绪论

0.1场效应晶体管的发展

目 录

0.2场效应晶体管的分类

0.3场效应晶体管的前景

第一篇 结型场效应晶体管和金属－半导体场效应晶体管（JFET与MESFET）

第一章直流电场下半导体中的电子输运

1.1硅与砷化镓中电子的速度－电场关系

1.1.1硅中电子的速度－电场关系

1.1.2砷化镓中电子的速度－电场关系

1.1.3电子速度过冲

1.2硅器件中的载流子速度饱和及电偶极层的形成

1.3.1高场畴的形成

1.3砷化镓器件中负微分迁移率与高场畴的形成

1.3.2等面积定则

1.33维持电场

参考文献

第二章 JFET与MESFET的工作原理

2.1结构与制造方法

2 1.1双扩散JFET

2.1.2外延扩散JFET

2.1.3集成JFET

2.1.4垂直沟道隐埋栅JFET

2.1.5 薄层外延GaAs MESFET

2.2.1肖克莱模型

2.2工作过程的物理分析

2.1.6离子注入GaAs MESFET

2.2.2沟道中载流子速度饱和

2.2.3沟道中形成高场畴

2.2.4饱和区工作机理讨论

参考文献

第三章JFET与MESFET的直流特性与低频小信号参数

3.1 肖克莱理论（常数迁移率）

3.1.1肖克莱理论

3.1.2非均匀沟道杂质密度分布

3.1.3四极管特性

3.2速度饱和情形（迁移率随电场变化）

3.2.1 μ-E可关系双曲函数近似

3.2.2v-E关系分段线性近似

3.3高场畴情形

3.4各种理论适用范围讨论

3.4.1缓变沟道近似（GCA）的适用范围

3.4.2沟道夹断与速度饱和

3.5小信号漏源电导gd

3.6漏、源串联电阻的影响

3.7温度对直流特性的影响

3.7.1漏极电流的温度特性

3.7.2栅极电流的温度特性

3.7.3夹断电压的温度特性

参考文献

4.1内部FET的高频小信号参量和等效电路A．集总参量物理等效电路法

第四章JFET与MESFET的高频性能

4.1.1高频小信号等效电路

4.1.2高频小信号y参量

4.1.3等效电路元件数值的计算公式（饱和区）

4.2内部FET的高频小信号参量和等效电路B．分布参量传输线模拟法

4.2.1常数迁移率情形

4.2.2速度饱和情形

4.3内部FET的高频小信号参量和等效电路C．解沟道连续方程法

4.3.1沟道连续方程及其解

4.3.2小信号y参量

4.3.3小信号等效电路

4.4.1外部FET的等效电路

4.4外部FET的小信号等效电路和小信号参量

4.4.2外部FET的小信号参量

4.5 JFET、MESFET的高频增益

4.5.1有源四端网络的增益公式

4.5.2 JFET、MESFET的高频增益

4.6增益－带宽积与最高工作频率限制

4.6.1增益－带宽积

4.6.2最高工作频率限制

参考文献

第五章JFET与MESFET的噪声性能

5.1JFET、MESFET中噪声源

5.1.1热噪声

5.2 FET噪声性能的表征

5.1.3产生－复合噪声

5.1.2散粒噪声

5.3硅JFET低频噪声性能

5.4硅JFET中、高频噪声性能

5.4.1沟道热噪声ind

5.4.2感应栅噪声ing

5.4.3噪声系数

5.5微波GaAs MESFET的噪声性能

5.5.1增强约翰逊噪声vndl、ingl

5.5.2强场扩散噪声vnd2、ing2

5.5.3噪声系数

5.5.4半经验公式

5.5.5提高噪声性能的途径

参考文献

第六章JFET与MESFET的功率特性

6.1最大输出功率概述

6.2最大输出电流IF与膝电压VKF

6.3漏源击穿电压BVDS

6.4热阻Rth

6.5功率JFET、MESFET设计考虑

6.5.1结构设计考虑

6.5.2沟道参数设计考虑

6.5.3最大输出功率与频率的关系

6.6功率JFET、MFSFET举例

6.6.1 4GHz 5W GaAs MESFET

6.6.2硅隐埋栅垂直沟道500MHz 20W JFET

参考文献

第二篇 金属－氧化物－半导体场效应晶体管（MOSEET）

第七章MOSFET的物理基础

7.1理想MOS系统

7.1.1半导体表面空间电荷区定性分析

7.1.2半导体表面空间电荷区定量分析

7.2实际MOS系统

7.2.1实际MOS系统中的氧化层与界面电荷

7.2.2实际MOS系统的平带电压

7.3 MOS系统的电容－电压（C-V）特性

7.3.1理想MOS系统的C-V特性

7.3.2实际MOS系统的C-V特性

7.4.1 MOSFET的基本工作原理

7.4 MOSFET的开启电压

7.4.2衬底均匀掺杂MOSFET的开启电压

7.4.3离子注入MOSFET的开启电压

7.5半导体表面迁移率

7.5.1？n与Eχ的关系

7.5.2？与Ey的关系

7.5.3？nmax与NA、Nf的关系

7.5.4？与？的温度效应

参考文献

第八章MOSFET直流特性的一般分析

8.1 MOSFET基本结构

8.2 MOSFET静态伏安特性的定性分析（沟道夹断模型）

8.3.1静态伏安特性的确精表达式

8.3 MOSFET静态伏安特性的定量分析（常数迁移率情形）

8.3.2静态伏安特性的简化表达式

8.3.3衬底偏压对MOSFET伏安特性的影响

8.4.1有效沟道长度调变效应

8.4.饱和区伏安特性与低频小信号漏源电导

8.4.2漏沟静电反馈效应

8.4.3空间电荷限制电流

8.5亚（次）开启漏极电流

8.6小尺寸MOST的伏安特性

8.6.1开启电压的短沟道效应（SCE）

8.6.2开启电压的窄沟道宽度效应（NWE）

8.6.3小尺寸MOSFET的开启电压

8.7 MOSFET的击穿电压

8.6.4小尺寸MOSFET的伏安特性

8.7.1漏衬pn结雪崩击穿

8.7.2漏源势垒区穿通

8.7.3短沟道n沟MOSFET中的负阻击穿与二次击穿

8.7.4栅击穿

8.8漏极电流的温度特性

参考文献

第九章MOSFET直流特性的补充分析

9.1 MOSFET的热电子模型

9.1.1小信号情形

9.1.2大信号情形

9.2 MOSFET伏安特性的全电流分析

9.3.1次开启区的半导体表面势分析

9.3次开启漏极电流的理论分析

9.3.2次开启漏极电流

9.3.3次开启漏极电流的本质

9.3.4界面电荷对次开启漏极电流的影响

9.3.5衬底偏压对次开启漏极电流的影响

参考文献

第十章MOSFET高频小信号性能和瞬变性能

10.1沟道的传输线模拟

10.2内部MOST高频小信号y参量

10.3内部MOSFET高频小信号等效电路

10.4外部MOSFET高频小信号等效电路及y参量

10.5高频小信号增益

10.6.1内部MOSFET的瞬变性能

10.6 MOSFET瞬变性能

10.6.2外部MOSFET的瞬变性能

10.7提高高频性能和开关速度的途径

参考文献

第十一章MOSFET的功率性能和噪声性能

11.1 MOSFET功率性能

11.1.1 MOSFET的最大输出功率与安全工作区

11.1.2功率MOSFET的导通电阻Ron

11.1.3提高MOSFET漏源击穿电压的途径

11.1.4热阻

11.2 MOSFET的噪声性能

11.2.1沟道热噪声

11.2.2感应栅噪声

11.2.3产生－复合噪声

参考文献

第三篇特种场效应晶体管

第十二章特种场效应晶体管

12.1静电感应晶体管（SIT）

12.1.1静电感应晶体管的典型结构

12.1.2静电感应晶体管的工作原理

12.1.3静电感应晶体管的特性

12.1.4静电感应晶体管的用途

12.1.5双极模式静电感应晶体管（BSIT）

12.2穿通型晶体管

12.2.1可透基区晶体管（PBT）

12.2.2穿通型场效应晶体管

12.2.3空间电荷限制三极管

12.3化学敏场效应晶体管

12.3.1气敏场效应晶体管

12.3.2离子敏场效应晶体管（ISFET）

12.4红外光敏场效应晶体管（IRFET）

12.5谐振栅场效应晶体管

12.6磁敏场效应晶体管（MAGFET）

12.7压电场效应晶体管（PI-MOST）

参考文献

附录A杂质密度矩定理（Momnent’Theorem）

附录B JFET、MESFET中缓变沟道近似（GCA）适用范围的分析

附录C JFET、MESFET交流小信号参量中τ1—τ6的表达式

附录D四端网络噪声性能的表征