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赵策洲，方舟，陆骐峰 著

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• 模拟电路
• 数字电路
• 器件物理
• 电子工程
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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030397751

商品编码：29474036820

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名:微电子学导论(英文版)

定价：69.00元

售价：44.9元,便宜24.1元,折扣65

作者:赵策洲,方舟,陆骐峰

出版社：科学出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787030397751

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《微电子学导论（英文版）》讲述了半导体材料、半导体器件、微电子工艺及制造、以及IC设计等的基础和基本知识。《微电子学导论（英文版）》力图以比较浅显易懂的方式来介绍半导体物理和器件的基础知识，介绍了微电子制造的基本工艺知识和半导体器件，如IC电阻、二极管、MOSFETs和双极晶体管的工艺流程，也介绍了简单MOS数字集成电路和模拟集成电路的概论、电路分析和版图设计。

目录

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PrefaceChapter 1 Introduction 1.1 History of semiconductor devices and ICs 1.2 Moore's Law--transistor scaling 1.3 Die yield and die cost ReferencesChapter 2 Semiconductor material fundamentals 2.1 Atomic structures 2.1.1 Elements and element periodic table 2.1.2 Bohr's theory--orbits 2.1.3 Distribution of electrons--valence electrons 2.1.4 Chemical bonds 2.2 Crystal structures 2.2.1 General material structures 2.2.2 Crystallography--diamond structure and zinc blende structure 2.2.3 Crystallographic notation 2.2.4 Bohr's theory--energy level and energy band 2.3 Energy band theory 2.3.1 Insulator, semiconductor and conductor 2.3.2 Electrons and holes 2.3.3 Generation and rebination 2.4 Doping of semiconductors 2.4.1 Doping elements 2.4.2 Doping: n-type 2.4.3 Doping: p-type 2.4.4 Counter doping 2.5 Carriers distribution 2.5.1 Fermi function and Fermi level 2.5.2 Density of states 2.5.3 Electron and hole concentrations 2.6 Carrier drift and diffusion 2.6.1 Carrier scattering 2.6.2 Carrier drift--drift currents and mobility 2.6.3 Electric field and energy band bending 2.6.4 Carrier diffusion--diffusion currents and Einstein relation ReferencesChapter 3 Semiconductor device fundamentals 3.1 PN junction 3.1.1 Formation of depletion region 3.1.2 Built-in potential 3.1.3 Distribution of electric field and electric potential 3.1.4 Effect of applied voltage 3.1.5 Depletion capacitance 3.2 Metal-semiconductor contacts and MOS capacitors 3.2.1 Schottky diode and Ohmic contact 3.2.2 MOS capacitance and measurement 3.2.3 MOS energy band diagram 3.2.4 Capacitance--voltage characteristics 3.3 MOSFETs 3.3.1 Current--voltage characteristics 3.3.2 Types and circuit symbols of MOSFETs 3.3.3 Switch model of MOSFETs 3.4 Bipolar junction transistors 3.4.1 PN junction--a brief review 3.4.2 BJT structure and circuit symbols 3.4.3 NPN BJT operation--a qualitative analysis 3.4.4 NPN BJT operation--a quantitative analysis ReferencesChapter 4 Semiconductor fabrication fundamentals 4.1 IC fabrication techniques 4.1.1 Thin film formation 4.1.2 Photolithography and etching 4.1.3 Doping 4.2 IC resistor and diode process 4.2.1 IC resistor--masks and process steps 4.2.2 Design rules 4.2.3 Sheet resistance 4.2.4 Layout design of an IC resistor 4.2.5 Diode--masks and process steps 4.3 MOSFET process 4.3.1 NMOSFET process flow and layout 4.3.2 Local oxidation of silicon 4.3.3 CMOS n well process flow 4.4 BJT process 4.4.1 BJT process steps 4.4.2 Layout of an NPN BJT IC ReferencesChapter 5 Integrated circuits--concepts and design 5.1 NMOS digital circuits 5.1.1 NMOS digital circuits analysis--logic and calculation 5.1.2 MOSIS design rules for NMOS ICs 5.1.3 Layouts of NMOS logic families 5.2 CMOS digital circuits 5.2.1 CMOS digital circuits analysis 5.2.2 MOSIS design rules for CMOS ICs 5.2.3 MOS transistors in series/parallel connection 5.2.4 CMOS inverter, NOR gates and NAND gates 5.2.5 Ratioed logic and binational equivalent circuit 5.2.6 Dynamic circuits 5.3 MOS analog circuits 5.3.1 MOSFET active resistors and potential dividers 5.3.2 MOSFET mon-source stages 5.3.3 CMOS push-pull amplifiers 5.3.4 MOSFET current mirrors 5.3.5 MOSFET differential amplifiers ReferencesAppendix I Properties of semiconductor materialsAppendix II Symbols and constantAppendix III L-Edit Quick Guide

作者介绍

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文摘

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序言

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微电子学导论：探索微小世界的强大技术 微电子学，这个词汇本身就蕴含着一股神秘而强大的力量，它指的是电子元件和电路的制造和设计，其核心在于对“微”的极致追求。从我们日常使用的智能手机、电脑，到支撑现代通信、医疗、航空航天等关键领域的高精尖设备，微电子学无处不在，默默地驱动着现代社会的运转。本书《微电子学导论》将带领您进入这个令人着迷的微小世界，揭示其背后蕴藏的科学原理、工程技术以及无限可能。 穿越硅晶的奥秘：半导体器件的基础 要理解微电子学，首先必须深入了解其基石——半导体。本书将从原子层面出发，详细阐述半导体材料（如硅）的独特电学特性，解释为何它们能够介于导体和绝缘体之间，并在此基础上，引出掺杂（doping）这一关键工艺。通过精确控制杂质原子的引入，我们可以改变半导体的导电性能，创造出N型和P型半导体。 在此基础上，本书将逐一剖析构成现代电子设备核心的各种半导体器件： 二极管（Diode）： 作为最基础的电子元件之一，二极管的单向导电性是许多电路功能的基础。我们将深入探讨P-N结的形成机理，分析正向导通和反向截止的物理过程，并介绍稳压二极管（Zener Diode）等特殊应用。 双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor, BJT）： 晶体管是微电子学的革命性发明，它实现了信号的放大和开关功能。本书将详细解析NPN和PNP型BJT的结构，理解电流在集电极、基极和发射极之间的流动和控制机制。我们将学习BJT的各种工作区域（截止区、放大区、饱和区），以及它们在放大器和开关电路中的应用。 金属-氧化物-半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）： MOSFET是当前集成电路中最 dominant 的器件类型。本书将着重讲解MOSFET的结构，包括金属栅极、绝缘氧化层和半导体沟道。我们将详细分析不同类型的MOSFET（NMOS和PMOS），以及栅极电压如何通过电场效应来控制沟道的导电性，从而实现对电流的开关和放大。对阈值电压、跨导等关键参数的深入理解，将为后续的学习奠定坚实基础。 从器件到电路：构建复杂系统 了解了单个器件的原理后，本书将引导您将这些基础单元组合起来，构建出功能更为复杂的电子电路。 放大电路（Amplifier Circuits）： 信号的放大是许多电子系统的基本需求。本书将介绍不同类型的放大器，例如共发射极放大器、共集电极放大器、共基极放大器等，分析它们的增益、输入阻抗和输出阻抗特性。我们将探讨多级放大器的设计，以获得更高的增益和更好的性能。 数字电路（Digital Circuits）： 数字电路是信息处理的核心。本书将从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR）开始，介绍它们在电子逻辑中的作用。在此基础上，我们将讲解如何利用逻辑门构建更复杂的组合逻辑电路，如加法器、译码器、多路选择器等。随后，我们将深入到时序逻辑电路，包括触发器（Flip-Flops）和寄存器（Registers），它们是实现存储功能和时序控制的关键。 集成电路（Integrated Circuits, ICs）： 集成电路是将大量电子元件（晶体管、电阻、电容等）集成在一块半导体芯片上的技术。本书将介绍集成电路的设计流程，从逻辑设计、电路设计到版图设计。我们将探讨模拟集成电路（Analog ICs）和数字集成电路（Digital ICs）的设计特点，以及它们在微处理器、存储器、传感器等领域的广泛应用。对CMOS技术在现代集成电路中的核心地位，也将有详细的阐述。 工艺与制造：将设计变为现实 光有理论和设计是不够的，将这些微小的电子器件制造出来，需要精密的工艺和先进的设备。 光刻（Photolithography）： 这是集成电路制造中最核心的步骤之一，它将设计好的电路图案精确地转移到硅片上。本书将详细介绍光刻的原理，包括光刻胶、掩模版、曝光光源等关键要素，以及正性光刻胶和负性光刻胶的区别。 刻蚀（Etching）： 在光刻定义好图案后，需要通过刻蚀来去除不需要的材料。我们将探讨干法刻蚀（如等离子体刻蚀）和湿法刻蚀（如化学腐蚀）的区别和应用。 薄膜沉积（Thin Film Deposition）： 在制造过程中，需要在硅片表面生长或沉积各种薄膜，如绝缘层（氧化硅）、导电层（金属）等。本书将介绍化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）等常用的薄膜沉积技术。 离子注入（Ion Implantation）： 这是实现半导体掺杂的关键技术。我们将解释离子注入机的原理，以及如何控制注入的离子种类、能量和剂量，以精确地改变半导体的电学特性。 互连（Interconnect）： 在集成电路中，大量的器件需要通过导线连接起来。本书将介绍金属互连技术，如铝互连和铜互连，以及多层互连的结构和设计考虑。 微电子学的未来与挑战 随着摩尔定律的不断推进，半导体器件的尺寸不断缩小，性能不断提升。本书将展望微电子学的未来发展趋势，包括： 更先进的制造工艺： 探讨极紫外光刻（EUV Lithography）等新兴光刻技术，以及纳米级器件的制造挑战。 新材料的应用： 关注二维材料（如石墨烯）、III-V族化合物半导体等在下一代电子器件中的潜力。 三维集成（3D Integration）： 介绍将器件和电路堆叠起来，实现更高集成度和更短互连的新型集成技术。 人工智能与微电子的融合： 探讨AI算法如何加速微电子设计，以及针对AI应用优化的新型处理器架构。 可持续发展与能源效率： 关注低功耗设计、绿色制造等对环境和社会负责的微电子技术。 本书的学习价值 《微电子学导论》不仅仅是一本教科书，它更是一扇通往现代科技核心的窗口。通过系统学习本书内容，您将： 掌握核心概念： 深刻理解半导体物理、器件原理和电路设计的基础知识。 培养工程思维： 学习如何从器件到系统地进行工程设计和分析。 了解前沿技术： 把握微电子学领域的最新发展动态和未来趋势。 为进一步学习奠定基础： 为深入研究集成电路设计、制造工艺、嵌入式系统等相关领域打下坚实基础。 无论您是电子工程专业的学生，还是对科技发展充满好奇的爱好者，本书都将为您提供一份全面而深入的微电子学探索之旅。让我们一同揭开微小世界里的宏大技术，感受其带来的无限变革。

评分☆☆☆☆☆

一本好书，就像一位循循善诱的导师，它不一定非要以最前沿、最晦涩的术语开场，而是以一种平和、引人入胜的方式，将你带入一个全新的领域。我拿到这本《微电子学导论》(英文版)时，就被它那种扎实的基石感所吸引。虽然我还没来得及深入研究每一个公式和定理，但从目录和前几章的浏览来看，这本书显然不是那种浅尝辄止的入门读物。它似乎很注重基础概念的建立，从最基本的半导体物理原理讲起，一点点地构建起一个完整的微电子学知识体系。这一点对于我这样初次接触这个领域的学习者来说至关重要。我特别期待它在讲解MOSFET、BJT等核心器件时，能用清晰易懂的语言和图示，避免一开始就抛出过于抽象的数学模型。如果它能像一位经验丰富的工程师那样，解释这些器件的工作原理，它们的优缺点，以及在实际电路设计中的应用场景，那无疑会大大提升我的学习效率和兴趣。我希望这本书能够循序渐进，一步一步地引导我理解微电子世界的奥秘，而不是让我望而却步。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，当我拿到这本《微电子学导论》(英文版)时，我怀揣着一份既期待又忐忑的心情。毕竟，“微电子学”这个词听起来就充满了复杂性和技术性。然而，翻开书本，我立刻感受到了一种出乎意料的亲切感。作者似乎非常理解初学者的困惑，用一种非常“接地气”的方式来解释那些听起来颇为高深的理论。我注意到它在介绍信号的模拟和数字表示时，用了非常形象的比喻，比如将模拟信号比作波浪，将数字信号比作开关的开合。这种生动有趣的类比，让我在短时间内就对基本概念有了初步的认识。我特别期待它在讲解数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)时，能继续保持这种风格，用直观的方式展示它们的工作原理和在实际中的应用，而不是直接抛出复杂的公式。如果这本书能引导我理解如何将现实世界中的连续信号转化为数字系统可以处理的信息，再将数字信号转化为可操作的物理量，那我真的会觉得不虚此行。

评分☆☆☆☆☆

这本《微电子学导论》(英文版)给我的第一印象是它在学术严谨性和教学实用性之间找到了一个微妙的平衡点。它没有为了追求“高大上”而故作高深，而是选择了一种相对平实的语言风格。我浏览了关于逻辑门、组合逻辑和序逻辑电路的章节，发现作者在阐述这些基本数字逻辑概念时，采用了大量的实例和图示，这对于理解抽象的逻辑关系非常有帮助。我尤其欣赏它在讲解时，不仅仅停留在理论层面，而是开始触及一些实际的电路设计流程和考虑因素。例如，它可能会提到门电路的延迟、功耗等实际参数对电路性能的影响，以及在设计时如何进行权衡。这种将理论与实践相结合的做法，让我觉得这本书不仅是一本教材，更像是一本指导如何进行实际微电子设计入门的书籍。我非常期待后续章节能更深入地探讨集成电路的制造工艺、时序分析、以及一些基础的版图设计概念。如果它能提供一些简单的设计练习或案例分析，那就更完美了。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对于一些高度理论化的技术书籍，常常感到力不从心。但是，这本《微电子学导论》(英文版)却给了我一种截然不同的阅读体验。从封面到目录，再到初步翻阅的几章，我感受到的不是压迫感，而是邀请感。它似乎在用一种友好的姿态，邀请我走进微电子学的殿堂。我注意到它在介绍集成电路的基本构成模块，比如运算放大器(Op-amp)和滤波器时，并没有一开始就陷入复杂的电路分析，而是先从它们的功能入手，解释它们在各类电子设备中扮演的角色。这种“由果溯因”的讲解方式，对于我这样更关注实际应用的学习者来说，非常有吸引力。我非常希望它在后续的章节中，能继续保持这种以应用驱动的风格，通过介绍一些实际的电路设计案例，来讲解相关的理论知识。例如，如果它能解释如何利用运算放大器构建一个音频放大电路，或者如何用滤波器去除信号中的噪声，那将大大增强我学习的动力和成就感。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最大惊喜，在于它似乎不仅仅满足于教授“是什么”，更着力于解释“为什么”和“如何”。我在初步浏览时，注意到作者在讲解基本半导体材料的掺杂对导电性的影响时，不仅仅给出了掺杂的定义和结果，还试图解释其背后的物理机制，比如自由载流子和空穴的产生与迁移。这种对原理的深入挖掘，让我感觉这本书是有深度、有灵魂的。它不是那种死记硬背的教科书，而是鼓励你去思考和理解。我特别期待它在讲解CMOS工艺的基本步骤时，能详细阐述每一步的目的和对最终器件特性的影响，而不是简单罗列。如果它能解释为何要进行光刻、刻蚀、离子注入等操作，以及这些操作如何塑造出我们熟悉的晶体管，那我将对其心生敬意。这本书似乎在试图培养读者的批判性思维和解决问题的能力，这正是学习工程技术所不可或缺的。