第1章 p-n结二极管 1
1.1 p-n结的形成及平衡状态 1
1.1.1 p-n结的形成与空间电荷区 1
1.1.2 平衡p-n结的能带图与势垒高度 4
1.2 p-n结的直流特性 8
1.2.1 正向p-n结 8
1.2.2 反向p-n结 20
1.2.3 温度对p-n结电流和电压的影响 24
1.3 p-n结空间电荷区和势垒电容 25
1.3.1 p-n结空间电荷区的电场和电位分布 26
1.3.2 p-n结势垒电容 31
1.4 p-n结的小信号交流特性 38
1.4.1 p-n结小信号交流电流-电压方程 38
1.4.2 p-n结的小信号交流导纳 40
1.4.3 p-n结扩散电容 40
1.5 p-n结的击穿特性 41
1.5.1 p-n结击穿机理 41
1.5.2 雪崩击穿条件 43
1.5.3 雪崩击穿电压及其影响因素 46
1.5.4 击穿现象的应用——稳压二极管 53
1.6 p-n结二极管的开关特性 54
1.7 p-n结二极管的其他类型 59
1.7.1 反向电阻阶跃恢复二极管 59
1.7.2 超高频二极管 60
1.7.3 钳位二极管 63
1.7.4 噪声二极管 64
1.7.5 雪崩渡越二极管 64
1.7.6 隧道二极管 66
1.7.7 反向二极管 67
思考与练习 68

第2章 双极型晶体管的直流特性 70
2.1 晶体管的基本结构和杂质分布 70
2.1.1 晶体管的基本结构 70
2.1.2 杂质分布 70
2.2 晶体管的放大机理 72
2.2.1 晶体管的能带图及少子分布 72
2.2.2 晶体管中的电流传输过程及放大作用 73
2.3 晶体管的直流I-V特性及电流增益 76
2.3.1 均匀基区晶体管（以npn管为例） 76
2.3.2 缓变基区晶体管（以npn管为例） 82
2.3.3 影响电流放大系数的其他因素 90
2.4 晶体管的反向电流及击穿电压 93
2.4.1 晶体管的反向电流 93
2.4.2 晶体管的击穿电压 95
2.5 双极型晶体管的直流特性曲线 98
2.5.1 共基极直流特性曲线 99
2.5.2 共发射极直流特性曲线 99
2.6 基极电阻 100
2.6.1 概述 100
2.6.2 梳状结构晶体管的基极电阻 101
2.7 埃伯尔斯-莫尔（Ebers-Moll）模型 103
思考与练习 105

第3章 双极型晶体管的频率特性 108
3.1 晶体管交流电流放大系数与频率参数 108
3.2 晶体管交流特性的理论分析 109
3.2.1 均匀基区晶体管交流特性分析 110
3.2.2 缓变基区晶体管交流特性分析 114
3.3 晶体管的高频参数及等效电路 114
3.3.1 晶体管高频Y参数及其等效电路 115
3.3.2 晶体管高频h参数及等效电路 120
3.4 高频下晶体管中载流子的输运及中间参数 123
3.4.1 发射效率及发射结延迟时间 123
3.4.2 基区输运系数及基区渡越时间 125
3.4.3 集电结势垒输运系数及渡越时间 129
3.4.4 集电区倍增因子与集电极延迟时间 131
3.5 晶体管电流放大系数的频率关系 133
3.5.1 共基极电流放大系数及其截止频率 133
3.5.2 共发射极电流放大系数及其截止频率 134
3.5.3 影响fT的因素和提高fT的途径 137
3.6 晶体管的高频功率增益和最高振荡频率 138
3.6.1 最佳高频功率增益 138
3.6.2 高频优值和最高振荡频率 140
3.6.3 提高功率增益或最高振荡频率的途径 141
3.7 工作条件对晶体管fT、Kpm的影响 141
3.7.1 工作点对fT的影响 141
3.7.2 工作点对Kpm的影响 142
思考与练习 143

第4章 双极型晶体管的功率特性 144
4.1 集电极最大允许工作电流ICM 144
4.2 基区大注入效应对电流放大系数的影响 144
4.2.1 基区大注入下的电流（以npn管为例) 145
4.2.2 基区电导调制效应 147
4.2.3 基区大注入对电流放大系数的影响 148
4.3 有效基区扩展效应 149
4.3.1 均匀基区晶体管的有效基区扩展效应 149
4.3.2 缓变基区晶体管的有效基区扩展效应 151
4.4 发射极电流集边效应 154
4.5 晶体管最大耗散功率PCM 159
4.6 二次击穿和安全工作区 163
思考与练习 171

第5章 双极型晶体管的开关特性 172
5.1 开关晶体管的静态特性 172
5.2 晶体管的开关过程和开关时间 175
5.3 开关晶体管的正向压降和饱和压降 190
思考与练习 193

第6章 结型栅场效应晶体管 194
6.1 JFET基本结构和工作原理 194
6.2 JFET的直流特性与低频小信号参数 198
6.2.1 肖克莱理论和JFET的直流特性 198
6.2.2 JFET的直流参数 201
6.2.3 JFET的交流小信号参数 203
6.2.4 任意沟道杂质浓度分布的JFET 204
6.2.5 四极管特性 205
6.2.6 高场迁移率的影响 206
6.2.7 关于沟道夹断和速度饱和的讨论 209
6.2.8 串联电阻的影响 210
6.2.9 温度对直流特性的影响 211
6.3 JFET的交流特性 213
6.3.1 交流小信号等效电路 213
6.3.2 JFET和MESFET中的电容 214
6.3.3 JFET和MESFET的频率参数 215
6.4 JFET的功率特性 217
6.5 JFET和MESFET结构举例 219
6.5.1 MESFET的结构 219
6.5.2 JFET的结构 222
6.5.3 V形槽硅功率JFET 223
思考与练习 224

第7章 MOS场效应晶体管 225
7.1 基本结构和工作原理 225
7.1.1 MOSFET的基本结构 225
7.1.2 MOSFET的基本工作原理 225
7.1.3 MOSFET的基本类型 227
7.2 MOSFET的阈值电压 228
7.2.1 MOSFET阈值电压表达式 228
7.2.2 影响MOSFET阈值电压的因素 231
7.2.3 关于强反型状态 237
7.3 MOSFET的I-V特性和直流特性曲线 238
7.3.1 MOSFET的电流-电压特性 239
7.3.2 弱反型（亚阈值）区的伏安特性 242
7.3.3 MOSFET的特性曲线 243
7.3.4 MOSFET的直流参数 244
7.4 MOSFET的频率特性 245
7.4.1 MOSFET的交流小信号参数 245
7.4.2 MOSFET的交流小信号等效电路 249
7.4.3 MOSFET的频率特性 251
7.5 MOSFET的功率特性和功率MOSFET的结构 253
7.5.1 MOSFET的功率特性 254
7.5.2 功率MOSFET结构 255
7.5.3 功率MOSFET的导通电阻 257
7.6 MOSFET的开关特性 259
7.6.1 MOSFET的本征延迟 259
7.6.2 MOSFET的非本征延迟 260
7.6.3 NMOS倒相器的延迟时间 261
7.7 MOSFET的击穿特性 264
7.8 MOSFET的温度特性 269
7.9 MOSFET的短沟道和窄沟道效应 271
7.9.1 阈值电压的变化 271
7.9.2 漏极特性和跨导的变化 273
7.9.3 弱反型区亚阈值漏极电流的变化 275
7.9.4 长沟道器件的最小沟道长度限制 276
7.9.5 短沟道高性能器件结构举例 277
思考与练习 279

第8章 晶体管的噪声特性 281
8.1 晶体管的噪声和噪声系数 281
8.2 晶体管的噪声源 282
8.3 p-n结二极管的噪声 285
8.4 双极型晶体管的噪声特性 286
8.5 JFET和MESFET的噪声特性 287
8.6 MOSFET的噪声特性 288
思考与练习 290

第9章 其他类型的微电子器件 292
9.1 晶闸管 292
9.1.1 二极晶闸管 292
9.1.2 三极晶闸管 296
9.1.3 反向导通晶闸管 297
9.1.4 双向晶闸管 298
9.2 异质结双极晶体管 299
9.3 静电感应晶体管 302
9.4 绝缘栅双极晶体管（IGBT） 306
9.5 单结晶体管 308
9.6 双极反型沟道场效应晶体管（BICFET） 310
9.7 穿通型晶体管 310
9.7.1 可透基区晶体管 310
9.7.2 穿通型场效应晶体管 311
9.7.3 空间电荷限制三极管 311

附录I 常温下主要半导体的物理性质 313
附录II 常用介质膜的物理参数 315
附录III 常用物理常数表 317
附录IV 硅电阻率与杂质浓度的关系（300 K） 318
附录V 硅中迁移率与杂质浓度的关系 319
附录VI 扩散结势垒电容和势垒宽度关系曲线 320
附录VII 硅中扩散层平均电导与表面浓度、结深关系 328
附录VIII 半导体分立器件型号命名法 332

参考文献 336