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| 編輯推薦： |
（1） 内容聚焦：只针对集成电路用半导体基础器件即PN结、双极型晶体管和场效应晶体管的基本结构、关键参数、直流和交流特性、高阶效应等进行讲述。
（2） 层次分明：从方便学生学习的视角，秉持由浅入深、由局部到整体的理念，层层递进展开各章节。
（3） 图表丰富：提供大量图表，力求直观展示器件工作的各种微观过程和效应，便于学生结合公式理解器件工作原理。
（4） 推导详细：为了便于学生理解，非常详细地给出各种原理的公式推导过程，力求减少因为数学问题而导致对器件工作原理的误解。
（5） 理实结合：对于目前主导集成电路器件制造的场效应晶体管，给出适用实际生产情况的典型短沟道效应深入分析和业界对策。
（6） 配套完备：已出版配套在线混合式教材，共计视频785分钟，222道练习题，为教师开展混合式教学或学生自学提供便利。
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| 內容簡介： |
本书聚焦硅基集成电路主要器件，即 PN 结、双极型晶体管和场效应晶体管的基本结构、关键参数、直流特性、频率特性、开关特性，侧重对基本原理的讨论，借助图表对各种效应进行图形化直观展示，并详细推导了各种公式。此外，还对小尺寸场效应晶体管的典型短沟道效应及其实际业界对策进行了较为详细的阐述。
本书适合集成电路或微电子相关专业本科生在学习完半导体物理知识后，进一步学习半导体器件工作原理之用；也可作为集成电路相关专业研究生的研究工作参考书，还可作为集成电路代工厂或电路设计从业人员的专业参考书。
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| 關於作者： |
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蒋玉龙，复旦大学微电子学院教授、博导，复旦大学教师教学发展中心副主任。主要从事集成电路先进工艺与器件、功率器件、CMOS图像传感器和柔性电子器件研究，作为通讯作者在IEEE EDL、TED、IEDM上发表论文34篇。主持国家级一流本科课程和上海高校示范性本科课堂课程。获“上海市青年科技启明星”称号以及“上海市育才奖”、“上海市教学成果奖”、“国家级教学成果奖”、“首届全国高校教师教学创新大赛一等奖”等奖项。
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| 目錄：
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课件下载
第1章PN结
1.1半导体物理基础知识
1.1.1导带电子浓度
1.1.2价带空穴浓度
1.1.3四种电流
1.1.4突变PN结耗尽区宽度
1.1.5一维扩散方程的稳态解
1.1.6玻耳兹曼分布规律的应用
1.2PN结直流特性
1.2.1基本结构
1.2.2正偏下的电流
1.2.3非平衡PN结的能带图
1.2.4正向偏压下非平衡少子的分布
1.2.5反向偏压下非平衡少子的分布
1.2.6理想PN结的电流电压关系
1.3PN结交流特性
1.3.1交流小信号下的PN结少子分布
1.3.2扩散电流
1.3.3交流小信号导纳
1.3.4交流小信号等效电路
1.4PN结的开关特性
1.4.1PN结二极管的开关作用
1.4.2导通过程
1.4.3关断过程
习题
第2章双极型晶体管
2.1工作原理
2.1.1晶体管的发明
2.1.2基本结构
2.1.3放大原理
2.1.4共基极电流放大系数
2.1.5共射极电流放大系数
2.2直流特性
2.2.1BJT中的少子分布
2.2.2理想晶体管的电流电压方程
2.2.3电流放大系数表达式
2.2.4理想晶体管的输入与输出特性
2.3BJT的非理想现象
2.3.1发射结面积对γ的影响
2.3.2基区宽度调制效应（Early效应）
2.3.3发射结复合电流影响
2.3.4大注入效应之一——Webster效应
2.3.5大注入效应之二——Kirk效应
2.3.6大注入效应之三——发射极电流集边效应（基极电阻
自偏压效应）
2.3.7实际晶体管的输入与输出特性
2.4反向特性
2.4.1晶体管的反向电流
2.4.2晶体管反向击穿电压
2.4.3晶体管穿通电压
2.5晶体管模型
2.6频率特性
2.6.1晶体管的放大作用
2.6.2低频交流小信号等效电路
2.6.3放大系数的频率特性
2.6.4高频等效电路
2.6.5漂移型晶体管
2.6.6异质结双极型晶体管
2.7开关特性
2.7.1晶体管的开关作用
2.7.2电荷控制理论和晶体管开关时间
习题
第3章场效应晶体管基础
3.1表面电场效应
3.1.1表面电导
3.1.2MOSFET发明简史
3.2工作原理
3.3MOSFET的阈值电压
3.3.1阈值电压的定义
3.3.2影响阈值电压的因素
3.4MOSFET的直流特性
3.4.1MOSFET非平衡时的能带图
3.4.2IDSVDS的关系
3.4.3MOSFET的亚阈值特性
3.4.4MOSFET的直流参数和低频小信号参数
3.4.5MOSFET的二级效应
3.4.6击穿特性
3.5MOSFET的频率特性
3.5.1交流小信号等效电路
3.5.2高频特性
3.6MOSFET的开关特性
3.6.1电阻型负载MOS倒相器
3.6.2增强型增强型MOS倒相器
3.6.3增强型耗尽型MOS倒相器
3.6.4互补型MOS倒相器
3.7MOSFET的功率特性
习题
第4章小尺寸MOSFET
4.1小尺寸效应
4.1.1MOSFET的短沟道效应
4.1.2阈值电压“滚降”
4.1.3反常短沟道效应
4.1.4窄沟道效应
4.1.5漏感应势垒降低
4.1.6短沟道 MOSFET的亚阈特性
4.1.7热载流子效应抑制——新型漏结构
4.2小尺寸MOSFET的直流特性
4.2.1载流子速度饱和效应
4.2.2短沟道器件沟道中的电场
4.3MOSFET的按比例微缩规律
4.3.1按比例微缩规律概述
4.3.2MOSFET的微缩规则
4.3.3微缩的限制及对策
习题
附录AEbersMoll方程仿真NPN BJT共射极输出特性曲线的
MATLAB程序样例
附录B均匀基区NPN BJT交流小信号情况下的超相移因子
附录C集电结势垒区输运系数βd(ω)和集电结渡越时间τd的推导
附录D氧化物隔离双极型晶体管典型工艺流程
附录E浅槽隔离平面CMOS晶体管典型工艺流程
附录F浅槽隔离立体FinFET典型工艺流程
附录GMOSFET重要参数的业界测量方案
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| 內容試閱：
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1998年，我在复旦大学本科三年级时首次接触“半导体器件原理”课程。当时使用了一本较为经典的校本教材《双极型与MOS半导体器件原理》，教材编写者黄钧鼐教授担任主讲，把我引入了半导体器件这个神奇的领域。
2009年，我开始在复旦大学为微电子专业的本科生教授“半导体器件原理”课程。至今，已经为本校本科生（包含卓越工程师班和普通班）教授过18期，为外校本科生教授过3期，为企业员工讲授过2期。在多次的教授过程中，本课程教学质量持续提升，先后获得上海市一流本科课程、国家级一流本科课程（部分内容）和上海市示范性本科课堂等荣誉，课程还荣获首届全国高校教师教学创新大赛一等奖和教学设计创新奖。网络上与本课程相关的教学视频也得到众多学生的点播，并取得较好的评价。
然而，我在多年的教学过程中，深感缺少一本得心应手、符合本科生特点、聚焦集成电路产业直接需求的教材。于是，在清华大学出版社文怡编辑的鼓励下，我编写了本书。本书立足微电子或集成电路相关专业本科生的需求，精选4章集成电路所用半导体器件的核心内容，即PN结、双极型晶体管、场效应晶体管基础和小尺寸场效应晶体管。第1~3章的具体内容基本撰写顺序是基础知识、核心参数、直流特性、交流特性、开关特性、功率特性。第4章则围绕短沟道效应的各种具体表现依次展开描述，最后给出相应的解决方案和最新进展。
本书具有以下特点。①内容聚焦： 只重点阐述与集成电路芯片直接相关的半导体器件。②图多式多： 配备了大量的精致图表和公式，旨在直观展示物理图景和相关推导过程。③不厌其烦： 考虑到本书内容的易学性，给出极其具体的推导过程和充分说明。④逻辑清晰： 每章都按照清晰的逻辑逐层展开，层层递进，一气呵成。⑤与时俱进： 对小尺寸场效应晶体管特性的描述，大量引入相关文献报告和最新的研究成果，附录部分还对业界典型参数提取做法进行了介绍。
本书的内容架构雏形源自茹国平教授2008年的PPT讲义，他对书稿进行了多遍认真的审阅，提出了很多宝贵的意见。书中大量图片由王琳琳、彭雾、崔子悦精心绘制，梁成豪、蔡汉伦为本书的习题和附录整理提供了大量帮助。清华大学出版社文怡编辑为本书的成书做了整体规划。本书入选复旦大学“七大系列百本精品教材”特邀编写计划，学校为本书的编写及出版提供了资金和政策层面的大力支持。我在此一并表示衷心的感谢。
由于本人水平有限，书中难免会有错误和瑕疵，恳请读者指正。
编者
2024年4月
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