内容简介
本书是一本试图地、一劳永逸地把半导体原理讲清楚的书。
全书共二十六篇,篇篇独立,或围绕一个基础器件,如二极管、三极管、运算放大器,或聚焦一个关键物理点,如掺杂、空穴、欧姆接触。每篇又分若干小节,层层递进。
书中,没有繁杂公式编织的樊篱,有的是直面矛盾的感性认识,好看的皮囊必不可少,有趣的灵魂接踵而至。
书中,每一个器件不再是干瘪的标本,而是一个个鲜活的“剑客”,各有各的独门绝技,原理之精妙,无不令人惊叹不已。
书中,不仅有分立的器件,还有整个宏伟的半导体帝国,根基稳固,基元全能,堆叠有序,生机勃勃。
书中,透过器件,还有超乎想象的物理发现—第二种载流子、热的二维表达、物质的第二次分化,越来越意外,越来越振奋。
本书不仅适合半导体及相关领域的学生、学者、工程技术人员阅读,即使是从事其他行业的人,只要有兴趣,也可以读得津津有味。
目录
第一部分 半导体基础
第一篇 谁主沉浮 002
一、都说是「小电流控制大电流」 003
二、却发现「大电流控制小电流」 004
三、不是电流控制,而是电压控制 005
四、电流控制,只在于宏观 007
五、电压控制,独霸半导体 008
第二篇 如意积木 010
一、肆意堆叠,章法何在 011
二、输出够广,才能前后成串 012
三、弹性十足,才能上下成摞 014
四、严格相同,才能左右成双 015
五、如意积木,所以三生万芯 017
第三篇 魔法掺杂 018
一、半导体的关键,不是「半」 019
二、半导体的关键,是「可变」,是掺杂 020
三、电子共价:戴着枷锁,游行四方 021
四、电子落单:拉断锁链,自由翱翔 023
五、魔法掺杂,点石成金 025
第四篇 空穴非空 027
一、空穴的荒漠,金属键的「单固定结构」 028
二、空穴的摇篮,共价键的「双固定结构」 029
三、空穴的奔跑,看似电子的倒影 029
四、空穴的考验,霍尔效应的扫描 031
五、空穴的奔跑,更是离子的化身 032
六、空穴的使命,构筑半导体帝国的半壁江山 033
七、空穴的沉思,是空,非空,所以空 034
第五篇 对立与统一 035
一、看似在中间,实则在两头 036
二、二极管:多角度的对立统一 037
三、三极管:高阶的对立统一 038
第六篇 枷锁与解放 040
一、是欧姆定律,也是「欧姆枷锁」 041
二、二极管生,松动枷锁 042
三、三极管生,解放枷锁 043
四、电能的实质,以为是电,其实是场 045
五、电能的飞驰,以为在线内,其实在线外 046
六、电能的通道,以为是单路,其实是双路 048
七、电能与电波,以为大不同,其实同速同源 051
第二部分 二极管原理
第七篇 帝国基石 055
一、PN结之可靠,源自何方? 056
二、马德堡半球实验,激发灵感 057
三、PN结中,也有「真空泵」 057
四、PN结中,也有「大气压」 059
五、伟力的对手,也是伟力 060
第八篇 PN结原理 063
一、多子少子,新的视角 064
二、正向导通,多子的接力 065
三、反向截止,少子的无奈 067
四、反向击穿,新的水源 068
第九篇 内建电势 070
一、半导体宅男,内建电势 071
二、温变输出特性,谁是关键 072
三、温变内建电势,谁在主导 074
四、有制衡的浓度差,有制衡的扩散系数 076
五、「半导体单位电流」,「半导体单位电压」 078
第十篇 金半整流接触 082
一、世纪拓荒,二起二落 083
二、自由牢笼,亦分高低 084
三、派生电场,自我约束 085
四、峭壁天成,所以反向截止 086
五、自缚得解,所以正向导通 087
六、「半半结」接力赛,「金半结」独行侠 088
第十一篇 金半欧姆接触 090
一、欧姆接触,是进入半导体世界的门户 091
二、动态平衡,亦分多寡 092
三、拨动平衡,双向导通 093
四、表面态,半路杀出个程咬金 094
五、重掺杂,用魔法打败魔法 096
六、欧姆接触,又是窥探量子世界的窗户 097
第三部分 三极管原理
第十二篇 双极型三极管(BJT) 101
一、背靠背的2个二极管,不是三极管 102
二、亲密接触的2个二极管,才是三极管 103
三、对抗与合作,所以导通 104
四、重此而轻彼,所以放大 105
五、看似电流控制,实为电压控制 105
第十三篇 路在何方 107
一、饱和区 108
二、水平路径,只是陷阱 109
三、垂直路径,才是正道 110
第十四篇 「楔形危机」 112
一、「楔形危机」,双正偏也能放大 113
二、化危为机,重新认识集电结 114
三、釜底抽薪,电流归零的真相 114
四、楔形成因,电压被截留了 116
五、尾声独白,集电结不再独立 117
第十五篇 结型三极管(JFET) 118
一、生而导通,控制有方 119
二、栅极控制,夹断立断 120
三、漏极控制,夹断不断 121
四、只是自控,不是自杀 121
五、又见恒流区 122
第十六篇 绝缘栅三极管(MOS管) 124
一、源自何处,众说纷纭 125
二、不是一双,而是一个 126
三、源于源区,亦源于漏区 128
四、是反型层,更是反型膜 128
五、双结变沟道,静态变动态 130
六、三维与二维,直接与间接 131
第十七篇 「三管演义」(上) 133
一、同源:都生于一对PN结 134
二、异道:不同的原理路线 135
三、殊路:不同的恒流方法 136
四、同归:相同的恒流效果 137
第十八篇 「三管演义」(下) 140
一、找不到的四极管 141
二、看不够的三极管 142
三、「三生万芯」 143
四、「三生万物」 145
第四部分 运放原理
第十九篇 运放原理之外篇 148
一、运放往事 149
二、放大倍数:由粗犷到准确 150
三、输出阻抗:由一般到极小 151
四、输入阻抗:不恰当的视角 152
五、放大只是副业,传递才是主业 153
六、运放只是配角,负反馈才是主角 154
第二十篇 运放原理之内篇 156
一、要中之要,锁定「恒流源」 157
二、逆其者亡,所以抑制共模 158
三、顺其者昌,所以放大差模 160
四、秋毫之末,所以「虚断」 162
第二十一篇 运放自激振荡 166
一、自激的前奏:过冲 167
二、自激的诞生:无中生有 168
三、自激的原因:迟则生变 169
四、自激的消除:马不停蹄 171
第二十二篇 有源滤波 173
一、从阻容滤波到有源滤波 174
二、铤而走险的压控滤波 176
三、自立门户的超级射随 177
四、从理论回到现实 179
第五部分 光与功率半导体
第二十三篇 半导与光共舞 181
一、光照万物,匆匆过客 182
二、半导舞台,光电奇缘 184
三、光压为果,光流才是本源 187
四、驱动文明,光伏才是主力 188
五、势从何来,真假猴王 190
第二十四篇 热光点亮黑暗 193
一、光的简史(上)— 摇曳的「篝火时代」 194
二、光的简史(下)— 蜕变的「电光时代」 195
三、万物发光(上)— 最亮最醇的「黑体」 196
四、万物发光(下)— 无所不在的「热光」 197
五、感悟真谛,「热即是光,光即是热」 202
六、追逐灵魂,「热做加法,光做减法」 203
第二十五篇 半导照亮未来 206
一、半导体中的光,宽进而窄出 207
二、不发光的理由,依然不解惑 209
三、开口向上自由,开口向下束缚 211
四、探索由表及里,自由分强与弱 213
五、「强自由」发光,「弱自由」发热 219
六、蓝光成就王者 221
七、硅光追逐梦想 223
第二十六篇 场型功率管 226
一、是功率管,更是开关管 227
二、时而大电压,时而大电流 229
三、传统功率管:边耗尽,边承压 231
四、超结功率管:先耗尽,后承压 233
五、场的内核是结,结的蜕变超结 234
后记 236



















