半導體物理與器件（第四版）（英文版） [Semiconductor Physics and Devices: Basic Principle] pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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[美] Donald，A.，Neamen（唐納德，A.，尼曼）著，[美] Donald，A.，Neamen（唐納德，A.，尼曼）譯

圖書標籤:

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齣版社：電子工業齣版社

ISBN：9787121309656

版次：4

商品編碼：12150874

包裝：平裝

叢書名：國外電子與通信教材係列

外文名稱：Semiconductor Physics and Devices: Basic Principle

開本：16開

齣版時間：2017-02-01

用紙：膠版紙

頁數：768

具體描述

編輯推薦

適讀人群：本書可作為高等院校微電子技術專業本科生及相關專業研究生的雙語教學教材或參考書，也可作為相關領域工程技術人員的參考資料。
　　

每章開篇給齣中文說明，適閤雙語教學。

內容簡介

本書是微電子技術領域的基礎教程。全書涵蓋瞭量子力學、固體物理、半導體材料物理及半導體器件物理等內容，分成三部分，共15章。第一部分為半導體材料屬性，主要討論固體晶格結構、量子力學、固體量子理論、平衡半導體、輸運現象、半導體中的非平衡過剩載流子；第二部分為半導體器件基礎，主要討論pn結、 pn結二極管、金屬半導體和半導體異質結、金屬氧化物半導體場效應晶體管、雙極晶體管、結型場效應晶體管；第三部分為專用半導體器件，主要介紹光器件、半導體微波器件和功率器件等。書中既講述瞭半導體基礎知識，也分析討論瞭小尺寸器件物理問題，具有一定的深度和廣度。另外，全書各章難點之後均列有例題、自測題，每章末尾均安排有復習要點、重要術語解釋及知識點。全書各章末尾列有習題和參考文獻，書後附有部分習題答案。

作者簡介

美國新墨西哥大學電氣與計算機工程係教授，於新墨西哥大學獲博士學位後，成為Hanscom空軍基地固態科學實驗室電子工程師。1976年加入新墨西哥大學電氣與計算機工程係，從事半導體物理與器件課程和電路課程的教學工作。目前仍為該係的返聘教員。齣版過Microelectronics Circuit Analysis and Design, Fourth Edition和An Introduction to Semiconductor Devices兩本教材。

精彩書評

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第一部分　半導體材料屬性

第?1?章　固體晶格結構 1
1．0　預習 1
1．1　半導體材料 1
1．2　固體類型 2
1．3　空間晶格 3
1．3．1　原胞和晶胞 3
1．3．2　基本的晶體結構 4
1．3．3　晶麵和密勒指數 6
1．3．4　晶嚮 9
1．4　金剛石結構 10
1．5　原子價鍵 12
*1．6　固體中的缺陷和雜質 14
1．6．1　固體中的缺陷 14
1．6．2　固體中的雜質 16
*1．7　半導體材料的生長 17
1．7．1　在熔融體中生長 17
1．7．2　外延生長 19
1．8　小結 20
重要術語解釋 20
知識點 21
復習題 21
習題 21
參考文獻 24
第?2?章　量子力學初步 25
2．0　預習 25
2．1　量子力學的基本原理 25
2．1．1　能量量子化 26
2．1．2　波粒二相性 27
2．1．3　不確定原理 30
2．2　薛定諤波動方程 31
2．2．1　波動方程 31
2．2．2　波函數的物理意義 32
2．2．3　邊界條件 33
2．3　薛定諤波動方程的應用 34
2．3．1　自由空間中的電子 35
2．3．2　無限深勢阱 36
2．3．3　階躍勢函數 39
2．3．4　勢壘和隧道效應 44
2．4　原子波動理論的延伸 46
2．4．1　單電子原子 46
2．4．2　周期錶 50
2．5　小結 51
重要術語解釋 51
知識點 52
復習題 52
習題 52
參考文獻 57
第?3?章　固體量子理論初步 58
3．0　預習 58
3．1　允帶與禁帶 58
3．1．1　能帶的形成 59
3．1．2　剋龍尼剋-潘納模型 63
3．1．3　k 空間能帶圖 67
3．2　固體中電的傳導 72
3．2．1　能帶和鍵模型 72
3．2．2　漂移電流 74
3．2．3　電子的有效質量 75
3．2．4　空穴的概念 78
3．2．5　金屬、絕緣體和半導體 80
3．3　三維擴展 83
3．3．1　矽和砷化鎵的 k 空間能帶圖 83
3．3．2　有效質量的補充概念 85
3．4　狀態密度函數 85
3．4．1　數學推導 85
3．4．2　擴展到半導體 88
3．5　統計力學 91
3．5．1　統計規律 91
3．5．2　費米-狄拉剋概率函數 91
3．5．3　分布函數和費米能級 93
3．6　小結 98
重要術語解釋 98
知識點 99
復習題 99
習題 100
參考文獻 104
第 4 章　平衡半導體 106
4．0　預習 106
4．1　半導體中的載流子 106
4．1．1　電子和空穴的平衡分布 107
4．1．2　n0方程和p0方程 109
4．1．3　本徵載流子濃度 113
4．1．4　本徵費米能級位置 116
4．2　摻雜原子與能級 118
4．2．1　定性描述 118
4．2．2　電離能 120
4．2．3　III-V族半導體 122
4．3　非本徵半導體 123
4．3．1　電子和空穴的平衡狀態分布 123
4．3．2　n0和p0的乘積 127
*4．3．3　費米-狄拉剋積分 128
4．3．4　簡並與非簡並半導體 130
4．4　施主和受主的統計學分布 131
4．4．1　概率函數 131
4．4．2　完全電離與束縛態 132
4．5　電中性狀態 135
4．5．1　補償半導體 135
4．5．2　平衡電子和空穴濃度 136
4．6　費米能級的位置 141
4．6．1　數學推導 142
4．6．2　EF隨摻雜濃度和溫度的變化 144
4．6．3　費米能級的應用 145
4．7　小結 147
重要術語解釋 148
知識點 148
復習題 149
習題 149
參考文獻 154
第 5 章　載流子輸運現象 156
5．0　預習 156
5．1　載流子的漂移運動 156
5．1．1　漂移電流密度 156
5．1．2　遷移率 159
5．1．3　電導率 164
5．1．4　飽和速度 169
5．2　載流子擴散 172
5．2．1　擴散電流密度 172
5．2．2　總電流密度 175
5．3　雜質梯度分布 176
5．3．1　感生電場 176
5．3．2　愛因斯坦關係 178
*5．4　霍爾效應 180
5．5　小結 183
重要術語解釋 183
知識點 184
復習題 184
習題 184
參考文獻 191
第 6 章　半導體中的非平衡過剩載流子 192
6．0　預習 192
6．1　載流子的産生與復閤 193
6．1．1　平衡態半導體 193
6．1．2　過剩載流子的産生與復閤 194
6．2　過剩載流子的性質 198
6．2．1　連續性方程 198
6．2．2　與時間有關的擴散方程 199
6．3　雙極輸運 201
6．3．1　雙極輸運方程的推導 201
6．3．2　摻雜及小注入的約束條件 203
6．3．3　雙極輸運方程的應用 206
6．3．4　介電弛豫時間常數 214
*6．3．5　海恩斯-肖剋萊實驗 216
6．4　準費米能級 219
*6．5　過剩載流子的壽命 221
6．5．1　肖剋萊-裏德-霍爾復閤理論 221
6．5．2　非本徵摻雜和小注入的約束
條件 225
*6．6　錶麵效應 227
6．6．1　錶麵態 227
6．6．2　錶麵復閤速度 229
6．7　小結 231
重要術語解釋 231
知識點 232
復習題 233
習題 233
參考文獻 240

第二部分　半導體器件基礎

第 7 章　pn結 241
7．0　預習 241
7．1　pn結的基本結構 241
7．2　零偏 243
7．2．1　內建電勢差 243
7．2．2　電場強度 246
7．2．3　空間電荷區寬度 249
7．3　反偏 251
7．3．1　空間電荷區寬度與電場 251
7．3．2　勢壘電容（結電容） 254
7．3．3　單邊突變結 256
7．4　結擊穿 258
*7．5　非均勻摻雜pn結 262
7．5．1　綫性緩變結 263
7．5．2　超突變結 265
7．6　小結 267
重要術語解釋 268
知識點 268
復習題 269
習題 269
參考文獻 275
第 8 章　pn結二極管 276
8．0　預習 276
8．1　pn結電流 276
8．1．1　pn結內電荷流動的定性描述 277
8．1．2　理想的電流-電壓關係 278
8．1．3　邊界條件 279
8．1．4　少數載流子分布 283
8．1．5　理想pn結電流 286
8．1．6　物理學小結 290
8．1．7　溫度效應 292
8．1．8　短二極管 293
8．2　産生-復閤電流和高注入級彆 295
8．2．1　産生復閤電流 296
8．2．2　高級注入 302
8．3　pn 結的小信號模型 304
8．3．1　擴散電阻 305
8．3．2　小信號導納 306
8．3．3　等效電路 313
*8．4　電荷存儲與二極管瞬態 314
8．4．1　關瞬態 315
8．4．2　開瞬態 317
*8．5　隧道二極管 318
8．6　小結 321
重要術語解釋 322
知識點 322
復習題 323
習題 323
參考文獻 330
第 9 章　金屬半導體和半導體異質結 331
9．0　預習 331
9．1　肖特基勢壘二極管 331
9．1．1　性質上的特徵 332
9．1．2　理想結的特性 334
9．1．3　影響肖特基勢壘高度的
非理想因素 338
9．1．4　電流-電壓關係 342
9．1．5　肖特基勢壘二極管與pn結
二極管的比較 345
9．2　金屬-半導體的歐姆接觸 349
9．2．1　理想非整流接觸勢壘 349
9．2．2　隧道效應 351
9．2．3　比接觸電阻 352
9．3　異質結 354
9．3．1　形成異質結的材料 354
9．3．2　能帶圖 354
9．3．3　二維電子氣 356
*9．3．4　靜電平衡態 358
*9．3．5　電流-電壓特性 363
9．4　小結 363
重要術語解釋 364
知識點 364
復習題 365
習題 365
參考文獻 370
第 10 章　金屬-氧化物-半導體
?場效應晶體管基礎 371
10．0?預習 371
10．1?雙端MOS結構 371
10．1．1　能帶圖 372
10．1．2　耗盡層厚度 376
10．1．3　麵電荷密度 380
10．1．4　功函數差 382
10．1．5　平帶電壓 385
10．1．6　閾值電壓 388
10．2?電容-電壓特性 394
10．2．1　理想C-V特性 394
10．2．2　頻率特性 399
10．2．3　固定柵氧化層電荷和
界麵電荷效應 400
10．3?MOSFET基本工作原理 403
10．3．1　MOSFET結構 403
10．3．2　電流-電壓關係――概念 404
*10．3．3　電流-電壓關係
――數學推導 410
*10．3．4　跨導 418
10．3．5　襯底偏置效應 419
10．4?頻率限製特性 422
10．4．1　小信號等效電路 422
10．4．2　頻率限製因素和截止頻率 425
*10．5?CMOS技術 427
10．6?小結 430
重要術語解釋 431
知識點 432
復習題 432
習題 433
參考文獻 441
第 11 章　金屬-氧化物-半導體
?場效應晶體管：概念的深入 443
11．0?預習 443
11．1?非理想效應 443
11．1．1　亞閾值電導 444
11．1．2　溝道長度調製效應 446
11．1．3　遷移率變化 450
11．1．4　速度飽和 452
11．1．5　彈道輸運 453
11．2?MOSFET按比例縮小理論 455
11．2．1　恒定電場按比例縮小 455
11．2．2　閾值電壓――一級近似 456
11．2．3　全部按比例縮小理論 457
11．3?閾值電壓的修正 457
11．3．1　短溝道效應 457
11．3．2　窄溝道效應 461
11．4?附加電學特性 464
11．4．1　擊穿電壓 464
*11．4．2　輕摻雜漏晶體管 470
11．4．3　通過離子注入進行閾值
調整 472
*11．5?輻射和熱電子效應 475
11．5．1　輻射引入的氧化層電荷 475
11．5．2　輻射引入的界麵態 478
11．5．3　熱電子充電效應 480
11．6?小結 481
重要術語解釋 481
知識點 482
復習題 482
習題 483
參考文獻 489
第 12 章　雙極晶體管 491
12．0?預習 491
12．1?雙極晶體管的工作原理 491
12．1．1　基本工作原理 493
12．1．2　晶體管電流的簡化錶達式 495
12．1．3　工作模式 498
12．1．4　雙極晶體管放大電路 500
12．2?少子的分布 501
12．2．1　正嚮有源模式 502
12．2．2　其他工作模式 508
12．3?低頻共基極電流增益 509
12．3．1　有用的因素 509
12．3．2　電流增益的數學錶達式 512
12．3．3　小結 517
12．3．4　電流增益的計算 517
12．4?非理想效應 522
12．4．1　基區寬度調製效應 522
12．4．2　大注入效應 524
12．4．3　發射區禁帶變窄 526
12．4．4　電流集邊效應 528
*12．4．5　基區非均勻摻雜的影響 530
12．4．6　擊穿電壓 531
12．5?等效電路模型 536
*12．5．1　Ebers-Moll模型 537
12．5．2　Gummel-Poon模型 540
12．5．3　H-P模型 541
12．6?頻率上限 545
12．6．1　延時因子 545
12．6．2　晶體管截止頻率 546
12．7?大信號開關 549
12．7．1　開關特性 549
12．7．2　肖特基鉗位晶體管 551
*12．8?其他的雙極晶體管結構 552
12．8．1　多晶矽發射區雙極
結型晶體管 552
12．8．2　SiGe基區晶體管 554
12．8．3　異質結雙極晶體管 556
12．9?小結 558
重要術語解釋 559
知識點 559
復習題 560
習題 560
參考文獻 569
第 13 章　結型場效應晶體管 571
13．0?預習 571
13．1?JFET概念 571
13．1．1　pn JFET的基本工作原理 572
13．1．2　MESFET的基本工作原理 576
13．2?器件的特性 578
13．2．1　內建夾斷電壓、夾斷
電壓和漏源飽和電壓 578
13．2．2　耗盡型JFET的
理想直流I-V特性 582
13．2．3　跨導 587
13．2．4　MESFET 588
*13．3?非理想因素 593
13．3．1　溝道長度調製效應 594
13．3．2　飽和速度影響 596
13．3．3　亞閾值特性和柵電流效應 596
*13．4?等效電路和頻率限製 598
13．4．1　小信號等效電路 598
13．4．2　頻率限製因子和截止頻率 600
*13．5?高電子遷移率晶體管 602
13．5．1　量子阱結構 603
13．5．2　晶體管性能 604
13．6?小結 609
重要術語解釋 609
知識點 610
復習題 610
習題 611
參考文獻 616

第三部分　專用半導體器件

第 14 章　光器件 618
14．0?預習 618
14．1?光學吸收 618
14．1．1　光子吸收係數 619
14．1．2　電子-空穴對的産生率 622
14．2?太陽能電池 624
14．2．1　pn結太陽能電池 624
14．2．2　轉換效率與太陽光集中 627
14．2．3 　非均勻吸收的影響 628
14．2．4　異質結太陽能電池 629
14．2．5　非晶態（無定形）矽
太陽能電池 630
14．3?光電探測器 633
14．3．1　光電導體 633
14．3．2　光電二極管 635
14．3．3　PIN光電二極管 640
14．3．4　雪崩二極管 641
14．3．5　光電晶體管 642
14．4?光緻發光和電緻發光 643
14．4．1　基本躍遷 644
14．4．2　發光效率 645
14．4．3　材料 646
14．5?光電二極管 648
14．5．1　光的産生 648
14．5．2　內量子效率 649
14．5．3　外量子效率 650
14．5．4　LED器件 652
14．6?激光二極管 654
14．6．1　受激輻射和分布反轉 655
14．6．2　光學空腔諧振器 654
14．6．3　閾值電流 658
14．6．4　器件結構與特性 660
14．7?小結 661
重要術語解釋 662
知識點 663
復習題 663
習題 664
參考文獻 668
第 15 章　半導體功率器件 670
15．0?預習 670
15．1?隧道二極管 670
15．2?耿氏二極管 672
15．3?雪崩二極管 675
15．4?功率雙極晶體管 677
15．4．1　垂直式功率晶體管結構 677
15．4．2 　功率晶體管特性 678
15．4．3　達林頓組態 682
15．5?功率MOSFET 684
15．5．1　功率晶體管結構 684
15．5．2　功率MOSFET特性 685
15．5．3 　寄生雙極晶體管 689
15．6?半導體閘流管 691
15．6．1　基本特性 691
15．6．2　SCR的觸發機理 694
15．6．3　SCR的關斷 697
15．6．4　器件結構 697
15．7?小結 701
重要術語解釋 702
知識點 703
復習題 703
習題 703
參考文獻 706
附錄A　部分參數符號列錶 707
附錄B　單位製、單位換算和通用常數 714
附錄C　元素周期錶 717
附錄D　能量單位――電子伏特 718
附錄E　薛定諤波動方程的推導 720
附錄F　有效質量概念 721
附件G　誤差函數 726
附錄Ｈ　部分習題參考答案 727
索引 735

前言/序言

　　宗旨與目標
　　齣版本書第四版的目的在於將有關半導體器件的特性、工作原理及其局限性的基礎知識介紹給讀者。要想更好地理解這些基礎知識，就必須對半導體材料物理知識進行全麵的瞭解。本書有意將量子力學、固體量子理論、半導體材料物理和半導體器件物理綜閤在一起，因為所有這些理論對瞭解當今半導體器件的工作原理及其未來的發展是非常重要的。
　　在這本教科書中所包含的物理知識遠遠超過瞭許多半導體器件入門書籍中所涵蓋的內容。盡管本書覆蓋麵很廣，但作者堅信：一旦透徹理解瞭這些入門知識和材料物理知識，那麼對半導體器件物理的理解就會水到渠成，而且會理解得更快，學習效率更高。本書對基礎物理知識的不惜篇幅，將有助於讀者更好地理解甚至可能開發齣新型的半導體器件。
　　既然本書的目的在於為讀者奉獻一部有關半導體器件理論的入門書籍，因此許多深奧的理論並未涉及，同時也未對半導體的製造工藝做仔細描述。雖然本書對諸如擴散和離子注入等製造工藝有所涉獵並進行瞭一般性討論，但僅局限於那些對器件特性有直接影響的工藝和場閤。
　　預備知識
　　由於本書針對的是電氣工程領域大學三年級和大學大四級的學生，因此假設讀者已經掌握瞭微分方程、大學物理和電磁學的基礎知識。當然，瞭解現代物理知識更好，但這並不必需。預先修完電子綫路基礎課程對閱讀本書會更有幫助。
　　章節安排
　　本書分為三部分：第一部分介紹量子力學初步知識和半導體材料物理；第二部分介紹半導體器件物理的基本知識；第三部分介紹專用半導體器件，包括光器件、微波器件和功率器件。
　　第一部分包括第1章至第6章。第1章先從固體晶格結構開始，然後過渡到理想單晶半導體材料。第2章和第3章介紹量子力學和固體量子理論，這些都是必須掌握的基礎物理知識。第4章到第6章覆蓋瞭半導體材料物理知識。其中，第4章討論熱平衡半導體物理，第5章討論半導體內部的載流子輸運現象。非平衡過剩載流子是第6章的主要內容，理解半導體中的過剩載流子行為對於理解器件物理至關重要。
　　第二部分包括第7章到第13章。第7章主要討論pn結電子學；第8章討論pn結電流-電壓特性；第9章討論整流及非整流金屬半導體結和半導體異質結；第10章和第11章闡述MOS場效應晶體管理論；第12章探討雙極型晶體管；第13章闡述結型場效應管。在詳盡介紹pn結理論後，關於這三種基本晶體管類型的章節，讀者可不必按順序閱讀，因為這些章節彼此之間是相互獨立的。
　　第三部分包括第14章和第15章。第14章介紹光器件，如太陽能電池和發光二極管；第15章介紹半導體微波器件和半導體功率器件。
　　本書末尾是8個附錄。附錄A是符號列錶，以幫助讀者瞭解各種符號及其含義。附錄B包含單位轉換錶與常數錶。附錄H 給齣瞭部分習題的答案，有助於學生檢查自身的學習情況。
　　使用說明
　　本書可作為本科生第三學期或第四學期一個學期的教材。和許多課本一樣，本書的內容不可能在一個學期內全部講授完。這就給授課老師提供瞭一定的自由空間，授課老師可根據教學目的對教材內容進行取捨。下文給齣瞭兩種可供選擇的安排，但本書不是百科全書。對於可以略過而又不會影響全書連貫性的章節，我們在目錄和對應章節中用*號予以標記。這些章節盡管在半導體器件物理的發展中很重要，但可以推遲講授。新墨西哥大學電子工程專業大三學生的一門課程廣泛使用瞭本書中的材料。建議用略小於半個學期的時間學習前六章；剩餘的時間用於學習pn結、金屬-氧化物-半導體場效應晶體管和雙極型晶體管。其他的一些主題可考慮在學期末學習。
　　盡管MOS晶體管先於雙極型晶體管或結型場效應晶體管闡述，但描述三種基本晶體管類型之一的各個章節都是彼此獨立的，任何一種類型都可以先講。
　　注意事項
　　本書引入瞭有關半導體材料和器件物理等理論知識。雖然許多電子工程係的學生更樂於製作電子電路和計算機編程，而不是去學習有關半導體器件的理論，但是本書的內容對於理解諸如微處理器等電子器件的局限性是至關重要的。
　　數學的應用貫穿全書，這看起來很枯燥，但最後的結論是其他手段無法獲得。盡管有些描述工藝的數學模型看起來很抽象，但它們描述和預言物理過程方嚮的能力已完全經受住瞭時間的考驗。
　　作者鼓勵讀者經常研讀每一章的開始部分，以便深刻領會每章或每個主題的目的。這種不斷的復習對學習前五章尤為重要，因為它們講述的是基礎物理知識。
　　還應注意的是，盡管有些章節可以略過且不會影響連貫性，但有些教師還是會選擇這些章節。因此，標*號的章節並不意味著不重要。
　　有些問題可能到課程結束時也得不到解答，理解這一點也很重要。雖然作者不喜歡“它可以這樣講”之類的說法，但書中有些概念的推導確實超齣瞭本書的範圍。本書對這一科目僅具導論性質。對那些修完課程後還沒有解決的問題，我們鼓勵讀者記下這些問題，或許在後續課程中這些問題就能得到解答。
　　教學順序
　　對於教學順序，每位教師都有自己的選擇，但通常有兩種方案。第一種方案稱為MOSFET方案，是在講授雙極型晶體管之前講授MOS晶體管。讀者會注意到本書中的MOSFET內容放到瞭pn 結二極管之後的第10章和第11章。
　　第二種方案稱為雙極型方案，也稱為傳統方案，是在討論pn結二極管後立即介紹雙極型晶體管。由於MOSFET 留在學期末講授，因此到時可能沒有足夠的時間來講授這一重要主題。
　　遺憾的是，由於時間限製，將每一章中的所有內容在一個學期內都講完是不可能的。餘下的內容可以留到下一個學期講授或留給讀者自學。
　　MOSFET 方案
　　第1章晶格結構
　　第2章、第3章量子力學和固體物理選講
　　第4章半導體物理
　　第5章輸運現象
　　第6章非平衡過剩載流子選講
　　第7章 pn結
　　第10章、第11章 MOS晶體管
　　第8章 pn結二極管
　　第9章肖特基二極管簡介
　　第12章雙極型晶體管，其他選講內容
　　雙極型方案
　　第1章晶格結構
　　第2章、第3章量子力學和固體物理選講
　　第4章半導體物理
　　第5章輸運現象
　　第6章非平衡態特性選講
　　第7章、第8章 pn結和pn結二極管
　　第9章肖特基二極管簡介
　　第12章雙極型晶體管
　　第10章、第11章 MOS晶體管，其他選講內容
　　第四版新內容
　　排列順序：關於MOSFET的兩章移到瞭雙極型晶體管一章的前麵。這一改變強調瞭MOS晶體管的重要性。
　　半導體微波器件：第15章中添加瞭一小節關於三種專用半導體微波器件的內容。
　　新附錄：添加瞭關於有效質量概念的附錄F。教材的許多計算中使用瞭兩個有效質量。該附錄給齣瞭每種有效質量的理論知識，並討論瞭何時在特定計算中使用哪一種有效質量。
　　預習小節：每章以簡介開始，然後以項目列錶的形式給齣預習內容。每個預習項均給齣瞭該章的一個特殊目標。
　　練習題：添加瞭超過100道練習題，每道例題後麵均提供一道練習題。練習題類似於例題，以便讀者即時測試對剛講內容的理解程度。每道練習題均提供有答案。
　　測試理解題：每章主要小節末尾添加瞭約40%的新測試理解題。通常，這些練習題比每個例題後的練習題更全麵。這些習題將有助於讀者在學習新內容前理解所學內容。
　　章末習題：添加瞭330多道章尾習題，即這一版中有約48%的章末習題是全新的。
　　第四版特色
　　數學知識更為嚴密：保留瞭清晰理解半導體材料和器件物理基本數學知識的嚴密性。
　　例題：書中列舉瞭大量的例子來強化涉及的理論概念，這種做法貫穿全書。這些例子覆蓋瞭所有分析和設計的細節，因此讀者不必自行補充其忽略的步驟。
　　小結：每一章的末尾提供瞭小結部分，它總結瞭該章得齣的結論並復習所描述的基本概念。
　　重要術語解釋：每章的小結之後列齣瞭重要術語解釋，這部分定義並總結瞭該章所討論的重要術語。
　　知識點：指齣瞭學習該章應該達到的目的及讀者應該獲得的能力。在轉到後續章節前，這些知識可以用來幫助評估學習的進展。
　　復習題：每章末有一係列復習題，可用於自測，以讓讀者瞭解自己對該章概念的掌握程度。
　　章末習題：按照每章中專題齣現的順序，給齣瞭大量的習題。
　　小結和復習題：小結和復習節中的一些習題是開放式的設計習題，在多數章的末尾給齣。
　　參考文獻：每章後都附有參考文獻，其中那些難度高於本書的參考書用星號標明。
　　部分習題答案：最後的附錄給齣瞭部分習題的答案。瞭解答案會有助於解題。
　　聯機資源
　　本書的配套網站為www.mhhe.com/neamen。網站上包含有適用於教師的習題解答手冊和圖像庫。教師也可以訪問這一版本的完整聯機解答手冊組織係統，以生成試題並布置作業、生成定製內容、編輯提供的習題和解答。
　　緻謝
　　幾年來，我的許多學生幫助我改進瞭本書的第四版，當然也包括前幾版。在此，對他們的工作錶示衷心的感謝，感謝他們的熱情與建設性的批評。
　　感謝McGraw-Hill公司的許多員工，感謝他們的大力支持。特彆要感謝策劃編輯Peter Massart 和責任編輯Lora Neyens，感謝他們的鼓勵、支持和對細節的關注。還要感謝項目經理們在本書齣版的最後階段提供的指導。
　　感謝那些審讀過本書前三版手稿並提齣過建設性意見的所有人員，還要感謝那樣仔細校對新習題解答的人員。最後，感謝本書新版本齣版前審閱過本書的人員，他們的貢獻和建議對於提升本書很有價值。
　　第四版的審閱人員
　　特彆感謝如下審閱人員對本書第四版提齣的建設性意見與建議：
　　Sandra Selmic，路易斯安那工學院
　　Terence Brown，密歇根州立大學
　　Timothy Wilson，俄剋拉荷馬州立大學
　　Lili He，聖何塞州立大學
　　Michael Stroscio，伊利諾伊-芝加哥大學
　　Andrei Sazonov，滑鐵盧大學
　　緒論　半導體和集成電路
　　我們經常聽說我們生活在信息時代。譬如，我們可以通過互聯網或衛星通信係統從韆裏之外獲得大量信息，而正是基於數字與模擬電子係統的信息技術和晶體管與集成電路（IC）的發展使之成為可能。IC産品已滲透到我們日常生活的每一個方麵，包括CD播放器、傳真機、零售店的激光掃描儀和移動電話在內的電子設備，均要使用IC。IC技術最明顯的例子之一是數字計算機，與幾