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第1章 半导体物理基础及PN结简介 1

1.1半导体物理基础 1

1.1.1晶体结构体 1

1.1.2基元、点阵和晶格 2

1.1.3原胞、基矢、晶向和晶面 2

1.1.4能带的形成 4

1.1.5锗、硅和砷化镓的能带结构 6

1.1.6绝缘体、半导体和导体 7

1.1.7本征半导体、半导体中的载流子、空穴 7

1.2载流子的输运 8

1.2.1扩散运动 8

1.2.2漂移运动 10

1.3 PN结简介 15

1.3.1 PN结的形成及其基本特性 15

1.3.2平衡PN结的能带结构和载流子分布 18

1.3.3非平衡PN结的能带结构和载流子分布 20

1.3.4 PN结的电场和电势分布 23

1.4 PN结的有关特性 28

1.4.1 PN结的直流特性 28

1.4.2 PN结的电容特性 33

1.4.3 PN结的小信号交流特性 37

1.4.4 PN结的开关特性 37

1.4.5 PN结的击穿 39

第2章 双极型器件及集成电路设计 45

2.1双极型晶体管的结构 45

2.2双极型晶体管的工作原理 47

2.2.1双极型晶体管内载流子的输运过程 47

2.2.2晶体管的直流特性 50

2.3双极型晶体管设计 65

2.3.1 NPN双极型晶体管的设计要求及预期参数 65

2.3.2参数设计 66

2.3.3仿真分析 67

2.4双极型集成电路设计 71

2.4.1双极型集成电路设计基础 71

2.4.2双极型集成电路设计实例 71

第3章 场效应器件及MOS型集成电路设计 79

3.1 MOSFET结构及工作原理 79

3.1.1半导体表面的特性和理想MOS结构 79

3.1.2 MOSFET结构及其工作原理 87

3.1.3 MOSFET的阈值电压 91

3.1.4 MOSFET的电流、电压关系 96

3.1.5 MOSFET的击穿电压 102

3.1.6 MOSFET的高频等效电路和频率特性 106

3.2 JFET结构及工作原理 109

3.2.1结型场效应晶体管的工作原理 109

3.2.2 JFET的电流—电压方程 111

3.2.3 JFET的直流参数和频率参数 114

3.3场效应器件设计 118

3.3.1 MOSFET的设计要求及预期参数 118

3.3.2材料参数设计 119

3.3.3仿真分析 119

3.4 MOS型集成电路设计 121

3.4.1 MOS型集成电路设计基础 121

3.4.2 MOS型集成电路设计实例 121

第4章 大功率器件及功率集成电路设计 131

4.1大功率器件简介 131

4.2大功率器件设计 132

4.2.1 VDMOS耐压层的设计 132

4.2.2 VDMOS原胞的设计及仿真分析 134

4.2.3 VDMOS的终端结构设计 138

4.3功率集成技术简介 143

4.4功率集成电路设计实例 144

4.4.1系统方案设计 144

4.4.2检测、比较电路模块 144

4.4.3控制电路模块 146

4.4.4驱动电路模块 148

4.4.5保护电路模块 151

4.4.6整体电路设计 157

4.4.7集成智能功率模块版图设计 157

参考文献 161

附录A硅芯片制作、MOS管芯片制造原理、集成电路芯片设计参考视频 162

附录B常用物理常数 163

附录C主要符号表 164