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第一篇 微波半导体器件1

目录1

第一章 体效应器件3

§1.1体效应器件概述3

§1.2转移电子效应4

1.2.1n型砷化镓的双谷能带结构5

1.2.2双谷能带结构的负微分迁移率5

1.2.3n型砷化镓的速－场特性7

1.3.1负微分迁移率介质中的空间电荷扰动8

§1.3负微分迁移率介质中的电子动力学8

1.3.2空间电荷积累层9

1.3.3空间电荷偶极层－畴的概念10

1.3.4基本工作模式及其判据12

§1.4高场畴13

1.4.1高场畴形成的进一步分析13

1.4.2稳态畴的几个问题15

1.4.3畴的功率转换19

§1.5振荡模式20

§1.6设计和工艺考虑23

结束语25

第二章 雪崩二极管26

§2.1饱和漂移速度和碰撞电离26

2.1.1饱和漂移速度26

2.1.2高电场下载流子的碰撞电离27

§2.2基本工作原理28

§2.3里德二极管的小信号分析30

§2.4一般雪崩二极管的小信号分析结果37

§2.5大信号分析38

2.5.1大信号下的空间电荷效应39

2.5.2效率的估算40

§2.6设计和工艺考虑42

2.6.1掺杂结构的比较42

2.6.2半导体材料的选择44

2.6.3外延层参数的确定44

2.6.5频率换算关系46

2.6.4结面积的选取46

2.6.6主要工艺47

结束语47

第三章 微波晶体管49

§3.1微波双极晶体管的等效电路及高频参数49

3.1.1等效电路49

3.1.2散射参数50

3.1.3微波双极晶体管的优值51

3.1.4基极电阻和集电结电容53

§3.2微波双极晶体管的特征频率55

§3.3微波双极晶体管的设计考虑60

§3.4砷化镓肖特基势垒栅场效应晶体管64

第四章 其他微波半导体器件68

§4.1变容二极管68

4.1.1等效电路和主要参数68

4.1.2设计和工艺71

§4.2肖特基势垒二极管73

4.2.1肖特基势垒74

4.2.2等效电路76

4.2.3混频二极管的主要参数78

4.2.4设计考虑80

4.2.5势垒制备工艺83

第二篇 光电子器件86

第五章 注入式电致发光器86

§5.1概述86

5.1.1发光二极管的发展86

5.1.2发光二极管的特点与用途86

5.1.3发光二极管的缺点与改进方向87

§5.2半导体发光原理88

5.2.1少子的注入效应及结区发光88

5.2.2复合机理89

5.2.3GaP的发光原理94

5.2.4GaAs1-xPx的发光原理95

§5.3发光二极管的设计考虑96

5.3.1p-n结96

5.2.5红外上转换磷光体的发光原理96

5.3.2场效应p-n结发光98

§5.4发光二极管的制造工艺98

§5.5发光二极管的效率及特性参数101

5.5.1发光二极管的效率101

5.5.2发光二极管的各种特性104

§5.6发光二极管的进展（结束语）107

§6.1太阳电池的工作原理及基本特性110

第六章 太阳电池110

§6.2光谱响应113

§6.3限制太阳电池性能的一些因素及改进措施115

§6.4其它提高转换效率的方法118

§6.5使太阳电池成本降低寿命延长的途径120

第七章 光电探测器122

§7.1光电导体123

§7.2耗尽层光电二极管127

7.2.1概述127

7.2.2P-i-n光电二极管128

7.2.4金属－半导体光电二极管129

7.2.3p-n结光电二极管129

7.2.5异质结光电二极管132

§7.3雪崩光电二极管132

§7.4光子牵引探测器136

§7.5光电探测器的材料与器件特性137

§7.6列阵与集成探测器146

结束语146

8.1.1概述147

第八章 半导体激光器147

§8.1半导体激光器原理147

8.1.2半导体受激发射条件150

8.1.3半导体激光器的受激发射的阈值条件和阈值电流密度153

§8.2半导体激光器的特性154

8.2.1阈值性质及阈值电流的测定154

8.2.2功率输出和转换效率155

8.2.3光谱性质157

8.2.4光束空间分布158

8.2.5GaAs激光器的损伤和老化159

§8.3GaAs-Ga1-xA1xAs异质结激光器160

8.3.1能带结构和载流子，光波的限制作用160

8.3.2室温连续工作的双异质结激光器162

8.3.3分别限制双异质结激光器163

8.3.4室温连续工作条件164

8.3.5条形激光器的模式165

8.3.6双异质结激光器室温连续工作的寿命问题165

结束语167

第三篇 其它半导体器件169

第九章 电荷耦合器件169

§9.1概述169

§9.2CCD工作原理170

§9.3CCD的主要参数175

§9.4CCD的基本结构与工艺179

§9.5电荷耦合器件的主要应用183

§10.1概述185

第十章 可控硅整流器件185

§10.2可控硅的结构和制造工艺简介186

§10.3可控硅的一般工作原理188

10.3.1可控硅的正向伏安特性188

10.3.2可控硅的反向伏安特性191

10.3.3可控硅的控制极特性192

§10.4可控硅的开通和通态压降194

10.4.1可控硅的开通时间196

10.4.2可控硅的通态压降198

§11.1概述200

第十一章 单结晶体管200

§11.2单结晶体管的工作特性201

11.2.1发射极特性201

11.2.2基极间直流特性203

11.2.3小注入下的分析204

11.2.4大注入下的分析205

11.2.5单结晶体管的主要参数206

§11.3单结晶体管的结构208

§11.4单结晶体管的制造方法210