【正文】 。反騙電壓（n區(qū)相對于p區(qū)為正）增加了勢壘的高度，增加了空間電荷區(qū)的寬度，并且增強了電場。隨著反偏電壓的改變，耗盡區(qū)內(nèi)的電荷數(shù)量也改變。這個隨電壓改變的電荷量可以用來描述pn結(jié)的勢壘電容。線性緩變結(jié)是非均勻摻雜結(jié)的典型代表。本章我們推導(dǎo)出了有關(guān)線性緩變結(jié)的電場，內(nèi)建電勢差，勢壘電容的表達式。這些函數(shù)表達式與均勻摻雜結(jié)的情況是不同的 8 特定的摻雜曲線可以用來實現(xiàn)特定的電容特性。超突變結(jié)是一種摻雜濃度從冶金結(jié)處開始下降的特殊pn結(jié)。這種結(jié)非常適用于制作諧振電路中的變?nèi)荻O管。重要術(shù)語解釋突變結(jié)近似：認為從中性半導(dǎo)體區(qū)到空間電荷區(qū)的空間電荷密度有一個突然的不連續(xù) 內(nèi)建電勢差：熱平衡狀態(tài)下pn結(jié)內(nèi)p區(qū)與n區(qū)的靜電電勢差。耗盡層電容：勢壘電容的另一種表達式 耗盡區(qū)：空間電荷區(qū)的另一種表達超變突結(jié)：一種為了實現(xiàn)特殊電容－電壓特性而進行冶金結(jié)處高摻雜的pn結(jié)，其特點為pn結(jié)一側(cè)的摻雜濃度由冶金結(jié)處開始下降 勢壘電容（結(jié)電容）：反向偏置下pn結(jié)的電容線性緩變結(jié)：冶金結(jié)兩側(cè)的摻雜濃度可以由線性分布近似的pn結(jié) 冶金結(jié)：pn結(jié)內(nèi)p型摻雜與n型摻雜的分界面。單邊突變結(jié)：冶金結(jié)一側(cè)的摻雜濃度遠大于另一側(cè)的摻雜濃度的pn結(jié)反偏：pn結(jié)的n區(qū)相對于p區(qū)加正電壓，從而使p區(qū)與n區(qū)之間勢壘的大小超過熱平衡狀態(tài)時勢壘的大小 空間電荷區(qū)：冶金結(jié)兩側(cè)由于n區(qū)內(nèi)施主電離和p區(qū)內(nèi)受主電離而形成的帶凈正電與負電的區(qū)域空間電荷區(qū)寬度：空間電荷區(qū)延伸到p區(qū)與n區(qū)內(nèi)的距離，它是摻雜濃度與外加電壓的函數(shù) 變?nèi)荻O管：電容隨著外加電壓的改變而改變的二極管。第八章 pn結(jié)二極管 小結(jié) 當pn結(jié)外加正偏電壓時（p區(qū)相對與n區(qū)為正），pn結(jié)內(nèi)部的勢壘就會降低，于是p區(qū)空穴與n區(qū)電子就會穿過空間電荷區(qū)流向相應(yīng)的區(qū)域 本章推導(dǎo)出了與n區(qū)空間電荷區(qū)邊緣處的少子空穴濃度和p區(qū)空間電荷區(qū)邊緣處的少子濃度相關(guān)的邊界條件 注入到n區(qū)內(nèi)的空穴與注入到p區(qū)內(nèi)的電子成為相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的過剩少子。過剩少子的行為由第六章中推導(dǎo)的雙極輸運方程來描述。求出雙極輸運方程的解并將邊界條件代入，就可以求出n區(qū)與p區(qū)內(nèi)穩(wěn)態(tài)少數(shù)載流子的濃度分布 由于少子濃度梯度的存在，pn結(jié)內(nèi)存在少子擴散電流。少子擴散電流產(chǎn)生了pn結(jié)二極管的理想電流－電壓關(guān)系 本章得出了pn結(jié)二極管的小信號模型。最重要的兩個參數(shù)是擴散電阻與擴散電容 反偏pn結(jié)的空間電荷區(qū)內(nèi)產(chǎn)生了過剩載流子。在電場的作用下，這些載流子被掃處了空間電荷區(qū)，形成反偏產(chǎn)生電流。產(chǎn)生電流是二極管反偏電流的一個組成部分。Pn結(jié)正偏時，穿過空間電荷區(qū)的過剩載流子可能發(fā)生復(fù)合，產(chǎn)生正偏復(fù)合電流。復(fù)合電流是pn結(jié)正偏電流的另一個組成部分 當pn結(jié)的外加反偏電壓足夠大時，就會發(fā)生雪崩擊穿。此時，pn結(jié)體內(nèi)產(chǎn)生一個較大的反偏電流。擊穿電壓為pn結(jié)摻雜濃度的函數(shù)。在單邊pn結(jié)中，擊穿電壓是低摻雜一側(cè)摻雜濃度的函數(shù) 當pn結(jié)由正偏狀態(tài)轉(zhuǎn)換到反偏狀態(tài)時，pn結(jié)內(nèi)存儲的過剩少數(shù)載流子會被移走，即電容放電。放電時間稱為存儲時間，它是二極管 開關(guān)速度的一個限制因素 重要術(shù)語解釋 雪崩擊穿：電子和空穴穿越空間電荷區(qū)時，與空間電荷區(qū)內(nèi)原子的電子發(fā)生碰撞產(chǎn)生電子－空穴對，在pn結(jié)內(nèi)形成一股很大的反偏電流，這個過程就稱為雪崩擊穿。載流子注入：外加偏壓時，pn結(jié)體內(nèi)載流子穿過空間電荷區(qū)進入p區(qū)或n區(qū)的過程 臨界電場：發(fā)生擊穿時pn結(jié)空間電荷區(qū)的最大電場強度 擴散電容：正偏pn結(jié)內(nèi)由于少子的存儲效應(yīng)而形成的電容 擴散電導(dǎo)：正偏pn結(jié)的低頻小信號正弦電流與電壓的比值 擴散電阻：擴散電導(dǎo)的倒數(shù)正偏：p區(qū)相對于n區(qū)加正電壓。此時結(jié)兩側(cè)的電勢差要低于熱平衡時的值 產(chǎn)生電流：pn結(jié)空間電荷區(qū)內(nèi)由于電子－空穴對熱產(chǎn)生效應(yīng)形成的反偏電流 場二極管：電中性p區(qū)與n區(qū)的長度大于少子擴散長度的二極管。復(fù)合電流：穿越空間電荷區(qū)時發(fā)生復(fù)合的電子與空穴所產(chǎn)生的正偏pn結(jié)電流 反向飽和電流：電中性p區(qū)與n區(qū)中至少有一個區(qū)的長度小于少子擴散長度的pn結(jié)二極管。存儲時間：當pn結(jié)二極管由正偏變?yōu)榉雌珪r，空間電荷區(qū)邊緣的過剩少子濃度由穩(wěn)態(tài)值變成零所用的時間 第九章 小結(jié)：輕參雜半導(dǎo)體上的金屬可以和半導(dǎo)體形成整流接觸，這種接觸稱為肖特基勢壘二極管。金屬與半導(dǎo)體間的理想勢壘高度會因金屬功函數(shù)和半導(dǎo)體的電子親和能的不同而不同。當在n型半導(dǎo)體和金屬之間加上一個正電壓是（即反偏），半導(dǎo)體與金屬之間的勢壘增加，因此基本上沒有載流子的流動。當金屬與n型半導(dǎo)體間加上一個正電壓時（即正偏），半導(dǎo)體與金屬間的勢壘降低，因此電子很容易從半導(dǎo)體流向金屬，這種現(xiàn)象稱為熱電子發(fā)射。肖特基勢壘二極管的理想iv關(guān)系與pn結(jié)二極管的相同。然而，電流值的數(shù)量級與pn結(jié)二極管的不同，肖特基二極管的開關(guān)速度要快一些。另外，肖特基二極管的反向飽和電流比pn結(jié)的大，所以在達到與pn結(jié)二極管一樣的電流時，肖特基二極管需要的正的偏壓要低。金屬半導(dǎo)體也可能想成歐姆接觸，這種接觸的接觸電阻很低，是的結(jié)兩邊導(dǎo)通時結(jié)兩邊的壓降很小。兩種不同能帶系的半導(dǎo)體材料可以形成半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)。異質(zhì)結(jié)一個有用的特性就是能在表面形成勢壘。在與表面垂直的方向上，電子的活動會受到勢肼的限制，但電子在其他的兩個方向可以自由的流動。重要術(shù)語解釋：反型異質(zhì)結(jié)：參雜劑在冶金結(jié)處變化的異質(zhì)結(jié)。電子親和規(guī)則：這個規(guī)則是指，在一個理想的異質(zhì)結(jié)中，導(dǎo)帶處的不連續(xù)性是由于兩種半導(dǎo)體材料的電子親和能是不同的引起的。異質(zhì)結(jié)：兩種不同的半導(dǎo)體材料接觸形成的結(jié)。鏡像力降低效應(yīng)：由于電場引起的金屬半導(dǎo)體接觸處勢壘峰值降低的現(xiàn)象。同型異質(zhì)結(jié)：參雜劑在冶金結(jié)處不變的異質(zhì)結(jié)。歐姆接觸：金屬半導(dǎo)體接觸電阻很低，且在結(jié)兩邊都能形成電流的接觸。理查德森常數(shù)：肖特基二極管中的IV關(guān)系中的一個參數(shù)A*。肖特基勢壘高度：金屬半導(dǎo)體結(jié)中從金屬到半導(dǎo)體的勢壘Φbn。肖特基效應(yīng)：鏡像力降低效應(yīng)的另一種形式。單位接觸電阻：金屬半導(dǎo)體接觸的JV曲線在V=0是的斜率的倒數(shù)。熱電子發(fā)射效應(yīng)：載流子具有足夠的熱能時，電荷流過勢壘的過程。隧道勢壘：一個薄勢壘，在勢壘中，其主要作用的電流是隧道電流。二維電子氣：電子堆積在異質(zhì)結(jié)表面的勢肼中，但可以沿著其他兩個方向自由流動。第十章 小結(jié)：有兩種類型的的雙極晶體管，即npn和pnp型。每一個晶體管都有三個不同的參雜區(qū)和兩個pn結(jié)。中心區(qū)域（基區(qū)）非常窄，所以這兩個結(jié)成為相互作用結(jié)。晶體管工作于正向有源區(qū)時，BE結(jié)正偏，BC結(jié)反偏。發(fā)射區(qū)中的多子注入基區(qū)，在那里，他們變成少子。少子擴散過基區(qū)進入BC結(jié)空間電荷區(qū)，在那里，他們被掃入集電區(qū)。當晶體管工作再正向有源區(qū)時，晶體管一端的電流（集電極電流）受另外兩個端點所施加的電壓（BE結(jié)電壓）的控制。這就是其基本的工作原理。晶體管的三個擴散區(qū)有不同的少子濃度分布。器件中主要的電流由這些少子的擴散決定。共發(fā)射極電流增益是三個因子的函數(shù)發(fā)射極注入效率系數(shù)，基區(qū)輸運系數(shù)和復(fù)合系數(shù)。發(fā)射極注入效率考慮了從基區(qū)注入到發(fā)射區(qū)的載流子，基區(qū)輸運系數(shù)反映了載流子在基區(qū)的復(fù)合，復(fù)合系數(shù)反映了載流子在正偏發(fā)射結(jié)內(nèi)部的復(fù)合?？紤]了幾個非理想效應(yīng)：，說著說是厄爾利效應(yīng)中性基區(qū)寬度隨BC結(jié)電壓變化而發(fā)生變化，于是集電極電流隨BC結(jié)或CE結(jié)電壓變化而變化。，有助于少子度越基區(qū)。晶體管的三種等效電路或者數(shù)學模型。EM模型和等效電路對于晶體管的所有工作模式均適用?；鶇^(qū)為非均勻摻雜時使用GP模型很方便。小信號HP模型適用于線性放大電路的正向有源晶體管。晶體管的截止頻率是表征晶體管品質(zhì)的一個重要參數(shù)，他是共發(fā)射極電流增益的幅值變?yōu)?時的頻率。頻率響應(yīng)是EB結(jié)電容充電時間、基區(qū)度越時間、集電結(jié)耗盡區(qū)度越時間和集電結(jié)電容充電時間的函數(shù)。雖然開關(guān)應(yīng)用涉及到電流和電壓較大的變化，但晶體管的開關(guān)特性和頻率上限直接相關(guān)，開關(guān)特性的一個重要的參數(shù)是點和存儲時間，它反映了晶體管有飽和態(tài)轉(zhuǎn)變變成截止態(tài)的快慢。重要術(shù)語解釋：a截止頻率：共基極電流增益幅值變?yōu)槠涞皖l值的1根號2時的頻率，就是截止頻率。禁帶變窄：隨著發(fā)射區(qū)中摻雜，禁帶的寬度減小?；鶇^(qū)渡越時間：少子通過中性基區(qū)所用的時間。基區(qū)輸運系數(shù)：共基極電流增益中的一個系數(shù)，體現(xiàn)了中性基區(qū)中載流子的復(fù)合?；鶇^(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)：隨CE結(jié)電壓或CB結(jié)電壓的變化，中性基區(qū)寬度的變化。B截止效率：共發(fā)射極電流增益幅值下降到其頻值的1根號2時的頻率。集電結(jié)電容充電時間：隨發(fā)射極電流變化，BC結(jié)空間電荷區(qū)和急電區(qū)襯底結(jié)空間電荷區(qū)寬度發(fā)生變化的時間常數(shù)。集電結(jié)耗盡區(qū)渡越時間：載流子被掃過BC結(jié)空間電荷區(qū)所需的時間。共基極電流增益：集電極電流與發(fā)射極電流之比。共發(fā)射極電流增益：集電極電流與基極電流之比。1電流集邊：基極串聯(lián)電阻的橫向壓降使得發(fā)射結(jié)電流為非均勻值。1截止：晶體管兩個結(jié)均加零偏或反偏時，晶體管電流為零的工作狀態(tài)。1截止頻率：共發(fā)射極電流增益的幅值為1時的頻率。1厄爾利電壓：反向延長晶體管的IV特性曲線與電壓軸交點的電壓的絕對值。1EB結(jié)電容充電時間：發(fā)射極電流的變化引起B(yǎng)E結(jié)空間電荷區(qū)寬度變化所需的時間。1發(fā)射極注入效率系數(shù)：共基極電流增益的一個系數(shù)，描述了載流子從基區(qū)向發(fā)射區(qū)的注入。1正向有源：BE結(jié)正偏、BC結(jié)反偏時的工作模式。1反向有源：BE結(jié)反偏、BC結(jié)正偏時的工作模式。1輸出電導(dǎo)：集電極電流對CE兩端電壓的微分之比。這一章討論了MOSFET的基本物理結(jié)構(gòu)和特性MOSFET的核心為MOS電容器。與氧化物半導(dǎo)體界面相鄰的半導(dǎo)體能帶是玩去的，他由加載MOS電容器上的電壓決定。表面處導(dǎo)帶和價帶相對于費米能級的位置是MOS電容器電壓的函數(shù)。氧化層半導(dǎo)體界面處的半導(dǎo)體表面可通過施加正偏柵壓由到發(fā)生反型，或者通過施加負柵壓由n型到p型發(fā)生發(fā)型。因此在于氧化層相鄰處產(chǎn)生了反型層流動電荷?；綧OS場效應(yīng)原理是有反型層電荷密度的調(diào)制作用體現(xiàn)的討論了MOS電容器的CV特性。例如，等價氧化層陷阱電荷密度和界面態(tài)密度可由CV測量方法決定兩類基本的MOSFET為n溝和p溝，n溝中的電流由反型層電子的流動形成，p溝中的電流由反型層空穴流動形成。這兩類器件都可以是增強型的，通常情況下器件是關(guān)的，需施加一個柵壓才能使器件開啟；也可以是耗盡型的，此時在通常情況下器件是開的，需施加一個柵壓才能使器件關(guān)閉平帶電壓是滿足條件時所加的柵壓，這時導(dǎo)帶和價帶不發(fā)生彎曲，并且半導(dǎo)體中沒有空間電荷區(qū)。平帶電壓時金屬氧化層勢壘的高度、半導(dǎo)體氧化層勢壘高度以及固定氧化層陷阱電荷數(shù)量的函數(shù)閾值電壓是指半導(dǎo)體表面達到閾值反型點時所加的柵壓，此時反型層電荷密度的大小等于半導(dǎo)體摻雜濃度。閾值電壓是平帶電壓、半導(dǎo)體摻雜濃度和氧化層厚度的函數(shù)。MOSFET中的電流是由反型層載流子在漏源之間的流動形成的。反型層電荷密度和溝道電導(dǎo)是由柵壓控制，這意味著溝道電流被柵壓控制當晶體管偏置在非飽和區(qū)（VDSVDS(sat)）時，反型電荷密度在漏端附近被夾斷，此時理想漏電流僅是柵源電壓的函數(shù)實際的MOSFET是一個四端器件，在襯底或體為第四端。隨著反偏源襯底電壓的增加，閾值電壓增大。在源端和襯底不存在電學連接的集成電路中，襯底偏置效應(yīng)變得很重要。討論了含有電容的MOSFET小信號等效電路。分析了影響頻率限制的MOSFET的一些物理因素。特別的，由于密勒效應(yīng)，漏源交替電容成為了MOSFET頻率響應(yīng)的一個制約罌粟。作為器件頻率響應(yīng)的一個特點，截止頻率反比于溝道長度，因此，溝道長度的減小將導(dǎo)致MOSFET頻率性能的提高簡要討論了n溝和p溝器件制作在同一塊芯片上的CMOS技術(shù)。被電學絕緣的p型和n型襯底區(qū)時電容兩類晶體管的必要條件。有不同的工藝來實現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)。CMOS結(jié)構(gòu)中遇到的一個潛在問題是閂鎖現(xiàn)象，即可能發(fā)生在四層pnpn結(jié)構(gòu)中的高電流、低電壓情況重要術(shù)語解釋對基層電荷：由于熱平衡載流子濃度過剩而在氧化層下面產(chǎn)生的電荷 體電荷效應(yīng)：由于漏源電壓改變而引起的沿溝道長度方向上的空間電荷寬度改變所導(dǎo)致的漏電流偏離理想情況溝道電導(dǎo)：當VDS174。0時漏電流與漏源電壓改變的過程CMOS：互補MOS；將p溝和n溝器件制作在同一芯片上的電路工藝 截至頻率：輸入交流柵電流等于輸處交流漏電流時的信號頻率 耗盡型MOSFET：必須施加柵電壓才能關(guān)閉的一類MOSFET 增強型MOSFET：鼻血施加柵電壓才能開啟的一類MOSFET 等價固定氧化層電荷：與氧化層－半導(dǎo)體界面緊鄰的氧化層中的有效固定電荷，用Q39。SS表示。平帶電壓：平帶條件發(fā)生時所加的柵壓，此時在氧化層下面的半導(dǎo)體中沒有空閑電荷區(qū) 柵電容充電時間：由于柵極信號變化引起的輸入柵電容的充電或放電時間 界面態(tài)：氧化層－半導(dǎo)體界面處禁帶寬度中允許的電子能態(tài)反型層電荷：氧化層下面產(chǎn)生的電荷，它們與半導(dǎo)體摻雜的類型是相反的 反型層遷移率：反型層中載流子的遷移率閂鎖：比如在CMOS電路中那樣，可能發(fā)生在四層pnpn結(jié)構(gòu)中的高電流 低電壓現(xiàn)象 最大空間電荷區(qū)寬度：閾值反型時氧化層下面的空間電荷區(qū)寬度金屬－半導(dǎo)體功函數(shù)差：金屬功函數(shù)和電子親和能之差的函數(shù)，用fms表示臨界反型：當柵壓接近或等于閾值電壓時空間電荷寬度的微弱改變，并且反型層電荷密度等于摻雜濃度時的情形柵氧化層電容：氧化層介電常數(shù)與氧化層厚度之比，表示的是單位面積的電容，記為Cox 飽和：在漏端反型電荷密度為零且漏電流不再是漏源電壓的函數(shù)的情形 強反型：反型電荷密度大于摻雜濃度時的情形 閾值反型點：反型電荷密度等于摻雜濃度時的情形 閾值電壓：達到閾值反型點所需的柵壓跨導(dǎo)：漏電流ude該變量與其對應(yīng)的柵壓該變量之比 弱反型：反型電流密度小于摻雜濃度時的情形第十二章小結(jié)：1.、亞閾值電導(dǎo)是指在MOSFET中當柵源電壓小于閾值電壓時漏電流不為零。這種情況下，晶體管被偏置在弱反型模式下，漏電流有擴散機制而非漂移機制控制。亞閾值電導(dǎo)可以在集成電路中產(chǎn)生一個較明顯的靜態(tài)偏置電流。當MOSEFT工作于飽和區(qū)時，由于漏極處的耗盡區(qū)進入溝道區(qū)，有效溝道長度會隨著漏電壓的增大而減小。漏電流與溝道長度成反比，成為漏源