半导体器件——电力、敏感、光子、微波器件

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半导体器件——电力、敏感、光子、微波器件

作者:刘刚 等编著
出版社:电子工业出版社
出版日期: 2000-9-1
内容提要：
      本书为高等学校电子信息类规划教材。主要内容为：电力半导体器件、半导体敏感器件、光子器件、半导体微波器件等四个方面。其中电力半导体器件主要包括大功率整流二极管、晶闸管、GTO及各种新型电力半导体器件；半导体敏感器件有温敏、力敏、磁敏、离子敏感器件以及湿敏、气敏器件，包括半导体陶瓷材料及Ge、Si、GaAs、InP等各种半导体材料构成的敏感器件；光子器件有光电器件、太阳能电池、发光器件及半导体激光器；微波器件则有各种微波二极管、微波双极晶体管和微波场效应晶体管，不仅有同质结器件，也有各种新型微波异质结器件，如Si/SiGe HBT、AlGaAs/GaAs HBT、HEMT、PHEMT及真空微电子器件等。几乎涵盖了半导体器件的各个领域。本书在论述这些器件的结构、类别、工作原理及特性参数的同时，也阐明了它们的应用范围，还列举了多种具体的应用范围及其工作机理。
　　本书可作为电子科学与技术、微电子学等专业本科生、研究生的教学用书，也可作为电力电子、自动控制、仪器仪表、通信及计算机等专业的参考书。

第一篇电力电子器件
第1章电力电子器件概述
1.1电力电子学与电力半导体
1.2电力器件的分类
1.3电力器件的基本应用
第2章晶闸管
2.1晶闸管的基本结构、等效电路及特性
2.2晶闸管的工作原理
一、 pnpn器件的导通物理过程
二、 晶闸管的导通机理
三、 触发机构
2.3阻断模式
一、 雪崩击穿与穿通效应
二、 晶闸管的最佳反向阻断电压
三、 晶闸管的正向阻断电压
四、 晶闸管的最小长基区宽度wn(min)�
2.4表面成型技术
一、 半导体表面理论的几种基本观点
二、 正斜角、负斜角及电场分布
三、 电力器件的表面成型
.2.5门极特性
一、 门极模型
二、 晶闸管的短基区宽度
2.6通态特性及功率损耗
一、 正向传导模式
二、 晶闸管的通态电压
三、 晶闸管的功耗及热学设计
2.7动态特性
一、 开通特性
二、耐量
三、 效应
四、 关断过程
第3章特殊型晶闸管
3.1双向晶闸管
一、 双向晶闸管的基本结构及特性
二、 触发方式及其原理
三、 双向晶闸管的有关特性
3.2逆导晶闸管
一、 逆导晶闸管的结构及特点
二、 逆导晶闸管的工作原理及换流特性
三、 改善换流特性的措施
3.3光控晶闸管
一、 概述
二、 光控晶闸管的工作原理
三、 光触发灵敏度及光敏区结构
四、 ltt的光源
3.4gto
一、 概述
二、 gto的工作原理
三、 gto的结构
第4章现代电力电子器件
4.1功率mosfet
一、 功率mosfet的基本结构和工作原理
二、 功率mosfet的主要特性
4.2igbt及其应用
一、 igbt的基本结构及工作原理
二、 igbt的擎住现象
三、 igbt的特性及应用中的几个问题
4.3mos控制晶闸管
一、 mct的基本结构及工作原理
二、 mct的主要特点4.4gct与iegt
一、 gct （gate commutated turn�off）
二、 可耐高压的iegt
4.5功率集成电路(pic)
一、 单片三相逆变器ic
二、 工艺方法、器件技术
三、 介质隔离的功率ic及特征
4.6sic功率器件
一、 期待中的sic器件
二、 器件电特性与物理参
数的关系
参考文献
习题一
第二篇半导体敏感器件
第5章敏感器件概论
5.1传感器及其分类
5.2敏感器件所用材料
一、 半导体材料的敏感特性
二、 非晶硅半导体
三、 金属氧化物半导体
四、 传感器用光纤材料
5.3敏感器件的研究方向
第6章半导体温敏器件
6.1温度传感器的发展
6.2半导体陶瓷热敏电阻
一、 半导体陶瓷热敏电阻的种类和参数
二、 ntc热敏电阻
三、 ptc热敏电阻
6.3ge、si及sic单晶热敏电阻
一、 ge、si单晶热敏电阻
二、 sic热敏电阻
6.4pn结及晶体管温敏器件
一、 pn结正向电压的温度特性
二、 晶体管温度敏感器
三、 sic pn结温度敏感器件
6.5集成温度传感器
第7章半导体力敏器件
7.1力学量和力敏器件
7.2半导体压阻效应
一、 压阻效应
二、 应变灵敏度
三、 压阻系数
7.3电阻式硅膜片压力敏感器件
一、 电桥原理
二、 膜片形状及电阻配置
三、 材料的导电类型及晶向
四、 芯片尺寸
五、 力敏电阻的设计
7.4压敏二极管及压敏晶体管
一、 压敏二极管
二、 压敏晶体管
7.5集成压力传感器
7.6力敏传感器的应用
第8章半导体磁敏器件
8.1霍尔器件
一、 霍尔效应
二、 霍尔器件的结构和工艺
三、 参数与特性
四、 霍尔器件的设计考虑
8.2磁阻器件
一、 磁阻效应
二、 设计与制作
8.3磁敏二极管
一、 工作原理及结构尺寸
二、 基本特性
8.4磁敏晶体管
一、 长基区磁敏三极管
二、 磁敏mosfet
8.5磁敏集成电路
8.6磁敏器件的应用
第9章半导体离子敏感器件
9.1isfet的特点与应用
9.2基本工作原理
9.3isfet的设计和工艺
一、 fet的设计特点
二、 离子敏感膜的类型和制备
9.4isfet的特性和参数
9.5生物膜敏感器件
9.6多功能集成isfet
第10章半导体湿敏器件
10.1湿度和湿敏器件
10.2湿敏器件的基本特性
10.3氧化物半导体湿敏器件
10.4氧化铝及高分子湿敏器件
一、 a1 2o3湿敏器件的结构和工艺
二、 多孔膜的感湿机理
三、 湿敏特性
四、 高分子湿敏器件
10.5mos湿敏器件及集成化
10.6湿敏器件的应用
第11章半导体气敏器件
11.1气敏器件的类型
11.2氧化物半导体气敏元件
一、 敏感机理
二、 特性及影响因素
三、 常见陶瓷气敏元件
11.3半导体气敏二极管
11.4mosfet气敏器件及多功能集成气敏器件
一、 h2敏mosfet
二、 co敏mosfet
三、 气敏器件的多功能化、集成化
11.5气敏器件的应用
参考文献
习题二
第三篇半导体光子器件
第12章半导体太阳电池
12.1半导体太阳电池的光生伏特效应
一、 光伏效应的两个基本条件
二、 等效电路、伏安特性及输出特性
12.2太阳电池的光电转换效率
一、 太阳辐射光谱am0和am1�5
二、 太阳电池的理论效率
三、 影响太阳电池效率的一些因素
12.3高效率太阳电池的发展
一、 高效率硅太阳电池的发展
二、 高效、长寿命砷化镓太阳电池
12.4低成本太阳电池
一、 太阳电池级硅(sog�si)
二、 多晶硅太阳电池
三、 非晶硅太阳电池
第13章半导体光电探测器
13.1概述
13.2光敏电阻
一、 结构、原理及参数
二、 主要光敏电阻的分类、用途及特点
13.3光敏二极管
一、 光敏二极管的特点
二、 耗尽层光敏二极管
三、 雪崩光敏二极管
13.4光伏控制器件
一、 双极型光敏晶体管
二、 光敏场效应晶体管
第14章ccd摄像传感器件
14.1概述
14.2ccd摄像器件的作用及工作方式
14.3工作的物理基础
一、 光电转换-信息电荷"图像"产生
二、 电荷存储
三、 电荷转移、转移效率及频率响应
14.4分类、用途、结构及工作原理
一、 分类与用途
二、 帧传输ccd面型摄像器件的结构
三、 工作过程
第15章发光二极管和半导体激光器
15.1pn结注入式场致发光原理
一、 激发
二、 复合
15.2发光二极管
一、 可见光发光二极管
二、 红外上转换发光管
三、 红外发光二极管
15.3半导体激光器
一、 半导体激光器特点及材料
二、 半导体受激发射
三、 不同结构的半导体激光器
参考文献
习题三
第四篇微波半导体器件
第16章微波二极管
16.1变容二极管
一、 变容二极管基本工作原理
二、 变容二极管主要参数
三、 变容二极管结构和工艺
四、 调谐变容二极管
16.2阶跃恢复二极管
16.3pin二极管
一、 结构及工艺
二、 基本工作原理
三、 特性与参数
16.4雪崩渡越时间二极管
一、 崩越二极管基本工作原理
二、 结构与工艺
三、 主要参数
四、 势越二极管和速越二极管
16.5肖特基势垒二极管
一、 肖特基势垒
二、 伏安特性
三、 等效电路和参数
四、 结构和工艺
第17章转移电子器件
17.1转移电子效应
17.2高场畴
17.3基本工作模式
17.4限累二极管
17.5结构、工艺及特性
第18章微波双极晶体管
18.1微波晶体管的s参量
18.2硅微波双极晶体管
18.3异质结双极晶体管
一、 hbt的理论基础
二、 hbt的制作方法与结构
三、 hbt的特性
四、 hbt的设计
五、 si/sige/si hbt
第19章微波场效应晶体管
19.1砷化镓场效应晶体管
一、 gaas　mesfet的基本结构与工作原理
二、 gaas　mesfet的主要特性
三、 低噪声gaas　mesfet
四、 功率gaas　mesfet
19.2高电子迁移率晶体管
一、 基本工作原理
二、 特性
三、 结构和设计
四、 phemt和inphemt
19.3真空微电子器件
一、 基本工作原理和结构
二、 材料及工艺
参考文献
习题四

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