電子材料與器件原理－下冊：應用篇 (加)卡薩普,汪宏 西安交通大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[加] 卡薩普，汪宏 著

圖書標籤:

• 電子材料
• 器件
• 應用
• 半導體
• 物理
• 材料科學
• 電子工程
• 西安交通大學齣版社
• 卡薩普
• 汪宏

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齣版社： 西安交通大學齣版社

ISBN：9787560531557

商品編碼：11878398620

包裝：平裝

齣版時間：2009-07-01

圖書基本信息
圖書名稱	電子材料與器件原理－下冊：應用篇	作者	(加)卡薩普,汪宏
定價	54.00元	齣版社	西安交通大學齣版社
ISBN	9787560531557	齣版日期	2009-07-01
字數	631000	頁碼	708
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.663Kg

內容簡介

本書全麵而係統地闡述瞭電子材料與器件的基礎理論和各類功能材料與器件的原理和性能。全書分為上、下兩冊：上冊為理論篇，主要闡述電子材料與器件涉及的基礎理論。內容包括材料科學基礎概論、固體中的電導和熱導、量子物理基礎和現代固體理論；下冊為應用篇，主要討論各種功能材料與器件的原理與性能，內容包括半導體、半導體器件、電介質材料與絕緣、磁性與超導性、材料的光學特性等專題。 　　本書適閤作為高等院校電子科學與工程、電氣科學與工程、材料科學、應用物理、計算機、信息處理、自動控製等相關學科的高年級本科生或研究生的專業課程教材，也可作為相關領域的科學傢、工程師和高校師生的參考用書。

作者簡介

薩法·卡薩普（S.O.Kasap），是加拿大薩斯喀徹溫大學（University of Saskatchewan）電氣工程係教授以及加拿大電子材料與器件首席科學傢（Canada Research Chair）。他於1976年、1978年和1983年在倫敦大學帝國理工學院（Imperial College of Science。Technology and Medicin

目錄

譯者序 前言 下冊（應用篇）目錄 　第5章 半導體 　　5.1 本徵半導體 　　　5.1.1 矽晶體與能帶圖 　　　5.1.2 電子與空穴 　　　5.1.3 半導體的電導 　　　5.1.4 電子與空穴的濃度 　　5.2 非本徵半導體 　　　5.2.1 n型摻雜 　　　5.2.2 p型摻雜 　　　5.2.3 補償摻雜 　　5.3 電導率與溫度的關係 　　　5.3.1 載流子濃度與溫度的關係 　　　5.3.2 漂移遷移率及其與溫度和雜質的關係 　　　5.3.3 電導率與溫度的關係 　　　5.3.4 簡並半導體與非簡並半導體 　　5.4 復閤與少數載流子注入 　　　5.4.1 直接復閤與間接復閤 　　　5.4.2 少數載流子壽命 　　5.5 擴散方程、電導方程與無規則運動 　　5.6 連續方程 　　　5.6.1 與時間有關的連續方程 　　　5.6.2 穩態連續方程 　　5.7 光吸收 　　5.8 壓阻性 　　5.9 肖特基結 　　　5.9.1 肖特基二極管 　　　5.9.2 肖特基太陽能電池 　　5.10 歐姆接觸與熱電製冷機 　　5.11 直接帶隙與間接帶隙的半導體 　　5.12 間接復閤 　　5.13 非晶態半導體 　第6章 半導體器件 　　6.1 理想pn結 　　　6.1.1 無偏壓：開路 　　　6.1.2 正偏：擴散電流 　　　6.1.3 正偏：復閤和總電流 　　　6.1.4 反嚮偏壓 　　6.2 pn結能帶圖 　　　6.2.1 開路 　　　6.2.2 iE偏和反偏 　　6.3 pn結的耗盡層電容 　　6.4 擴散（存儲）電容和動態電阻 　　6.5 反嚮擊穿：雪崩擊穿和齊納擊穿 　　　6.5.1 雪崩擊穿 　　　6.5.2 齊納擊穿 　　6.6 雙極晶體管 　　　6.6.1 共基極直流特性 　　　6.6.2 共基極放大器 　　　6.6.3 共射極直流特性 　　　6.6.4 低頻小信號模型 　　…… 第7章 電介質材料和絕緣 第8章 磁性和超導性 第9章 材料的光學特性 附錄A 布喇格衍射定律與X射綫衍射 附錄B 通量、光通量和輻射亮度 附錄C 主要符號和縮寫 附錄D 元素特性（氫至鈾） 附錄E 一些常數和有用的資料

編輯推薦

文摘

序言

電子材料與器件原理－下冊：應用篇 （加）卡薩普，汪宏 著 西安交通大學齣版社 前言 在現代科技飛速發展的浪潮中，電子材料與器件是支撐這一切的基石。從微小的芯片到龐大的通信網絡，從日常的消費電子到尖端的航空航天，無不滲透著電子材料與器件的智慧結晶。本書《電子材料與器件原理－下冊：應用篇》正是為瞭滿足日益增長的電子工程、材料科學、物理學以及相關交叉學科研究與應用的需求而編寫。 本書的姊妹篇——《電子材料與器件原理－上冊：基礎篇》已對電子材料與器件的基礎理論、基本概念、關鍵物理原理進行瞭係統而深入的闡述，為讀者構建瞭紮實的理論框架。在本下冊“應用篇”中，我們將重點聚焦於這些基礎原理在實際電子器件中的具體體現與應用，旨在幫助讀者理解各類電子器件的工作機製，掌握其設計與製備的關鍵技術，並深入探討其在現代電子技術中的前沿發展與未來趨勢。 本冊內容的選擇，以當前電子信息産業的實際需求和未來發展方嚮為導嚮，力求涵蓋具有代錶性和前瞻性的電子材料與器件。我們深知，理論知識的掌握固然重要，但將其轉化為實際應用，實現從“知道”到“會用”的飛躍，更是學習的精髓所在。因此，本冊在介紹各類器件時，不僅僅停留在原理層麵，更會深入到器件的結構、性能、製備工藝、測試方法以及具體的應用場景，力求為讀者提供一個全麵而立體的認識。 本書的寫作團隊由在電子材料與器件領域具有深厚學術造詣和豐富實踐經驗的專傢組成。我們吸收瞭國內外最新的研究成果和工程實踐經驗，力求內容的前沿性、科學性與實用性。我們希望通過本書，能夠幫助工程師、科研人員、研究生乃至對電子信息技術充滿熱情的愛好者，更深刻地理解電子材料與器件的奧秘，激發創新靈感，推動相關領域的進步。 在閱讀過程中，建議讀者能夠將本書內容與上冊知識相結閤，融會貫通。同時，鼓勵讀者在理論學習之餘，關注相關器件的實際産品和市場動態，將所學知識與現實世界緊密聯係起來。 我們深信，掌握電子材料與器件的應用原理，是開啓下一代電子技術之門的鑰匙。期待本書能成為您在這條探索之路上的忠實夥伴。 目錄概覽 (示意性，實際內容詳見正文) 第一部分：半導體材料與器件的應用 章 1：集成電路製造的關鍵材料與工藝 1.1 高純度半導體材料（矽、鍺、化閤物半導體）的製備與提純技術 1.2 光刻技術中的光刻膠、掩模版材料及其關鍵工藝 1.3 薄膜沉積技術（CVD, PVD, ALD）及其在集成電路中的應用 1.4 刻蝕技術（乾法刻蝕、濕法刻蝕）的原理與器件結構控製 1.5 金屬互連材料（銅、鋁、鎢）及其阻擋層/擴散阻擋層材料 1.6 介質材料（SiO2, Si3N4, Low-k介質）在器件隔離與絕緣中的應用 1.7 封裝材料與技術對器件可靠性的影響 章 2：雙極晶體管（BJT）與場效應晶體管（FET）的現代應用 2.1 BJT的電流放大機製與高頻、大功率應用 2.2 MOSFET的柵控原理與微電子器件的核心地位 2.3 結型場效應晶體管（JFET）的結構特點與應用領域 2.4 FinFET、GAAFET等先進晶體管結構在高性能計算中的作用 2.5 功率晶體管（IGBT, MOSFET）在電力電子領域的應用 2.6 CMOS電路設計與優化中的器件選擇與參數控製 章 3：半導體存儲器器件 3.1 DRAM（動態隨機存取存儲器）的原理、結構與發展 3.2 SRAM（靜態隨機存取存儲器）的結構特點與高速緩存應用 3.3 NAND Flash與NOR Flash（非易失性存儲器）的寫入、擦除機製與應用 3.4 新型存儲器技術（MRAM, ReRAM, PCM）的原理與未來展望 章 4：光電子器件 4.1 發光二極管（LED）的發光原理、結構與顔色調控 4.2 激光二極管（LD）的激勵輻射原理、閾值電流與應用 4.3 光電二極管（PD）的光電轉換機製與探測器應用 4.4 光電晶體管（Phototransistor）的靈敏度與應用 4.5 太陽能電池（光伏器件）的能帶結構、轉換效率與材料選擇 4.6 光學傳感器與成像器件 第二部分：新型電子材料與器件的應用 章 5：壓電材料與傳感器件 5.1 壓電效應與逆壓電效應在材料中的錶現 5.2 壓電陶瓷（PZT等）的製備與性能優化 5.3 壓電器件（傳感器、驅動器、濾波器）的設計與應用 5.4 壓電材料在能量收集與微機電係統（MEMS）中的應用 章 6：鐵電材料與存儲器件 6.1 鐵電疇結構與極化反轉機製 6.2 鐵電材料（BaTiO3, PZT等）的電學特性 6.3 鐵電存儲器（FeRAM）的工作原理與優勢 6.4 鐵電材料在傳感器、濾波器等領域的應用 章 7：巨磁阻（GMR）與隧道磁阻（TMR）材料及應用 7.1 GMR與TMR效應的物理機製 7.2 磁性多層膜材料的設計與製備 7.3 GMR/TMR傳感器在硬盤磁頭、磁場探測等領域的應用 7.4 磁性隨機存取存儲器（MRAM）的發展 章 8：二維材料（石墨烯、TMDs等）在電子器件中的應用 8.1 石墨烯的獨特電學特性與載流子傳輸 8.2 二維過渡金屬硫族化閤物（TMDs）的半導體特性 8.3 基於二維材料的高速晶體管、傳感器與光電器件 8.4 二維材料的異質結與多層結構應用 章 9：有機半導體材料與器件 9.1 有機半導體材料的分子結構與電荷傳輸機製 9.2 有機發光二極管（OLED）的發光原理與結構設計 9.3 有機薄膜晶體管（OTFT）的製備與性能提升 9.4 有機太陽能電池（OSC）的效率瓶頸與材料創新 9.5 有機電子學的未來應用前景 第三部分：先進電子器件與係統集成 章 10：微機電係統（MEMS）與納米機電係統（NEMS） 10.1 MEMS/NEMS器件的加工技術與設計原理 10.2 MEMS傳感器（加速度計、陀螺儀、壓力傳感器）的應用 10.3 MEMS執行器與微流控器件 10.4 NEMS器件的獨特優勢與發展方嚮 章 11：柔性電子與可穿戴設備 11.1 柔性基底材料與柔性互連技術 11.2 柔性顯示、柔性傳感器與柔性電路闆 11.3 可穿戴電子設備的材料選擇與器件集成 11.4 生物電子學與健康監測應用 章 12：功率電子器件的最新進展 12.1 寬禁帶半導體（SiC, GaN）的優勢與應用 12.2 高壓、高頻功率器件的設計與可靠性 12.3 功率集成電路（PIC）的發展 12.4 新型功率器件在新能源、電動汽車領域的應用 章 13：未來電子器件的探索與展望 13.1 量子點與納米材料在新型電子器件中的應用 13.2 生物電子學與仿生器件 13.3 神經形態計算與類腦器件 13.4 智能材料與自修復電子器件 13.5 電子信息産業的可持續發展與綠色製造 內容詳述（節選示例，以本書實際內容為準） 第一部分：半導體材料與器件的應用 章 1：集成電路製造的關鍵材料與工藝 集成電路（IC）的微型化和高性能化是現代電子技術的核心驅動力。本章將深入剖析集成電路製造過程中至關重要的各種材料及其對應的工藝技術，為理解現代半導體器件的“誕生”過程奠定堅實基礎。 1.1 高純度半導體材料（矽、鍺、化閤物半導體）的製備與提純技術：本書將首先迴顧單晶矽的生長方法，如柴可拉斯基（Czochralski）法，並重點探討其雜質控製和缺陷抑製技術，這是獲得高性能半導體器件的前提。對於鍺材料，將介紹其在特定應用（如高速器件）中的優勢及製備工藝。此外，化閤物半導體（如GaAs, GaN, InP）因其優異的電子和光電性能，在本章中也將得到重點介紹，包括其外延生長（如MOCVD, MBE）的關鍵技術和在高速通信、LED、激光器等領域的應用。 1.2 光刻技術中的光刻膠、掩模版材料及其關鍵工藝：光刻是定義集成電路圖形的關鍵步驟。本書將詳細闡述光刻膠的類型（正性、負性），其敏化劑、聚閤物和溶劑的化學原理，以及曝光、顯影過程如何影響圖形精度。掩模版（mask/reticle）作為圖形轉移的載體，其高精度製造和材料（如石英玻璃、鉻層）的特性也將在本章得到深入探討。對於先進的光刻技術（如深紫外光刻 DUV、極紫外光刻 EUV），將重點介紹其工作原理、光源選擇和對材料的新要求。 1.3 薄膜沉積技術（CVD, PVD, ALD）及其在集成電路中的應用：集成電路的構建依賴於在襯底上精確沉積各種功能的薄膜。化學氣相沉積（CVD）作為最常用的技術之一，本書將對其等離子體增強CVD（PECVD）、低壓CVD（LPCVD）、高密度等離子體CVD（HDPCVD）等變種進行詳細介紹，闡述其在介質層、金屬層、多晶矽等薄膜製備中的應用。物理氣相沉積（PVD），包括濺射（Sputtering）和蒸發（Evaporation），也將被深入講解，特彆是其在金屬互連層和阻擋層材料沉積中的作用。原子層沉積（ALD）以其極高的精度和均勻性，在柵介質、高k介質和錶麵處理中展現齣獨特優勢，本書也將重點解析其沉積機理和應用。 1.4 刻蝕技術（乾法刻蝕、濕法刻蝕）的原理與器件結構控製：刻蝕是移除不需要的材料以形成器件圖形的另一關鍵步驟。本書將區分乾法刻蝕（如等離子體刻蝕、反應離子刻蝕RIE）和濕法刻蝕。對於乾法刻蝕，將深入分析其化學反應和物理轟擊機理，重點講解其在實現高深寬比、高選擇性、低損傷的圖形刻蝕方麵的技術細節，以及如何通過調整工藝參數來精確控製器件結構。濕法刻蝕則會介紹其化學反應和在特定應用中的優勢。 1.5 金屬互連材料（銅、鋁、鎢）及其阻擋層/擴散阻擋層材料：隨著集成電路的集成度不斷提高，金屬互連技術變得尤為關鍵。本書將重點討論銅互連技術（利用電化學沉積ECD）及其化學機械拋光（CMP）工藝，並分析銅互連帶來的挑戰，如擴散問題。鋁互連作為早期技術，也將被提及。此外，阻擋層/擴散阻擋層材料（如TaN, TiN, W）在防止互連金屬嚮半導體擴散、提高互連可靠性方麵的作用將得到詳細闡述。 1.6 介質材料（SiO2, Si3N4, Low-k介質）在器件隔離與絕緣中的應用：介質材料在集成電路中起著隔離、絕緣和柵介質的作用。本書將詳細介紹二氧化矽（SiO2）的生長和性質，以及氮化矽（Si3N4）在鈍化和保護層中的應用。隨著芯片速度的提升，降低RC延遲成為重要課題，因此，低介電常數（Low-k）材料及其在層間介質中的應用將是本章的重點，包括其材料種類、製備技術和麵臨的挑戰。 1.7 封裝材料與技術對器件可靠性的影響：盡管封裝位於芯片製造之後，但其材料和技術對最終器件的性能、可靠性和壽命有著至關重要的影響。本書將探討封裝材料（如環氧樹脂、陶瓷、金屬）的導熱、絕緣、機械性能等要求，以及常用的封裝技術（如引綫鍵閤、倒裝芯片）如何影響信號傳輸和散熱。 ... (其他章節內容將遵循類似方式進行詳細闡述) 通過以上對部分章節內容的示例性展開，可以看齣本書旨在提供全麵、深入且具有實踐指導意義的電子材料與器件應用知識。它不僅關注理論原理，更強調材料的選擇、工藝的實現、器件的設計以及在實際係統中的集成應用。 --- 以上內容為本書《電子材料與器件原理－下冊：應用篇》的簡介與部分章節內容的詳述，旨在提供全麵、深入的電子材料與器件應用知識。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我之前對“電子材料與器件原理”這類書的印象一直停留在枯燥的物理公式和抽象的模型上，總覺得它們離實際的應用場景太遠瞭。我是一名剛入行的嵌入式工程師，工作中經常需要接觸到各種電子元器件，比如各種晶體管、二極管、傳感器、存儲器等等，但對於它們的底層工作原理和材料選擇的考量，我一直知之甚少，這導緻在選擇替代元器件或者排查一些疑難雜癥時，總是顯得力不從心。我特彆期待這本書的“應用篇”能夠接地氣一些，用更直觀、更貼近實際工程應用的方式來講解。比如，它如果能詳細介紹不同類型的 MOSFET 在不同電路中的具體應用，以及它們在選擇時需要關注哪些關鍵參數，而不是僅僅停留在 p-n 結的理論層麵。又或者，對於一些常用的存儲器，如 NOR Flash 和 NAND Flash，它們在讀寫速度、功耗、壽命等方麵有何差異，以及在設計嵌入式係統時應該如何取捨，這些都是我非常想瞭解的內容。如果這本書能夠提供一些實際的案例分析，或者指齣一些常見的工程設計誤區，那對我來說價值就太大瞭。

評分☆☆☆☆☆

我是一名電子産品測評博主，我日常的工作需要深入瞭解各種電子産品的技術細節，以便為我的觀眾提供更專業、更深入的測評內容。目前市麵上很多電子産品評測，要麼流於錶麵，要麼過於技術化，很難做到既嚴謹又易懂。我一直希望有一本書能夠係統地講解各種電子材料和器件在實際産品中的應用，幫助我更好地理解産品的設計理念和技術創新點。例如，在測評一款高端智能手機時，我需要瞭解其屏幕所使用的AMOLED材料的特性，以及與LCD屏幕相比的優勢；在評測一款遊戲本時，我需要知道其散熱係統中使用的熱管技術和導熱材料的原理；在評測一款音頻設備時，我需要瞭解其內部使用的DAC（數模轉換器）和放大器芯片的工作原理，以及它們對音質的影響。如果這本書的“應用篇”能夠提供這些層麵的深入講解，並配以一些實際産品的案例分析，那將是我內容創作的寶貴財富。我希望它能成為我“深度解析”各類電子産品的“秘密武器”。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對半導體行業有濃厚興趣的學生，我一直在尋找能夠幫助我深入理解半導體器件製造工藝和未來發展趨勢的書籍。我知道半導體材料的選擇對器件的性能至關重要，但目前我接觸到的文獻大多集中在理論層麵，對於具體到不同應用場景下，哪些材料是主流，它們各自的優劣勢是什麼，以及如何通過工藝調整來優化器件性能，這些信息往往零散且難以獲取。我特彆希望這本書的“應用篇”能夠在這方麵有所突破，能夠詳細介紹當前主流的半導體材料，例如矽、砷化鎵、氮化鎵等，以及它們在不同器件（如晶體管、LED、激光器等）中的應用。如果這本書能對這些材料的製備工藝、摻雜技術、以及與器件性能之間的關聯性進行深入的剖析，甚至可以展望一下碳化矽、二維材料等新型半導體材料在未來的應用前景，那將是對我巨大的啓發。我希望它能成為我理解和預測半導體技術發展方嚮的“導航儀”。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛畢業不久的電子技術愛好者，雖然學業上接觸過一些基礎的電子知識，但總覺得對現實世界中那些精密的電子設備是如何製造齣來的，以及它們的“靈魂”——那些核心的電子材料和器件，是如何運作的，還停留在非常模糊的層麵。我特彆喜歡拆解一些老舊的電子産品，然後嘗試去理解裏麵每一個零件的功能，但很多時候，我發現即使拆開瞭，也不知道那些五顔六色、奇形怪狀的小東西到底是什麼，更彆說它們的原理瞭。我希望這本書的“應用篇”能夠像一本“電子産品拆解指南”一樣，用非常通俗易懂的語言，結閤豐富的插圖和真實的器件照片，來講解各種常見的電子材料和器件的實際應用。比如，它能不能詳細介紹一下智能手機裏那些攝像頭傳感器是如何工作的，或者音響裏那些揚聲器單元的原理是什麼。如果這本書能夠講解一些DIY電子項目會用到的基礎元器件，比如 Arduino 上常用的那些模塊，以及它們背後的電子原理，那我一定會愛不釋手。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是我最近的“救星”！我是一名電子工程專業的研究生，最近在做一個關於新型傳感器設計的項目，一直卡在材料選擇和器件性能優化上，感覺腦袋都要炸瞭。偶然間翻到這本書，雖然之前我接觸的電子材料領域書籍大多比較偏重理論基礎，要麼就是非常狹窄的某個方嚮，要麼就是太過於概括，不夠深入，很難直接應用到實際研究中。這本書的“應用篇”定位一下就吸引瞭我。我特彆看重它能否提供一些具體的、可操作的指導，而不是泛泛而談。比如，我特彆想瞭解不同介電材料在不同應用場景下的具體優缺點，以及如何根據器件的性能要求來權衡選擇。這本書如果能深入分析一些主流的傳感器技術，例如壓電、熱電、光電等，並詳細介紹其核心材料的性質、製備工藝以及可能遇到的挑戰，那將對我完成項目大有裨益。我希望它能像一本“工具箱”一樣，為我提供解決實際問題所需的各種“零件”和“說明書”。