础。这种循序渐进的学习路径,使得我在掌握了基本概念之后,能够更容易地理解更复杂的电路和系统。书中还为每个章节都提供了清晰的学习目标和总结,这有助于我规划学习进度,并及时回顾所学内容。此外,书中还提供了大量的参考文献,为我进行更深入的学术研究提供了便利。总的来说,这本书为我提供了一个非常系统和完整的微电子学学习框架。

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作为一个在职的工程师,我一直寻求能够帮助我更新知识、提升技能的书籍。《Microelectronic Circuits and Devices》恰好满足了我的需求。在实际工作中,我经常需要处理一些复杂的模拟电路问题,而书中对低功耗设计、噪声分析以及高频电路的一些讲解,对我非常有启发。它所介绍的现代半导体器件,如FinFET和GAAFET,也让我对当前半导体技术的前沿有了更直观的了解。书中对于这些新型器件的物理原理和电路特性都有详细的描述,这有助于我理解它们在实际电路设计中的优势和局限性。我尤其欣赏书中在分析问题时所采用的系统性方法,它教会我如何从整体上把握电路的性能,而不是仅仅关注局部细节。通过阅读这本书,我不仅巩固了过去的知识,还学习了许多新的概念和技术,这无疑能帮助我在未来的项目中有更出色的表现。

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从内容上看,《Microelectronic Circuits and Devices》是一本非常全面的教材,它覆盖了从基础的元件模型到复杂的集成电路设计。《Microelectronic Circuits and Devices》在介绍运算放大器时,不仅仅讲解了理想运放模型,还详细分析了实际运放的各项非理想参数,如输入失调电压、输入偏置电流、输出电压摆幅限制以及共模抑制比等,并讨论了这些参数对电路性能的影响。书中还提供了许多经典的运放电路配置,例如同相放大器、反相放大器、电压跟随器、加法器、减法器以及积分器和微分器等,并对其进行了深入的数学分析,让我能够理解这些电路是如何工作的。此外,书中还介绍了滤波器设计,包括低通、高通、带通和带阻滤波器,以及Butterworth、Chebyshev和Bessel等滤波器类型,并提供了设计公式和设计流程,这对于我学习和应用模拟信号处理技术非常有帮助。

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这本书的深度和广度给我留下了深刻的印象。我是一名电子工程专业的学生,已经接触过一些基础的电路理论,但《Microelectronic Circuits and Devices》在这些基础上进行了更深入的探讨,尤其是在模拟电路设计方面。它不仅仅介绍了基本的运放电路,还详细讲解了差分放大器、电流镜、有源负载等关键的构建模块,并进一步阐述了它们在实际应用中的组合方式。书中对这些电路的分析非常透彻,从直流偏置到交流小信号分析,再到稳定性问题,都覆盖得非常全面。我特别喜欢书中关于频率响应的章节,它解释了寄生电容和电感如何影响电路的性能,以及如何通过补偿技术来改善带宽。这些内容对于我理解高速电路的设计至关重要。此外,书中还涉及了一些数字电路的基础概念,例如CMOS逻辑门的结构和时序分析,这为我学习更复杂的数字系统打下了坚实的基础。这本书无疑为我提供了一个坚实的理论框架,让我在未来学习更高级的微电子课程时更有信心。

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《Microelectronic Circuits and Devices》这本书的语言风格非常严谨而又不失可读性。《Microelectronic Circuits and Devices》在解释一些复杂的半导体物理概念时,并没有使用过于晦涩的术语,而是尽量用大家都能理解的语言来描述。它在讲解晶体管的沟道调制效应时,就用了一个非常形象的比喻,将金属栅极比作一个水龙头的手柄,通过调节手柄的力度来控制水的流量,而电子的流动就好比水流。这种方式让我能够快速地抓住问题的核心。同时,书中在推导公式时,步骤清晰,逻辑严密,并且在每个关键步骤都进行了详细的解释。它还鼓励读者积极思考,并在书中设置了一些思考题和习题,这有助于加深对知识的理解和记忆。我发现,当我遇到难以理解的概念时,回过头来重新阅读相关的段落,总能有新的发现和领悟。

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这本书的案例研究部分对我来说尤其宝贵。《Microelectronic Circuits and Devices》通过引入一些实际的电路设计项目,让我能够将书本上的理论知识与实际应用联系起来。例如,书中提供了一个完整的音频放大器设计案例,从输入级到输出级,详细讲解了每个部分的电路结构、元件选择和性能调试。这个过程让我学习到了如何根据设计指标来选择合适的器件,如何进行偏置设置,如何处理噪声和失真问题,以及如何进行PCB布局和布线。此外,书中还介绍了一些电源管理电路的设计,例如线性稳压器和开关稳压器,这些都是实际工程中非常重要的组成部分。通过这些案例,我不仅学到了具体的电路设计技巧,更重要的是学会了解决实际工程问题的思路和方法。

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《Microelectronic Circuits and Devices》这本书的出版质量非常高,纸张厚实,印刷清晰,排版也十分精美。《Microelectronic Circuits and Devices》的封面设计简洁大方,能够准确地传达书籍的主题。打开书页,我立刻被其高质量的纸张和清晰的印刷所吸引。图表和电路图的线条流畅,细节清晰可见,这对于理解复杂的电路结构至关重要。每一个公式都清晰地呈现,没有模糊不清的字迹。排版的设计也十分人性化,段落分明,重点突出,阅读起来非常舒适。我尤其喜欢书中为每个章节设置的“关键概念回顾”和“本章小结”,这极大地帮助我快速地回顾和巩固所学内容。这本书不仅在内容上具有极高的价值,其本身的物理形态也让人赏心悦目,让我愿意花更多的时间去研读它,并在书页上做笔记。

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这本书的讲解风格非常清晰流畅,即使是对于一些复杂的主题,也能被解释得易于理解。《Microelectronic Circuits and Devices》在介绍基本概念时,总会辅以大量的图示和表格,这极大地帮助了我进行可视化理解。例如,在讲解二极管的伏安特性时,书中提供了不同类型二极管在不同温度下的曲线,让我直观地感受到温度对器件性能的影响。而对于RC滤波器和RLC谐振电路的分析,书中则通过一步步的推导过程,展示了如何利用拉普拉斯变换来求解电路的响应,这对于我掌握系统分析方法非常有帮助。我特别喜欢书中关于反馈的章节,它不仅解释了负反馈和正反馈的基本原理,还详细分析了开环增益、闭环增益以及稳定性问题,并引入了Bode图等工具来评估频率响应,这对于我设计稳定的放大器电路至关重要。

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我是一名对微电子学充满好奇的研究生,希望能够深入理解半导体器件的工作原理。《Microelectronic Circuits and Devices》这本书为我打开了一扇新的大门。它不仅仅是讲解了BJT和MOSFET等器件的伏安特性,还深入探讨了其内部的量子力学效应和半导体物理学原理。例如,书中关于PN结的掺杂浓度、耗尽区宽度以及雪崩击穿和齐纳击穿的机制的解释,都让我对半导体器件的物理本质有了更深刻的认识。此外,书中对固态器件的介绍,如LED、光电二极管和CCD等,也让我看到了微电子技术在光电器件领域的广泛应用。这些内容对于我的研究工作非常有价值,让我能够更好地理解实验数据,并为后续的器件设计和优化提供理论支持。这本书的参考文献也非常丰富,为我进一步的学术探索指明了方向。

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