光电子器件(第2版) 9787118092745 国防工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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汪贵华 著

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• 光电子器件
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• 国防工业出版社
• 教材
• 9787118092745
• 第2版

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118092745

商品编码：29727549979

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：光电子器件(第2版)

定价：38.00元

作者：汪贵华

出版社：国防工业出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787118092745

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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《光电子器件(第2版)》(作者汪贵华)着重讲授光电子探测与成像器件的基础理论和基本知识。主要內容有：半导体光电探测器、光电倍增管、微光像增强器、真空摄像管、CCD和CMOS成像器件、致冷和非致冷红外咸像器件、紫外成像器件、X射线咸像器件。
　　《光电子器件(第2版)》适合电子科学与技术、光电子技术、物理电子学等专业本科生作为教材使用，也可供相近专业的研究生阅读，同时可供从事光电子器件研究和从事光电子技术的技术人员参考。

目录

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第1章 光电导探测器

　1.1 光电子器件的基本特性

　　1.1.1 光谱响应率和响应率

　　1.1.2 小可探测辐射功率和探测率

　　1.1.3 光吸收系数

　　1.2 光电导探测器原理

　　1.2.1 光电导效应

　　1.2.2 光电导电流

　　1.2.3 光电导增益

　　1.2.4 光电导灵敏度

　　1.2.5 光电导惰性和响应时间

　　1.2.6 光电导的光谱响应特性

　　1.2.7 电压响应率

　　1.2.8 探测率Dr

　1.3 光敏电阻

　　1.3.1 光敏电阻的结构

　　1.3.2 光敏电阻的特性

第2章 结型光电探测器

第3章 光电阴极与光电倍增管

第4章 微光像增强器

第5章 摄像管

第6章 CCD和CMOs成像器件

第7章 致冷型红外成像器件

第8章 微测辐射热计红外成像器件

第9章 热释电探测器和成像器件

第10章 紫外探测与成像器件

第11章 x射线探测与成像器件

参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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半导体物理基础与器件模型 本书旨在为读者提供深入理解现代电子器件工作原理的坚实理论基础。内容涵盖了半导体材料的晶体结构、电子和空穴的运动规律，以及 PN 结的形成与特性。 第一章 半导体材料基础 1.1 晶体结构与键合 1.1.1 元素周期表与半导体元素： 介绍周期表中位于 IV 族（碳、硅、锗）以及 III-V 族（如 GaAs, InP）和 II-VI 族（如 CdTe）等关键半导体材料的元素特性。 1.1.2 晶体学基础： 深入讲解晶体结构的概念，包括晶格、基元、晶向、晶面。详细阐述立方晶系（如金刚石立方结构、闪锌矿结构）在半导体材料中的应用，以及晶格常数、堆积密度等参数的意义。 1.1.3 化学键合类型： 分析半导体材料中存在的共价键、离子键等化学键合形式，以及这些键合对材料物理性质的影响。例如，共价键的强弱决定了材料的带隙大小。 1.1.4 缺陷与杂质： 探讨晶体缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）对半导体性能的影响，如空位、间隙原子、位错等。分析外延生长、掺杂过程中引入的各种杂质原子及其在晶格中的位置（取代式、间隙式）。 1.2 能带理论 1.2.1 量子力学基础： 回顾量子力学中波粒二象性、薛定谔方程等基本概念，为理解电子在周期性势场中的运动奠定基础。 1.2.2 周期性势场与布里渊区： 解释电子在晶体周期性电势场中的运动，引入 Bloch 电子的概念。定义布里渊区，并说明其在电子能谱中的重要性。 1.2.3 能带的形成与分类： 详细阐述原子轨道如何通过紧邻原子间的相互作用形成能带。区分价带、导带和带隙。 1.2.4 半导体的能带结构： 分析不同半导体材料（如硅、锗、砷化镓）的能带结构图，重点介绍直接带隙和间接带隙的区别及其对光电性能的影响。 1.2.5 导带底与价带顶： 确定导带底（Ec）和价带顶（Ev）的位置，并解释它们是载流子注入和跃迁的主要区域。 1.2.6 有效质量： 定义电子和空穴的有效质量，并解释其与能带曲率的关系。有效质量是描述载流子在电场和磁场中运动特性的重要参数。 1.3 载流子统计与平衡状态 1.3.1 费米-狄拉克分布函数： 介绍描述电子在不同能级上占据概率的费米-狄拉克分布函数。 1.3.2 载流子浓度计算： 基于能带结构和费米-狄拉克分布，推导本征半导体和掺杂半导体中电子和空穴浓度的计算公式。 1.3.3 费米能级： 定义费米能级（Ef），并解释其在不同温度和掺杂浓度下的变化规律。费米能级是判断半导体导电类型和载流子浓度的关键。 1.3.4 质量作用定律： 阐述在热平衡状态下，电子浓度、空穴浓度以及本征载流子浓度之间的关系。 第二章 PN 结理论 2.1 PN 结的形成 2.1.1 P 型与 N 型半导体： 重温 P 型（施主掺杂）和 N 型（受主掺杂）半导体的载流子特性。 2.1.2 扩散与迁移： 分析在 P 型和 N 型半导体接触时，载流子因浓度梯度而发生的扩散运动。同时，电场也会对载流子产生迁移作用。 2.1.3 内建电场与耗尽层： 解释扩散和迁移过程导致 PN 结界面附近产生空间电荷区（耗尽层）以及由此形成的内建电场。 2.1.4 势垒高度： 定义 PN 结的势垒高度（Vbi），并分析其与材料带隙、掺杂浓度和温度的关系。 2.2 PN 结的伏安特性 2.2.1 外加偏置： 区分正向偏置（外加电压降低势垒）和反向偏置（外加电压升高势垒）。 2.2.2 正向导电机制： 详细描述在外加正向电压下，少数载流子注入和扩散到对方区域，形成正向电流的过程。 2.2.3 反向漏电流： 分析在反向偏置下，由少数载流子漂移形成的微弱反向电流，以及温度、掺杂浓度等对其的影响。 2.2.4 击穿现象： 介绍 PN 结在强反向电压下可能发生的击穿现象，包括齐纳击穿和雪崩击穿的机理。 2.2.5 结电容： 分析 PN 结在不同偏置下的电容特性，区分扩散电容（正向偏置）和耗尽层电容（反向偏置）。 2.3 PN 结的等效电路模型 2.3.1 理想 PN 结模型： 建立理想 PN 结的电流-电压关系方程。 2.3.2 实际 PN 结模型： 考虑实际 PN 结中存在的串联电阻、并联电阻等寄生效应，建立更精细的等效电路模型。 第三章 载流子输运现象 3.1 漂移 3.1.1 载流子在电场中的运动： 描述载流子在电场作用下的加速与碰撞过程，引入平均自由程和平均碰撞时间的概念。 3.1.2 迁移率： 定义电子迁移率（μn）和空穴迁移率（μp），并分析其与材料、掺杂浓度、温度、电场强度等因素的关系。 3.1.3 电导率： 基于载流子浓度和迁移率，推导半导体电导率的表达式。 3.2 扩散 3.2.1 浓度梯度驱动的载流子运动： 解释载流子因浓度不均匀而产生的扩散运动。 3.2.2 菲克扩散定律： 引入描述扩散通量与浓度梯度的关系的菲克第一和第二定律。 3.2.3 扩散长度： 定义扩散长度，表示载流子在被复合前平均扩散的距离。 3.3 复合与产生 3.3.1 载流子复合机制： 介绍直接复合（辐射复合、俄歇复合）和间接复合（陷阱辅助复合，如肖特基-里德-霍尔复合）等主要复合机制。 3.3.2 寿命： 定义载流子的非辐射寿命和辐射寿命，以及它们与复合速率的关系。 3.3.3 载流子产生： 讨论热产生、光生载流子产生等载流子产生过程。 3.4 少数载流子注入与输运 3.4.1 少数载流子注入： 在 PN 结正向偏置时，多数载流子注入到对方区域，成为少数载流子。 3.4.2 少数载流子扩散方程： 建立描述少数载流子在对方区域中扩散和复合的方程。 3.4.3 少数载流子电流： 分析注入的少数载流子在扩散过程中形成的电流。 第四章 半导体器件模型 4.1 双极晶体管 (BJT) 模型 4.1.1 BJT 结构与工作原理： 介绍 NPN 和 PNP 型 BJT 的结构，以及基区调制、载流子注入、扩散、复合和收集等过程。 4.1.2 Ebers-Moll 模型： 详细推导 Ebers-Moll 模型，该模型描述了 BJT 在放大区、饱和区和截止区等不同工作状态下的电流-电压关系。 4.1.3 Gummel-Poon 模型： 介绍 Gummel-Poon 模型，它考虑了基区电阻、基区宽度调制效应等非理想因素，能更准确地描述 BJT 在高电场和低电场下的行为。 4.1.4 击穿机制： 分析 BJT 的 BVCEO, BVCBO 等击穿电压参数及其物理意义。 4.2 金属-氧化物-半导体场效应晶体管 (MOSFET) 模型 4.2.1 MOSFET 结构与工作原理： 介绍增强型和耗尽型 N 沟道及 P 沟道 MOSFET 的结构。重点讲解栅介质、表面场效应、阈值电压、沟道形成和载流子输运过程。 4.2.2 理想 MOSFET 模型： 推导理想 MOSFET 的电流-电压特性方程，区分线性区、饱和区和截止区。 4.2.3 BSIM 模型系列： 介绍业界广泛使用的 BSIM (Berkeley Short-channel IGFET Model) 系列模型，它们考虑了短沟道效应、二维效应、结电容等复杂的物理现象，能精确描述现代 MOSFET 器件。 4.2.4 寄生效应： 分析 MOSFET 中的寄生电阻、寄生电容（如栅-源电容 Cgs, 栅-漏电容 Cgd）等对器件性能的影响。 4.2.5 氧化层击穿： 讨论栅氧化层击穿的机理及其对器件可靠性的影响。 4.3 其他半导体器件模型简介 4.3.1 肖特基二极管模型： 介绍金属-半导体接触形成的肖特基二极管的伏安特性和近似模型。 4.3.2 光电器件模型： 简要介绍光电二极管、太阳能电池、LED 等光电器件的基本工作原理和简化模型。 4.3.3 功率器件模型： 概述功率 BJT, IGBT 等功率器件的基本模型和特点。 本书通过层层递进的讲解，从基础的半导体材料特性出发，深入剖析 PN 结的形成与行为，进而掌握载流子的输运机理，最终构建起对 BJT 和 MOSFET 等主流半导体器件的全面认识和建模能力。这些基础知识对于理解更复杂的集成电路设计、器件物理以及新兴半导体技术至关重要。

评分☆☆☆☆☆

配套的学习资源，比如习题和案例分析部分，简直是形同虚设。习题要么过于简单，缺乏对关键概念的检验能力；要么就是直接引用了一些非常老旧的实验数据作为背景，与当前工业界的标准相去甚远。更不用说，书中提供的任何在线资源链接都已经失效，完全找不到任何辅助的学习工具。对于一本严肃的技术教材来说，配套练习和实际应用案例是巩固理论知识、培养动手能力的关键。这本书在这方面的缺失，使得它在教学实践中的应用价值大打折扣。它更像是一本纯粹的知识陈述本，而完全没有承担起教育工具的责任。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计实在是一言难尽，字里行间都透露着一股浓浓的陈旧感。内页纸张的质量也一般般，翻阅时总感觉有点粗糙，对眼睛不太友好。更别提那些插图了，线条模糊不清，很多关键部分的示意图看起来就像是匆忙赶工出来的草稿，完全无法清晰地展示器件的结构和工作原理。我花了不少时间去对照着书本上的图示来理解概念，结果往往是事倍功半，因为图本身就没有提供足够的信息增量。感觉作者和出版社在制作这本书的时候，对读者的阅读体验考虑得太少了，更像是一份内部资料的简单印刷，而不是一本面向广大工程技术人员和学生的专业教材。如果能重新审视一下视觉呈现和印刷工艺，这本书的价值或许能得到更充分的体现。

评分☆☆☆☆☆

章节的组织结构显得有些混乱，缺乏清晰的主线脉络。很多看似相关的部分被分散在不同的章节中，需要读者自行在全书中穿梭查找才能拼凑出一个完整的工作原理图景。例如，本应放在一起讨论的器件优化参数，却被拆分到介绍不同材料特性的章节里。这种非线性的编排方式极大地阻碍了学习的连贯性。初次接触这个领域的读者，很可能会因为找不到清晰的路径指引而在庞杂的信息中迷失方向。如果能按照功能、结构或物理过程进行更系统、更逻辑化的重构，这本书的实用价值会大幅提升。现在的感觉是，知识点是堆砌起来的，而非精心构建的。

评分☆☆☆☆☆

从内容深度来看，这本书的论述虽然覆盖面广，但很多核心概念的讲解都停留在相对表层的介绍，缺乏深入的物理机制探讨和先进器件的最新进展。对于一个想深入了解光电器件前沿技术的读者来说，这本书提供的知识点更新速度明显跟不上行业发展。很多重要的理论推导过程被一笔带过，留给读者的全是结论，这使得我们很难去探究背后的数学和物理基础。比如在讨论量子效率和响应速度时，作者只是简单地罗列了公式，但没有足够篇幅去分析影响这些参数的实际工艺和材料限制因素。这让这本书更适合作为初学者的入门手册，而不是作为深入研究的参考书目。对于已经有一定基础的人来说，它提供的增益非常有限，更像是在翻阅一本老旧的百科全书的某个章节。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格极其晦涩和学院派，充满了冗长复杂的长句和大量生僻的专业术语，上下文之间的逻辑跳跃性也比较大。读起来完全没有那种引导性的流畅感，更像是在硬啃一本外文翻译过来的技术手册。我常常需要反复阅读同一个段落，并结合其他资料来梳理作者到底想表达什么核心思想。特别是涉及到一些跨学科的概念交汇时，作者的处理方式显得尤为生硬，没有很好地搭建起不同领域知识之间的桥梁。这种写作方式极大地增加了读者的理解门槛，使得知识的获取过程充满了挫败感。对于希望通过阅读来建立清晰知识框架的读者而言，这本书的“指导性”远不如它的“信息量”。