Твердотельная электроника

Гуртов В.А.5-8021-0319-1, 5-8021-0319-1

Table of contents :
Предисловие……Page 9
1.1. Зонная структура полупроводников……Page 12
1.2. Терминология и основные понятия……Page 13
1.3.1. Распределение квантовых состояний в зонах……Page 15
1.3.2. Концентрация носителей заряда и положение уровня Ферми……Page 17
1.4. Концентрация электронов и дырок в собственном полупроводнике……Page 19
1.5. Концентрация электронов и дырок в примесном полупроводнике……Page 21
1.6. Определение положения уровня Ферми……Page 22
1.7. Проводимость полупроводников……Page 23
1.8. Токи в полупроводниках……Page 24
1.9. Неравновесные носители……Page 25
1.10. Уравнение непрерывности……Page 28
2.1. Ток термоэлектронной эмиссии……Page 29
2.2. Термодинамическая работа выхода в полупроводниках p и n типов……Page 32
2.3. Эффект поля, зонная диаграмма при эффекте поля……Page 33
2.4. Концентрация электронов и дырок в области пространственного заряда……Page 35
2.5. Дебаевская длина экранирования……Page 36
2.6. Контакт металл – полупроводник. Барьер Шоттки……Page 37
2.7. Зонная диаграмма барьера Шоттки при внешнем напряжении……Page 39
2.8. Распределение электрического поля и потенциала в барьере Шоттки……Page 40
2.9. Вольт амперная характеристика барьера Шоттки……Page 42
2.10. Образование и зонная диаграмма р-n перехода……Page 44
2.10.1. Распределение свободных носителей в p n переходе……Page 45
2.10.3. Поле и потенциал в p n переходе……Page 47
2.11. Компоненты тока и квазиуровни Ферми в р n переходе……Page 50
2.12. Вольт амперная характеристика р n перехода……Page 53
2.14. Гетеропереходы……Page 58
Таблица 1. Параметры выбранных для расчета полупроводниковых материалов……Page 60
3.1.1. Зонная диаграмма приповерхностной области полупроводника в равновесных условиях……Page 66
3.2.1. Уравнение Пуассона для ОПЗ……Page 71
3.2.2. Выражение для заряда в ОПЗ……Page 73
3.2.3. Избыток свободных носителей заряда……Page 74
3.2.4. Среднее расстояние локализации свободных носителей от поверхности полупроводника……Page 78
3.2.5. Форма потенциального барьера на поверхности полупроводника……Page 80
3.3. Емкость области пространственного заряда……Page 82
3.4. Влияние вырождения на характеристики ОПЗ полупроводника……Page 85
3.5.1. Основные определения……Page 87
3.5.2. Природа поверхностных состояний……Page 88
3.5.3. Статистика заполнения ПС……Page 89
3.6.1. Устройство МДП структур и их энергетическая диаграмма……Page 91
3.6.2. Уравнение электронейтральности……Page 94
3.6.3. Емкость МДП структур……Page 98
3.6.4. Экспериментальные методы измерения вольт фарадных характеристик……Page 99
Квазистатический C V метод……Page 100
Метод высокочастотных C V характеристик……Page 101
3.6.5. Определение параметров МДП структур на основе анализа C V характеристик……Page 102
3.6.6. Определение плотности поверхностных состояний на границе раздела полупроводник – диэлектрик……Page 106
3.7.1. Виды флуктуаций поверхностного потенциала……Page 111
3.7.2. Конденсаторная модель Гоетцбергера для флуктуаций поверхностного потенциала……Page 114
3.7.3. Среднеквадратичная флуктуация потенциала, обусловленная системой случайных точечных зарядов……Page 116
3.7.4. Потенциал, создаваемый зарядом, находящимся на границе двух сред с экранировкой……Page 117
3.7.5. Потенциальный рельеф в МДП структуре при дискретности элементарного заряда……Page 121
3.7.6. Функция распределения потенциала при статистических флуктуациях……Page 123
3.7.7. Зависимость величины среднеквадратичной флуктуации от параметров МДП-структуры……Page 125
3.7.8. Пространственный масштаб статистических флуктуаций……Page 127
3.7.9. Сравнительный анализ зависимости среднеквадратичной флуктуации σψ и потенциала оптимальной флуктуации……Page 132
4.1. Характеристики идеального диода на основе p n перехода……Page 135
4.1.1. Выпрямление в диоде……Page 136
4.1.2. Характеристическое сопротивление……Page 137
4.1.4. Эквивалентная схема диода……Page 138
4.3. Влияние генерации, рекомбинации и объемного сопротивления базы на характеристики реальных диодов……Page 139
4.3.1. Влияние генерации неравновесных носителей в ОПЗ p-n перехода на обратный ток диода……Page 140
4.3.2. Влияние рекомбинации неравновесных носителей в ОПЗ p n перехода на прямой ток диода……Page 142
4.3.3. Влияние объемного сопротивления базы диода на прямые характеристики……Page 144
4.3.4. Влияние температуры на характеристики диодов……Page 146
4.4. Стабилитроны……Page 147
4.5. Туннельный и обращенный диоды……Page 153
4.6. Переходные процессы в полупроводниковых диодах……Page 158
5.1. Общие сведения. История вопроса……Page 163
5.2. Основные физические процессы в биполярных транзисторах……Page 166
5.2.1. Биполярный транзистор в схеме с общей базой. Зонная диаграмма и токи……Page 167
5.3. Формулы Молла – Эберса……Page 169
5.4. Вольт амперные характеристики биполярного транзистора в активном режиме……Page 171
5.5. Дифференциальные параметры биполярных транзисторов в схеме с общей базой……Page 172
5.6. Коэффициент инжекции……Page 173
5.7. Коэффициент переноса. Фундаментальное уравнение теории транзисторов……Page 174
5.8. Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода……Page 177
5.9. Дифференциальное сопротивление коллекторного перехода……Page 178
5.10. Коэффициент обратной связи……Page 180
5.11. Объемное сопротивление базы……Page 182
5.12. Тепловой ток коллектора……Page 183
5.13. Биполярный транзистор в схеме с общим эмиттером……Page 184
5.14. Эквивалентная схема биполярного транзистора……Page 187
5.15. Составные транзисторы. Схема Дарлингтона……Page 189
5.16. Дрейфовые транзисторы……Page 191
h-параметры……Page 196
Таблица 2. Связи между h параметрами……Page 200
5.18. Частотные и импульсные свойства транзисторов……Page 201
Глава 6. Полевые транзисторы……Page 213
6.1. Характеристики МОП ПТ в области плавного канала……Page 214
6.2. Характеристики МОП ПТ в области отсечки……Page 217
6.3. Эффект смещения подложки……Page 219
6.4. Малосигнальные параметры……Page 221
6.5. Эквивалентная схема и быстродействие МДП транзистора……Page 223
6.6. Методы определения параметров МОП ПТ из характеристик……Page 225
6.7. Подпороговые характеристики МДП транзистора……Page 226
6.8. Учет диффузионного тока в канале……Page 228
6.9. Неравновесное уравнение Пуассона……Page 229
6.10. Уравнение электронейтральности в неравновесных условиях……Page 231
6.11. Вольт-амперная характеристика МДП транзистора в области сильной и слабой инверсии……Page 235
6.12. МДП транзистор как элемент памяти……Page 240
6.13. МНОП транзистор……Page 242
6.14. МОП ПТ с плавающим затвором……Page 244
6.15. Приборы с зарядовой связью……Page 246
6.16. Полевой транзистор с затвором в виде р n перехода……Page 248
Таблица 3. Эволюция размеров и параметров МДП приборов……Page 252
Таблица 4. Микроминиатюризация процессоров Intel……Page 253
6.18. Физические явления, ограничивающие микроминиатюризацию……Page 254
Таблица 5. Физические ограничения микроминиатюризации……Page 255
6.19. Размерные эффекты в МДП транзисторах……Page 257
7.1. Общие сведения……Page 261
7.2. Вольт амперная характеристика тиристора……Page 263
7.3. Феноменологическое описание ВАХ динистора……Page 264
7.4. Зонная диаграмма и токи диодного тиристора в открытом состоянии……Page 266
7.5. Зависимость коэффициента передачи α от тока эмиттера……Page 268
7.6. Зависимость коэффициента М от напряжения VG. Умножение в коллекторном переходе……Page 269
7.7. Тринистор……Page 270
7.8. Феноменологическое описание ВАХ тринистора……Page 271
8.2. Требования к зонной структуре полупроводников……Page 273
8.3. Статическая ВАХ арсенида галлия……Page 276
8.4. Зарядовые неустойчивости в приборах с отрицательным дифференциальным сопротивлением……Page 279
8.5. Генерация СВЧ колебаний в диодах Ганна……Page 284
9.1. Условные обозначения и классификация отечественных полупроводниковых приборов……Page 287
Таблица 7……Page 288
Таблица 8……Page 289
Продолжение таблицы 8……Page 290
Окончание таблицы 8……Page 291
9.2. Условные обозначения и классификация зарубежных полупроводниковых приборов……Page 292
Таблица 10. Второй элемент в системе Pro Electron……Page 293
Продолжение таблицы 10……Page 294
Таблица 12. Третий элемент в системе JIS C 7012……Page 295
9.3. Графические обозначения и стандарты……Page 296
Таблица 13. Графические обозначения полупроводниковых приборов……Page 297
9.4. Условные обозначения электрических параметров и сравнительные справочные данные полупроводниковых приборов……Page 298
Таблица 15. Диоды……Page 299
Продолжение таблицы 15……Page 300
Основные обозначения……Page 301
Обозначения приборных параметров……Page 304
3. Свойства диэлектриков……Page 308
Список рекомендованной литературы……Page 309