本書的重要特點(diǎn)是以與現(xiàn)代集成微電子學(xué)相關(guān)的方式介紹半導(dǎo)體器件操作的基本原理，不涉及任何光學(xué)或者功率器件，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)集成微電子器件的頻率響應(yīng)、布局、集合效應(yīng)、寄生問題以及建模等。本書分為兩部分，合計(jì)11章。第一部分（第1章至第5章）介紹半導(dǎo)體物理的基本原理，包括電子和光子及聲子、平衡狀態(tài)下的載流子統(tǒng)計(jì)學(xué)、載流子產(chǎn)生與復(fù)合、載流子漂移和擴(kuò)散、載流子運(yùn)動(dòng)以及PN結(jié)二極管，涵蓋能帶結(jié)構(gòu)、電子統(tǒng)計(jì)、載流子產(chǎn)生與復(fù)合、漂移和擴(kuò)散、多數(shù)載流子和少數(shù)載流子等相關(guān)知識(shí)。第二部分（第6章至第11章）分別講解肖特基二極管與歐姆接觸、硅表面與金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、長金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、短金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管以及雙極結(jié)晶體管，詳細(xì)探討各種器件的物理及操作原理。各章涵蓋了不理想性、二階效應(yīng)以及其他與實(shí)際器件相關(guān)的重要因素。全書的內(nèi)容架構(gòu)有利于學(xué)生的理論知識(shí)學(xué)習(xí)與未來工作實(shí)踐的銜接過渡。

Jesús A. del Alamo，美國麻省理工學(xué)院電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系Donner教授和電氣工程教授，同時(shí)也是麻省理工學(xué)院微系統(tǒng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任。于西班牙馬德里政治大學(xué)獲得電信工程師學(xué)位，并于斯坦福大學(xué)獲得電氣工程碩士和博士學(xué)位。長期從事于不同材料系統(tǒng)中的晶體管和其他電子設(shè)備的研究，取得多項(xiàng)重要成果；在麻省理工學(xué)院長期講授電子學(xué)、電子器件與電路，以及高級(jí)半導(dǎo)體器件物理相關(guān)的本科生和研究生課程，并獲得多項(xiàng)教學(xué)和成就獎(jiǎng)。

1  Electrons, Photons, and Phonons  電子、光子和聲子

1.1  Selected Concepts of Quantum Mechanics  量子力學(xué)的基本概念

1.1.1  The dual nature of the photon  光子的二重性

1.1.2  The dual nature of the electron  電子的二重性

1.1.3  Electrons in confined environments  密閉環(huán)境中的電子特性

1.2  Selected Concepts of Statistical Mechanics  統(tǒng)計(jì)力學(xué)的基本概念

1.2.1  Thermal motion and thermal energy  熱運(yùn)動(dòng)和熱能

1.2.2  Thermal equilibrium  熱平衡

1.2.3  Electron statistics  電子統(tǒng)計(jì)特性

1.3  Selected Concepts of Solid-State Physics  固體物理的基本概念

1.3.1  Bonds and bands  化學(xué)鍵和能帶

1.3.2  Metals, insulators, and semiconductors  金屬、絕緣體和半導(dǎo)體

1.3.3  Density of states   態(tài)密度

1.3.4  Lattice vibrations: phonons  晶格振動(dòng)：聲子

1.4  Summary  小結(jié)

1.5  Further reading  延展閱讀

Problems  習(xí)題

2  Carrier Statistics in Equilibrium  平衡狀態(tài)下的載流子統(tǒng)計(jì)特性

2.1  Conduction and Valence Bands; Bandgap; Holes  導(dǎo)帶和價(jià)帶，帶隙，空穴

2.2  Intrinsic Semiconductor  本征半導(dǎo)體

2.3  Extrinsic Semiconductor  非本征半導(dǎo)體

2.3.1  Donors and acceptors  施主和受主

2.3.2  Charge neutrality  電中性特點(diǎn)

2.3.3  Equilibrium carrier concentration in a doped semiconductor  摻雜半導(dǎo)體中的平衡載流子濃度

2.4  Carrier Statistics in Equilibrium  平衡狀態(tài)下的載流子統(tǒng)計(jì)特性

2.4.1  Conduction and valence band density of states  導(dǎo)帶和價(jià)帶的態(tài)密度

2.4.2  Equilibrium electron concentration  平衡電子濃度

2.4.3  Equilibrium hole concentration  平衡空穴濃度

2.4.4  np product in equilibrium  平衡狀態(tài)下的np積

2.4.5  Location of Fermi level  費(fèi)米能級(jí)的位置

2.5  Summary  小結(jié)

2.6  Further Reading  延展閱讀

AT2.1  Temperature Dependence of the Bandgap  帶隙的溫度依存性

AT2.2  Selected Properties of the Fermi-Dirac Integral  費(fèi)米–狄拉克積分的基本特性

AT2.3  Approximations for Strongly Degenerate Semiconductor  強(qiáng)簡并半導(dǎo)體的數(shù)學(xué)近似

AT2.4  Statistics of Donor and Acceptor Ionization  施主和受主電離的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)

AT2.5  Carrier Freeze-Out  載流子束縛態(tài)

AT2.6  Heavy-Doping Effects  重?fù)诫s效應(yīng)

AT2.6.1  The Mott transition  Mott轉(zhuǎn)移

AT2.6.2  Bandgap narrowing  帶隙變窄

Problems  習(xí)題

3  Carrier Generation and Recombination  載流子的產(chǎn)生與復(fù)合

3.1  Generation and Recombination Mechanisms  產(chǎn)生與復(fù)合機(jī)制

3.2  Thermal Equilibrium: Principle of Detailed Balance  熱平衡：精細(xì)平衡原理

3.3  Generation and Recombination Rates in Thermal Equilibrium  熱平衡下的產(chǎn)生率與復(fù)合率

3.3.1  Band-to-band optical generation and recombination  帶間光產(chǎn)生和光復(fù)合

3.3.2  Auger generation and recombination  俄歇產(chǎn)生與復(fù)合

3.3.3  Trap-assisted thermal generation and recombination  陷阱輔助的熱產(chǎn)生與復(fù)合

3.4  Generation and Recombination Rates Outside Equilibrium  非平衡條件下的產(chǎn)生與復(fù)合

3.4.1  Quasi-neutral low-level injection; recombination lifetime  準(zhǔn)中性低濃度注入，復(fù)合壽命

3.4.2  Extraction; generation lifetime  提取和產(chǎn)生壽命

3.5  Dynamics of Excess Carriers in Uniform Situations  均勻條件下的過剩載流子動(dòng)力學(xué)

3.5.1  Example 1: Turn-on transient  例1：開瞬態(tài)

3.5.2  Example 2: Turn-off transient  例2：關(guān)瞬態(tài)

3.5.3  Example 3: A pulse of light  例3：一個(gè)光脈沖

3.6  Surface Generation and Recombination  表面產(chǎn)生與復(fù)合

3.7  Summary  小結(jié)

3.8  Further Reading  延展閱讀

AT3.1  Shockley–Read–Hall Model  肖克利–里德–霍爾模型

AT3.1.1  Recombination lifetime  復(fù)合壽命

AT3.1.2  Generation lifetime  產(chǎn)生壽命

AT3.2  High-Level Injection  高濃度注入

Problems  習(xí)題

4  Carrier Drift and Diffusion  載流子的漂移和擴(kuò)散

4.1  Thermal Motion  熱運(yùn)動(dòng)

4.1.1  Thermal velocity  熱運(yùn)動(dòng)速率

4.1.2  Scattering  散射

4.2  Drift  漂移

4.2.1  Drift velocity  漂移速率

4.2.2  Velocity saturation  速率飽和

4.2.3  Drift current  漂移電流

4.2.4  Energy band diagram under electric field  電場作用下的能帶圖

4.3  Diffusion  擴(kuò)散

4.3.1  Fick’s first law  菲克第一定律

4.3.2  The Einstein relation  愛因斯坦關(guān)系

4.3.3  Diffusion current  擴(kuò)散電流

4.4  Transit Time  渡越時(shí)間

4.5  Nonuniformly Doped Semiconductor in Thermal Equilibrium  熱平衡下的非均勻摻雜半導(dǎo)體

4.5.1  Gauss’law  高斯定律

4.5.2  The Boltzmann relations  玻爾茲曼關(guān)系

4.5.3  Equilibrium carrier concentration  平衡載流子濃度

4.6  Quasi-Fermi Levels and Quasi-Equilibrium  準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)與準(zhǔn)平衡態(tài)

4.7  Summary  小結(jié)

4.8  Further Reading  延展閱讀

AT4.1  Selected Properties of the Gamma Function  伽馬函數(shù)的基本性質(zhì)

AT4.2  Hot Carrier Effects  熱載流子效應(yīng)

AT4.2.1  Energy relaxation versus momentum relaxation  能量弛豫和動(dòng)量弛豫

AT4.2.2  Hot-electron transport  熱電子輸運(yùn)

AT4.2.3  Impact ionization  碰撞電離

Problems  習(xí)題

5  Carrier Flow  載流子運(yùn)動(dòng)

5.1  Continuity Equations  連續(xù)性方程

5.2  Surface Continuity Equations  表面連續(xù)性方程

5.2.1  Free surface  自由表面

5.2.2  Ohmic contact  歐姆接觸

5.3  Shockley Equations  肖克利公式

5.4  Simplifications of Shockley Equations to One-