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李景镇主编 著

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出版社： 陕西科技

ISBN：9787536948570

商品编码：12355123654

出版时间：2010-07-01

基本信息

商品名称： 光学手册-上下卷	出版社： 陕西科学技术出版社	出版时间：2010-07-01
作者：李景镇. 主编	译者：	开本： 16开
定价： 555.00	页数：2863	印次： 1
ISBN号：9787536948570	商品类型：图书	版次： 1

电子信息技术专业核心课程教材：半导体物理与器件 作者： 张伟 教授，李明 博士 出版社： 工业科技出版社 出版日期： 2023年10月 ISBN： 978-7-5180-XXXX-X --- 内容简介 《半导体物理与器件》是一本面向电子信息工程、微电子学、光电子学等相关专业高年级本科生及研究生编写的深度专业教材。本书旨在系统、深入地阐述半导体材料的基本物理性质、晶体结构、能带理论、载流子输运机制，并在此基础上详细介绍各类重要半导体器件的工作原理、设计与制造工艺。本书内容覆盖面广，理论深度适中，注重物理图像的建立与工程应用的结合。 全书共分为四大部分，十四章。 --- 第一部分：半导体基础物理 第一章 绪论与晶体结构 (约150字) 本章首先概述半导体在现代信息技术中的核心地位与发展历程，明确学习目标。随后，重点介绍半导体的晶体结构，包括硅、锗等重要晶体结构（如金刚石结构）的点阵矢量、晶胞概念。深入探讨晶体缺陷的类型（点缺陷、线缺陷、面缺陷）及其对半导体电学性能的深刻影响，为后续的输运理论奠定基础。引入布拉维点阵与倒易点阵的概念，为理解电子的周期性势场及能带结构做准备。 第二章 能带理论与电子状态 (约200字) 本章是理解半导体物理的理论核心。从薛定谔方程在周期性势场下的解——布洛赫定理出发，系统推导能带的形成机理。详细阐述了导体、绝缘体和半导体的能带结构区别，重点分析直接带隙与间接带隙的物理意义。通过有效质量概念，解释了电子和空穴的动态特性。此外，本章还深入讲解了态密度（DOS）的计算方法，以及费米能级在不同温度和掺杂条件下的位置变化，为计算载流子浓度提供必要的理论工具。 第三章 载流子输运现象 (约220字) 本章聚焦于半导体内部电荷的宏观响应。首先，基于概率论和统计力学，推导经典统计（麦克斯韦-玻尔兹曼分布）和量子统计（费米-狄拉克分布）在半导体中的应用，计算本征与杂质半导体的自由载流子浓度。接着，详细阐述载流子的漂移运动，推导欧姆定律在半导体中的微观形式，引入迁移率的概念及其影响因素（晶格散射与杂质散射）。随后，全面分析扩散现象，推导菲克扩散定律，并结合连续性方程，建立电场与浓度的耦合关系。最后，讨论霍尔效应在确定载流子类型和浓度的实际应用。 第四章 半导体中的相互作用 (约180字) 本章探讨载流子在外部场和光场作用下的复杂行为。重点分析载流子在强电场下的高能效应，如载流子雪崩（碰撞电离）和齐纳击穿的物理过程。随后，深入讨论载流子在非均匀掺杂或材料交界面处的弛豫机制，包括弛豫时间的概念。本章还引入了半导体与光的相互作用，概述了光吸收、光发射的基本机制，为光电子器件的分析埋下伏笔。 --- 第二部分：半导体异质结构与界面 第五章 半导体杂质与掺杂 (约120字) 本章专门研究通过引入特定杂质来精确控制半导体导电性的过程。详细区分了施主（Donor）和受主（Acceptor）杂质的电离过程，并计算了不同温度下的电离程度。讨论了非完美掺杂（如补偿效应）对半导体性能的影响，以及杂质的激活能和能级位置。 第六章 PN结的形成与平衡特性 (约190字) PN结是所有半导体器件的基础。本章从物理上构建PN结模型，分析载流子在建立内建电场过程中的扩散与漂移平衡。详细推导了平衡状态下的内建电势、耗尽区宽度及其对掺杂浓度的依赖关系。引入了少数载流子的概念，并讨论了在外加偏压（正向与反向）作用下，耗尽区宽度和势垒高度的动态变化，为理解二极管的I-V特性做准备。 第七章 半导体异质结与界面物理 (约160字) 超越传统的PN结，本章扩展到异质结（Heterojunction）的分析。讨论了不同材料界面（如GaAs/AlGaAs）的能带失配、界面态密度（Interface States）的影响。重点分析了异质结中载流子的选择性注入机制，如双异质结（DH）结构如何有效限制载流子在特定区域复合。探讨了超晶格结构（Superlattice）中量子尺寸效应的初步概念。 --- 第三部分：经典半导体器件 第八章 半导体二极管 (约140字) 基于PN结的理论，本章系统分析了二极管的伏安特性（I-V曲线）。详细推导了理想二极管模型下的正向导电机制（双极性载流子注入与复合）和反向漏电流来源。深入分析了二极管的非理想因素，如级联电阻、击穿机制（雪崩与齐纳）。最后，介绍了肖特基势垒二极管（SBD）的工作原理及其与PN结二极管的性能对比。 第九章 双极性晶体管（BJT） (约150字) 本章侧重于双极性结型晶体管（BJT）的原理和模型。详细分析了NPN和PNP结构中载流子的注入、传输和收集过程。推导了晶体管的直流电流放大原理，重点讨论了$alpha$和$eta$参数的物理意义。引入Ebers-Moll模型，用于描述晶体管在放大和开关状态下的非线性特性，并讨论了高频性能的限制因素。 第十-十一章 场效应晶体管（FET） (约260字) 本章分为两节，全面介绍场效应晶体管。 第十章 结型场效应晶体管（JFET）： 讲解JFET的工作原理，重点分析栅极反向偏置如何通过耗尽层调制沟道导通性。推导其输出特性曲线，并介绍其高输入阻抗的物理根源。 第十一章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）： 这是现代集成电路的核心。详细阐述MOS结构（电容）的四种工作状态（强/弱反型、耗尽、积累），并推导出阈值电压的计算公式。随后，详细分析增强型和结型MOSFET的工作模式，推导其输出特性（饱和与线性区）。本章末尾简要介绍沟道长度调制效应及其对输出电阻的影响。 --- 第四部分：光电子与功率器件 第十二章 发光二极管（LED）与激光器（Laser Diode） (约140字) 本章将光与半导体的结合。详细解释了LED的发光机理，即载流子在辐射复合过程中将电能转化为光能的效率（内量子效率）。区分了基于不同复合机制的发光特性。随后，深入探讨半导体激光器的基本结构（增益区、光腔），以及实现受激辐射、粒子数反转和阈值电流密度的物理条件。 第十三章 太阳能电池（Photovoltaic Cell） (约110字) 本章介绍光生伏特效应。分析光照下PN结的开路电压和短路电流的产生机制。详细讨论了太阳能电池的I-V特性曲线，并引入关键性能参数：填充因子（FF）和能量转换效率。分析了理想电池与实际电池的损耗来源。 第十四章 功率半导体器件基础 (约100字) 本章面向电力电子应用。重点介绍硅碳化物（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带半导体的优势，以及它们在制造高耐压、高开关频率功率器件方面的应用潜力。简要介绍功率MOSFET和IGBT的基本结构及应用场景，强调其热管理和可靠性设计的重要性。 --- 适用对象与特色 本书理论体系完整，公式推导严谨详实，特别适合作为电子信息、微电子、材料科学等专业学生的进阶教材。它不仅要求学生掌握半导体物理的基本概念，更引导学生理解这些原理如何直接转化为实际器件的设计参数和性能指标。随书附带的习题部分，大部分题目来源于经典研究文献或工程实际问题，旨在培养读者的分析和解决复杂工程问题的能力。全书力求在理论深度和工程应用之间找到最佳平衡点，是理解现代半导体技术不可或缺的参考书。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对摄影充满热情的爱好者，我总是在追求如何更好地捕捉光线，以及如何利用镜头的特性来创造独特的视觉效果。因此，《光学手册》这本书对我来说，可能是一份绝佳的“秘籍”。我期望它能够详细阐述镜头的光学设计原理，比如不同焦距的镜头是如何影响景深和透视感的。更重要的是，我希望能学习到如何理解和利用各种光学现象，例如畸变、暗角、耀斑等，并且知道如何通过技术手段来规避它们，或者巧妙地将它们运用到创作中。书中关于光圈、快门速度与曝光的关系，以及它们如何与景深联动，这些都是我希望深入理解的核心概念。我对书中关于各种滤镜的工作原理也充满期待，比如偏振镜、ND镜等等，了解它们如何改变光线，从而影响照片的最终效果。我希望能在这本书的指导下，提升自己对光的敏感度，学会“用光”这门艺术，创造出更具表现力的摄影作品。这本书如果能包含一些实用的摄影技巧和案例分析，那就更完美了，能够让我更快地将书本知识转化为实践。

评分☆☆☆☆☆

我一直对色彩的科学充满好奇，尤其是光与色彩之间的微妙关系。我们看到的五彩斑斓的世界，究竟是如何由光线形成的？这本书《光学手册》的名字让我眼前一亮，感觉它可能会深入探讨这个主题。我希望能在这本书里找到关于光的频谱、不同颜色的光波长以及它们混合后产生的视觉效果的详细解释。比如，为什么天空是蓝色的？彩虹又是如何形成的？这些看似日常的现象，背后都蕴藏着深奥的光学知识。我尤其对“色彩混合”这部分内容非常感兴趣，它涉及到加色混合和减色混合的原理，这对于理解屏幕显示、印刷品色彩等都有着重要的意义。除了理论，我也期待书中能够包含一些实验指导或者思考题，让我能够亲身去验证和探索这些光学原理。毕竟，动手实践是检验真理的唯一标准，也是加深理解的有效途径。这本书会不会还涉及人眼对光的感知机制？比如，人眼是如何接收和处理光信号的？这同样是一个让我着迷的领域。我希望这本书能像一个经验丰富的向导，带领我一步步揭开光学和色彩的奥秘，让我对这个世界有更深入、更科学的认识。

评分☆☆☆☆☆

我一直对物理学的一些基本定律非常着迷，而光作为一种重要的物理现象，其背后的原理更是让我感到震撼。特别是量子光学这个领域，听起来就充满了神秘感。这本书《光学手册》的厚度，让我预感到它可能涵盖了从经典光学到现代光学的广泛内容。我希望在这本书中能找到关于光子的概念，以及光波和粒子两种性质的辩证统一。了解霍尔效应、光电效应等基本的光与物质相互作用的现象，对我理解半导体、激光等现代科技的发展至关重要。我特别期待书中能够解释激光的产生原理和应用，毕竟激光在工业、医疗、通信等领域都有着举足轻重的地位。如果书中还能涉及一些非线性光学，比如光参量振荡、二次谐波产生等，那将是一次非常深入的知识探索。我希望这本书能够以严谨的科学态度，清晰地阐述这些复杂的概念，让我能够对光的本质有更深刻的理解，并且对光学在现代科学技术中的应用有一个全面的认识。

评分☆☆☆☆☆

我最近在做一个与照明设计相关的项目，对不同光源的光线特性、显色性以及如何通过光学元件来控制光线分布有着迫切的需求。这本书《光学手册》正好切合了我当下需要。我希望能在这本书中找到关于各种光源，如白炽灯、荧光灯、LED等的发光原理和光谱特性。更重要的是，我期待它能详细介绍各种光学照明配件，例如反射器、透镜、菲涅尔透镜等，以及它们在改变光线方向、聚焦、散射等方面的作用。我希望能够学习到如何根据不同的应用场景，比如室内照明、室外照明、舞台照明等，来选择合适的光源和光学元件，设计出既节能又舒适的照明方案。书中关于光度学和光度测量的内容，比如照度、亮度、光通量等概念的解释，以及相关的测量方法，也将是我非常重视的部分。我希望这本书能帮助我理解“光”是如何被“塑造”和“利用”的，从而在我的照明设计项目中做出更科学、更有效的决策。

评分☆☆☆☆☆

这本书啊，光是拿到手里，就觉得沉甸甸的，充满了知识的重量。我平时对光学不算特别深入，但工作和生活中偶尔会遇到一些需要理解光线如何传播、如何成像的问题，所以一直想找本靠谱的书来系统地学习一下。看到《光学手册》这个名字，就觉得它应该能满足我的需求。拿到手后，翻了几页，感觉里面的内容组织得非常有条理，从最基础的光的本性讲起，然后逐步深入到几何光学、物理光学，最后可能还会涉及到一些更高级的应用。我最期待的部分是关于透镜成像和衍射的内容，因为这直接关系到我理解很多光学仪器的工作原理。比如相机、显微镜、望远镜，这些我们日常接触到的东西，背后都蕴含着深刻的光学原理。这本书的图文并茂肯定是我非常看重的一点，毕竟光学很多概念是抽象的，有清晰的图示能够帮助理解会事半功倍。而且，手册型的书籍通常会包含很多公式和计算方法，这对于需要进行一些量化分析的人来说，简直是福音。我希望这本书能够让我对“光”这个概念有更深刻的认识，不再仅仅是“看得见”那么简单，而是能够理解它背后的物理规律，并且在遇到实际问题时，能够从书里找到解决思路。它厚重的体积也让我觉得非常充实，仿佛拥有一整个光学世界的知识库，随时可以翻阅查阅。