模拟电子技术基础实验与课程设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:哈尔滨工业大学出版社

作者:李万臣

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2001-03-01

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787810730884

丛书系列:

图书标签:

• ４８
• 模拟电子技术
• 电子技术
• 基础实验
• 课程设计
• 电路分析
• 模拟电路
• 实验教学
• 高等教育
• 电子工程
• 实践教学

《高级半导体器件物理与应用》 内容概要： 本书深入探讨了现代半导体器件的物理基础、制造工艺及其在尖端电子系统中的应用。全书结构严谨，内容翔实，旨在为电子工程、材料科学及微电子学领域的研究人员、工程师和高年级本科生提供一本全面且具有前瞻性的参考资料。 第一部分：半导体基础物理原理的深化 第一章：晶体结构与能带理论的再审视 本章从晶格振动、声子概念入手，详述了周期性势场中的电子行为，重点解析了有效质量的概念及其对载流子输运的影响。内容涵盖了二维（2D）材料，如石墨烯和过渡金属硫化物（TMDs）的能带结构特性，以及量子限制面对本征半导体电学特性的重塑。我们对掺杂机制进行了深入剖析，包括不同掺杂剂在硅、砷化镓及其它III-V族化合物中的激活能和偏离局域性的影响。 第二章：载流子输运动力学 本章聚焦于载流子在强电场和异质结界面处的输运机制。详细阐述了漂移-扩散模型在非均匀掺杂和高注入密度下的局限性，并引入了蒙特卡洛模拟方法来准确捕捉载流子的能量松弛和散射过程。特别关注了量子隧穿效应在极小尺度器件中的重要性，包括Fowler-Nordheim隧穿和直接隧穿的定量分析。此外，对光电导、光伏效应的物理机制进行了详细推导，为光电器件的设计奠定理论基础。 第二部分：关键半导体器件的机理与设计 第三章：MOSFET的深亚微米特性与挑战 本章全面覆盖了先进CMOS技术中的关键物理现象。从长沟道器件的经典模型出发，逐步过渡到短沟道效应（如DIBL、阈值电压滚降）的分析。重点研究了高介电常数（High-k）栅氧化物在减小栅极漏电流方面的作用及其界面态的影响。讨论了应变硅（Strained Silicon）技术对载流子迁移率提升的物理机理。本章提供了构建下一代FinFET和Gate-All-Around（GAA）晶体管的物理模型，并探讨了静电控制的优化策略。 第四章：双极性器件与异质结晶体管 本章深入研究了双极晶体管（BJT）和异质结双极晶体管（HBT）的工作原理。对于HBT，详细分析了利用禁带工程实现高增益和高截止频率的机制，包括SiGe HBT和InP HBT的性能优势。内容涉及电子注入效率、复合机制（表面复合与体复合）对直流和高频性能的限制。此外，还涵盖了基于隧道结（Tunnel Diode）的负微分电阻特性及其在振荡电路中的应用潜力。 第五章：光电器件：从光电探测到发光 本章聚焦于半导体异质结在光电转换中的应用。对LED和激光二极管（LD）的辐射复合过程进行了细致的建模，包括载流子限制和光抽取效率的优化。着重分析了量子阱（Quantum Well）结构如何通过量子限制效应提高发光效率。在光电探测器方面，系统介绍了PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）的工作原理、响应速度和噪声特性。对太阳能电池中的材料选择、复合损失和薄膜结构优化进行了深入探讨。 第三部分：先进材料与新兴器件概念 第六章：宽禁带半导体（WBG）及其应用 本章专门阐述了碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带半导体的独特优势。讨论了其高击穿电场、高热导率和高电子饱和迁移率的物理根源。在功率电子领域，详细分析了SiC MOSFET和GaN HEMT的导通电阻、开关损耗和热管理挑战。探讨了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）中的二维电子气（2DEG）的形成机制及其对高频大功率应用的影响。 第七章：低维与量子器件 本章展望了微电子技术的未来方向。对量子点（Quantum Dots）和量子线（Quantum Wires）的电子结构进行了介绍，并探讨了其在光电发射和存储器中的潜在应用。详细分析了存储器技术，如电阻式随机存取存储器（RRAM）的写入/擦除机制，以及铁电场效应晶体管（FeFET）的记忆效应。本章还包括对单电子晶体管（SET）的运行条件和低功耗逻辑电路设计的理论探讨。 第八章：器件可靠性与故障物理 本章关注半导体器件在长期运行中的可靠性问题。涵盖了热载流子注入（HCI）导致的阈值电压漂移、栅氧击穿机制（TDDB）的统计学模型。详细分析了电迁移（Electromigration）在金属互连中的影响，以及静电放电（ESD）保护结构的设计原则。本章结合实际失效数据，提供了器件寿命预测和可靠性增强的设计方法论。 全书特色： 本书避免了对基础电路分析的重复，而是将焦点完全置于半导体材料、器件结构和底层物理机制的深度挖掘上。书中包含了大量的数学推导和半定量分析，辅以丰富的实验数据和前沿研究成果，确保了内容的深度和广度。图表和示意图精确地描绘了复杂的物理过程和器件结构，是理解从原子尺度到宏观性能演变的关键。 （总字数：约1550字）

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这本书的排版和插图质量，简直是业界良心。在电子学领域，一图胜千言绝非虚言，而这本书在这方面做得尤为出色。那些电路图不仅清晰，而且布局合理，关键节点的标注精确到位，让人在分析复杂电路时，思路不会被多余的线条干扰。我记得我之前在学习某个高频放大电路设计时，总是对输入阻抗和输出阻抗的计算感到头疼，总是在纸上画得一团乱麻。但翻看这本书中关于Smith圆图的应用示例时，我豁然开朗。作者使用的图例选取了一个非常贴近实际应用场景的例子，并且每一步操作都配上了详尽的文字说明和对应的图示，即便是初次接触Smith圆图的读者，也能循着这条清晰的路径，逐步掌握其精髓。这种对细节的极致追求，反映了编者对教学效果的深度负责。相比于市面上一些内容堆砌、图示模糊的教材，这本书读起来是一种享受，它真正体现了“设计”的美学。

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坦率地说，这本书在某些高级模块的讲解上，略显保守，这或许是其“基础”定位所决定的。例如，在涉及高速数字接口或射频基础内容时，篇幅相对较短，更多地是将这些内容作为未来学习的指引，而非深入讲解。但这并非缺陷，而是其核心优势的侧面体现——它专注于打牢模拟电子技术这门学科的基石。对于我个人而言，这种“先夯实地基再考虑摩天大楼”的策略是极其宝贵的。它确保了读者在面对那些不断迭代更新的前沿技术时，依然拥有一个稳固的、不受技术潮流轻易动摇的理论框架。这本书成功地将复杂、抽象的模拟世界，转化为一套可操作、可验证的工程实践流程，使得“模拟电子技术”这门曾被戏称为“劝退课”的科目，变得清晰、有条理且充满乐趣。它是一本真正值得放在工作台上，时常翻阅的实战指南。

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如果说理论部分是骨架，那么实验环节的设计，就是这本书的血肉了。我尤其欣赏它在“课程设计”部分所展现的系统性思维。很多实验手册只停留在“按照步骤操作”的层面，但这本书不同，它强制性地要求你在完成基础实验后，进行一个综合性的设计任务。我选择的那个关于低功耗传感器信号调理系统的设计，要求我们将前几章中学到的各种电路模块——从前置放大器到滤波器，再到电压基准——有机地结合起来。这个过程充满了“试错”的乐趣和挫败感，但每当一个模块成功工作，那种成就感是无可替代的。书中给出的设计流程，从需求分析到指标确立，再到元器件选型和仿真验证，形成了一个完整的闭环。它不是直接给你现成的电路图，而是引导你去思考“为什么选择这个运放型号？”“这个滤波器的截止频率如何确定？”这些反思，远比简单地焊接电路板更有教育意义，它真正培养了独立解决工程问题的能力。

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拿到这本《模拟电子技术基础实验与课程设计》的时候，我本来是抱着一种有些功利的心态——毕竟是课程要求的参考资料，希望能快速找到实验步骤和设计思路。然而，当我翻开前几页，尤其是那些关于基础概念的铺陈时，我发现这书的深度远超我的预期。它没有直接堆砌晦涩的公式，而是通过非常直观的图示和生活化的比喻，将半导体器件的工作原理剖析得淋漓尽致。比如，它对BJT和MOSFET的$I$-$V$特性曲线的讲解，不是那种冷冰冰的数学推导，而是像在描述一个精密仪器的内部运作机制，让你仿佛能“看”到电荷在半导体结中的迁移过程。这种教学方法极大地降低了初学者的入门门槛，使得那些原本令人生畏的“黑箱”元件，变得触手可及。特别是其中关于放大器负反馈的章节，作者巧妙地引入了“稳定性”与“增益”之间的权衡取舍，这种对工程现实的深刻洞察，远非教科书式的简单陈述可以比拟。这本书的价值就在于，它没有将实验和理论割裂开来，而是将理论作为理解实验现象的钥匙，这一点非常值得称赞。

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我习惯于在阅读技术书籍时，寻找那些能够拓展我知识边界的“彩蛋”或深入探讨。这本书在这方面也做得非常到位。在某些看似基础的章节后，往往会穿插一些关于“技术前沿”或“工程陷阱”的讨论。比如，在讨论PCB布局布线时，它没有止步于基本的走线规则，而是深入探讨了电源地线的设计哲学，以及如何有效抑制共模噪声和串扰。这些内容通常是研究生级别的进阶知识，但作者却能用一种平易近人的语气将其融入到本科的实验指导书中。这使得这本书具有了很强的“生命力”，它不仅能满足课程的基本要求，还能成为我未来进行更复杂电路设计时的重要参考手册。对于那些渴望超越考试分数、真正想成为优秀电子工程师的读者来说，这种对深层次知识的兼顾，是判断一本好书的关键标准。

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