圖書目錄
出版者的話前言
教學建議
本書常用符號說明
第一章常用半導體器件
1.1 半導體基礎知識
半導體（semiconductor），指常溫下導電性能介於導體(conductor)與絕緣體(insulator)之間的材料。半導體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的套用。
1.1.1 導體、絕緣體和半導體
1.1.2 本徵半導體共價鍵結構
1.1.3 本徵半導體熱激發
1.1.4 雜質半導體
定義
在本徵半導體中摻入某些微量元素作為雜質，可使半導體的導電性發生顯著變化。摻入的雜質主要是三價或五價元素。摻入雜質的本徵半導體稱為雜質半導體。製備雜質半導體時一般按百萬分之一數量級的比例在本徵半導體中摻雜。基本原理
半導體中的雜質對電導率的影響非常大，本徵半導體經過摻雜就形成雜質半導體，一般可分為N型半導體和P型半導體。半導體中摻入微量雜質時，雜質原子附近的周期勢場受到干擾並形成附加的束縛狀態，在禁帶中產生附加的雜質能級。能提供電子載流子的雜質稱為施主(Donor)雜質，相應能級稱為施主能級，位於禁帶上方靠近導帶底附近。例如四價元素鍺或矽晶體中摻入五價元素磷、砷、銻等雜質原子時，雜質原子作為晶格的一分子，其五個價電子中有四個與周圍的鍺（或矽）原子形成共價鍵，多餘的一個電子被束縛於雜質原子附近，產生類氫淺能級—施主能級。施主能級上的電子躍遷到導帶所需能量比從價帶激發到導帶所需能量小得多，很易激發到導帶成為電子載流子，因此對於摻入施主雜質的半導體，導電載流子主要是被激發到導帶中的電子，屬電子導電型，稱為N型半導體。由於半導體中總是存在本徵激發的電子空穴對，所以在n型半導體中電子是多數載流子，空穴是少數載流子。
相應地，能提供空穴載流子的雜質稱為受主(Acceptor)雜質，相應能級稱為受主能級，位於禁帶下方靠近價帶頂附近。例如在鍺或矽晶體中摻入微量三價元素硼、鋁、鎵等雜質原子時，雜質原子與周圍四個鍺（或矽）原子形成共價結合時尚缺少一個電子，因而存在一個空位，與此空位相應的能量狀態就是受主能級。由於受主能級靠近價帶頂，價帶中的電子很容易激發到受主能級上填補這個空位，使受主雜質原子成為負電中心。同時價帶中由於電離出一個電子而留下一個空位，形成自由的空穴載流子，這一過程所需電離能比本徵半導體情形下產生電子空穴對要小得多。因此這時空穴是多數載流子，雜質半導體主要靠空穴導電，即空穴導電型，稱為p型半導體。在P型半導體中空穴是多數載流子，電子是少數載流子。在半導體器件的各種效應中，少數載流子常扮演重要角色。
1.1.5 P型和N型半導體導電結構模型的表示方法
1.1.6 半導體中的電流
1.2 PN結
1.2.1 PN結的形成
P型半導體與N型半導體相互接觸時，其交界區域稱為PN結。P區中的自由空穴和N區中的自由電子要向對方區域擴散，造成正負電荷在PN 結兩側的積累，形成電偶極層(圖4 )。電偶極層中的電場方向正好阻止擴散的進行。當由於載流子數密度不等引起的擴散作用與電偶層中電場的作用達到平衡時，P區和N區之間形成一定的電勢差，稱為接觸電勢差。由於P 區中的空穴向N區擴散後與N區中的電子複合，而N區中的電子向P區擴散後與P 區中的空穴複合，這使電偶極層中自由載流子數減少而形成高阻層，故電偶極層也叫阻擋層，阻擋層的電阻值往往是組成PN結的半導體的原有阻值的幾十倍乃至幾百倍。
PN結具有單嚮導電性，半導體整流管就是利用PN結的這一特性製成的。PN結的另一重要性質是受到光照後能產生電動勢，稱光生伏打效應，可利用來製造光電池。半導體三極體、可控矽、PN結光敏器件和發光二極體等半導體器件均利用了PN結的特性。
1.2.2 PN結的單嚮導電性
P端接電源的正極，N端接電源的負極稱之為PN結正偏。此時PN結如同一個開關合上，呈現很小的電阻，稱之為導通狀態。
P端接電源的負極，N端接電源的正極稱之為PN結反偏，此時PN結處於截止狀態，如同開關打開。結電阻很大，當反向電壓加大到一定程度，PN結會發生擊穿而損壞。
1.3 半導體二極體
1.3.1 半導體二極體常見的幾種結構
1.3.2 二極體伏安特性
1.3.3 二極體的主要參數
1.3.4 半導體二極體的等效模型
1.3.5 穩壓二極體
穩壓二極體（又叫齊納二極體）,此二極體是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。
穩壓二極體，英文名稱Zener diode，又叫齊納二極體 。此二極體是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件.在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很小的數值，在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恆定，穩壓二極體是根據擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用.其伏安特性見圖1，穩壓二極體可以串聯起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯就可獲得更多的穩定電壓。
1.3.6 其他二極體簡介
1.4 電晶體
1.4.1 電晶體的結構及分類
電晶體（transistor）是一種固體半導體器件，可以用於檢波、整流、放大、開關、穩壓、信號調製和許多其它功能。電晶體作為一種可變開關，基於輸入的電壓，控制流出的電流，因此電晶體可做為電流的開關，和一般機械開關（如Relay、switch）不同處在於電晶體是利用電訊號來控制，而且開關速度可以非常之快，在實驗室中的切換速度可達100GHz以上。
按半導體材料和極性分類
按電晶體使用的半導體材料可分為矽材料電晶體和鍺材料電晶體。按電晶體的極性可分為鍺NPN型電晶體、鍺PNP電晶體、矽NPN型電晶體和矽PNP型電晶體。按結構及製造工藝分類
電晶體按其結構及製造工藝可分為擴散型電晶體、合金型電晶體和平面型電晶體。按電流容量分類
電晶體按電流容量可分為小功率電晶體、中功率電晶體和大功率電晶體。按工作頻率分類
電晶體按工作頻率可分為低頻電晶體、高頻電晶體和超高頻電晶體等。按封裝結構分類
電晶體按封裝結構可分為金屬封裝（簡稱金封）電晶體、塑膠封裝（簡稱塑封）電晶體、玻璃殼封裝（簡稱玻封）電晶體、表面封裝（片狀）電晶體和陶瓷封裝電晶體等。其封裝外形多種多樣。按功能和用途分類
電晶體按功能和用途可分為低噪聲放大電晶體、中高頻放大電晶體、低頻放大電晶體、開關電晶體、達林頓電晶體、高反壓電晶體、帶阻電晶體、帶阻尼電晶體、微波電晶體、光敏電晶體和磁敏電晶體等多種類型。1.4.2 電晶體內部載流子的傳輸過程
1.4.3 電晶體電壓放大作用簡述
1.4.4 電晶體共射特性的曲線
1.4.5 電晶體的主要參數
1.5 場效應管
場效應管（Field Effect Transistor縮寫(FET)）簡稱場效應管。由多數載流子參與導電，也稱為單極型電晶體。它屬於電壓控制型半導體器件。具有輸入電阻高（10^8～10^9Ω）、噪聲小、功耗低、動態範圍大、易於集成、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點，現已成為雙極型電晶體和功率電晶體的強大競爭者。
1.5.1 結型場效應管
n溝道結型場效應管由一個被一個p型摻雜（阻礙層）環繞的n性摻雜組成。在n型摻雜上連有漏極（來自英語Drain，因此也稱D極）和源極（來自英語Source，因此也稱S極）。從源極到漏極的這段半導體被稱為n溝道。p區連有柵極（來自英語Gate，因此也成為G極）。這個極被用來控制結型場效應管，它與n溝道組成一個pn二極體，因此結型場效應管與金屬-氧化物-半導體場效應管類似，只不過在金屬-氧化物-半導體場效應管中不是使用pn結，而是使用肖特基結（金屬與半導體之間的結），在原理上結型場效應管與金屬-氧化物-半導體場效應管是完全一樣的。
1.5.2 絕緣柵場效應管
絕緣柵場效應管的種類較多，有PMOS、NMOS和VMOS功率管等，但目前套用最多的是MOS管。MOS絕緣柵場效應管也即金屬一氧化物一半導體場效應管，通常用MOS表示，簡稱作MOS管。它具有比結型場效應管更高的輸入阻抗（可達1012Ω以上），並且製造工藝比較簡單，使用靈活方便，非常有利於高度集成化
1.5.3 場效應管與電晶體的類比
本章總結
自我檢測題
習題
第2章 常用基本放大電路
運放是運算放大器的簡稱。在實際電路中，通常結合反饋網路共同組成某種功能模組。由於早期套用於模擬計算機中，用以實現數學運算，故得名“運算放大器”，此名稱一直延續至今。運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現，也可以實現在半導體晶片當中。隨著半導體技術的發展，如今絕大部分的運放是以單片的形式存在。現今運放的種類繁多，廣泛套用於幾乎所有的行業當中。
2.1 放大電路的組成及基本性能指標
2.1.1 放大概念
2.1.2 阻容耦合共發射極放大電路的組成
2.1.3 放大器的主要性能指標
2.2 三種基本組態放大電路及其派生電路
2.2.1 基本共射放大電路
2.2.2 共集電極放大電路
2.2.3 共基極大電路
2.2.4 三種基本放大電路性能比較
2.3 多級放大電路
2.3.1 放大電路的級間耦合方式
2.3.2 多級放大電路
2.3.3 電晶體組合電路
2.4 場效應管基本放大電路
2.4.1 共源極放大電路
2.4.2 共漏極放大電路
2.5 放大電路的頻率特徵
2.5.1 頻率特性一般概念
2.5.2 RC高通電路與RC低通電路
2.5.3 電晶體高頻等效電路
2.5.4 場效應管高頻等效電路
2.5.5 放大電路的頻率特性
2.5.6 多級放大電路的頻率特性
2.6 基本放大電路的設計
2.6.1 基本放大電路設計的一般原則
2.6.2 電晶體基本放大電路設計
本章小結
自我檢測題
習題
第3章集成運算放大電路
第4章功率放大電路
第5章放大電路中的反饋
第6章信號的運算和處理
第7章波形發生電路
第8章直流穩壓電源
部分自我檢測題和習題答案
參考文獻
