Излагаются физические основы полупроводниковой электроники: особенности электронного строения полупроводников и их приповерхностной области, диффузия и дрейф носителей заряда, механизмы генерации и рекомбинации. Рассматриваются физические принципы и основные свойства различных полупроводниковых переходов, взаимодействие света с полупроводниками и p–n-переходами и светоизлучение. Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Техническая физика» и «Электроника и наноэлектроника".

• ОГЛАВЛЕНИЕ
• Введение
• 1. Электронная структура кристаллов
  • 1.1. Энергетические уровни атомов
  • 1.2. Энергетические зоны кристаллов
• 2. Электроны и дырки в полупроводниках
  • 2.1. Собственная проводимость
  • 2.2. Примесная проводимость. Полупроводник n-типа
  • 2.3. Примесная проводимость. Полупроводник p-типа
  • 2.4. Распределение электронов по энергиям в пределах энергетических зон
  • 2.5. Эффективная масса электрона. Квантовомеханическое понятие электрона и дырки в кристалле
  • 2.6. Равновесная концентрация свободных носителей в собственных и примесных полупроводниках
  • 2.7. Уровень Ферми на энергетической диаграмме собственного полупроводника
  • 2.8. Взаимосвязь концентраций подвижных носителей и уровень Ферми в примесных полупроводниках
• 3. Движение носителей заряда в полупроводниках
  • 3.1. Хаотическое движение
  • 3.2. Дрейф подвижных носителей заряда. Дрейфовые токи
  • 3.3. Диффузия подвижных носителей заряда. Диффузионные токи
  • 3.4. Уравнение непрерывности
  • 3.5. Взаимосвязь диффузии и дрейфа заряженных частиц
  • 3.6. Движение носителей в сильных электрических полях
  • 3.7. Эффект Холла
  • 3.8. Термоэлектрические явления. Эффекты Зеебека и Пельтье
• 4. Генерация и рекомбинация носителей заряда
  • 4.1. Тепловая генерация
  • 4.2. Ударная генерация
  • 4.3. Полевая генерация
  • 4.4.Световая генерация
  • 4.5. Рекомбинация подвижных носителей заряда. Механизмы рекомбинации
  • 4.6. Диффузионная длина неосновных носителей в примесных полупроводниках
  • 4.7. Время жизни неосновных носителей в полупроводнике. Уравнение генерации−рекомбинации
• 5. Поверхностные явления в полупроводниках
  • 5.1. Особенности электронного строения приповерхностной области полупроводника
  • 5.2. Эффект поля в полупроводниках
    • 5.2.1. Режим обеднения
    • 5.2.2. Режим инверсии
    • 5.2.3. Режим обогащения
• 6. Контактные явления в полупроводниках
  • 6.1. Идеальный электронно-дырочный переход (p−n-переход)
    • 6.1.1. P−n-переход в равновесном состоянии
    • 6.1.2. Прямое включение p−n-перехода
    • 6.1.3. Обратное включение p−n-перехода
    • 6.1.4. Вольтамперная характеристика идеализированного p−n-перехода
  • 6.2. Контакт между полупроводниками одинакового типа проводимости с разной концентрацией примеси
  • 6.3. Реальный электронно-дырочный переход
    • 6.3.1. Обратное смещение. Токи генерации и утечки
    • 6.3.2. Прямое смещение. Ток рекомбинации и влияние сопротивления базы
  • 6.4. P−n-переход на основе вырожденных полупроводников
  • 6.5. Пробой электронно-дырочного перехода
    • 6.5.1. Лавинный пробой
    • 6.5.2. Туннельный пробой p−n-перехода
    • 6.5.3. Тепловой пробой p−n-перехода
  • 6.6. Емкость p−n-перехода
    • 6.6.1. Барьерная емкость
    • 6.6.2. Диффузионная емкость
  • 6.7. Переходные процессы в p−n-переходе
    • 6.7.1. Установление прямого напряжения при подаче на переход скачка прямого тока
    • 6.7.2. Установление постоянного обратного тока перехода при ступенчатом переключении напряжения с прямого на обратное
  • 6.8. Переходы металл – полупроводник
    • 6.8.1. Выпрямляющий контакт (барьер Шоттки)
    • 6.8.2. Омический контакт металл- полупроводник
  • 6.9. Гетеропереходы
• 7. Фотоэлектрические явления и светоизлучение
  • 7.1. Взаимодействие оптического излучения с полупроводниками. Фо-топроводимость
  • 7.2. Фоторезистивный эффект. Фоторезистор
  • 7.3. Фотоэлектрический эффект в p−n-переходе
  • 7.4. Излучение света полупроводниками
  • 7.5. Инжекционные светодиоды с p−n-переходами
  • 7.6. Полупроводниковые инжекционные лазеры
• Библиографический список