| 1. デバイス理解の基礎知識 1 |
| 1.1 デバイス理解のために最小限の半導体物理 2 |
| 1.1.1 バンド構造 2 |
| 1.1.2 半導体の電子と正孔 3 |
| 1.1.3 電界による電流 4 |
| 1.1.4 拡散による電流 5 |
| 1.1.5 平衡に戻ろうとする力：発生と再結合 6 |
| 1.1.6 フェルミ準位による電子と正孔の量 7 |
| 1.2 pn接合の動作 10 |
| 1.2.1 順方向電圧印加時 11 |
| 1.2.2 逆方向電圧印加時 13 |
| 1.3 デバイス評価のための回路の知識 14 |
| 1.3.1 ディジタル回路の評価 14 |
| 1.3.2 アナログ回路の評価－遮断周波数 16 |
| 1.3.3 アナログ回路の評価－最大発振周波数 18 |
| 演習問題1 20 |
| 2. MOSFET 23 |
| 2.1 MOSFETの構造 23 |
| 2.2 MOSFETの直流特性 25 |
| 2.2.1 MOS構造でのキャリヤ数 25 |
| 2.2.2 ドレイン電圧が小さいときの電圧－電流特性 30 |
| 2.2.3 ドレイン電圧が大きいときの電圧－電流特性 30 |
| 2.3 動作速度の見積もり 36 |
| 2.3.1 インバータでの見積もり 36 |
| 2.3.2 遮断周波数 42 |
| 2.4 しきい値電圧 45 |
| 2.4.1 絶縁体を通る空乏層からの電気力線によるしきい値電圧分 45 |
| 2.4.2 フラットバンド電圧 48 |
| 2.4.3 電流の正確な表現とボディ効果係数 50 |
| 2.4.4 エンハンスメント型とデイプリージョン型 52 |
| 2.4.5 しきい値電圧の測定方法・蓄積の定義 53 |
| 2.5 スケーリング 56 |
| 2.5.1 短チャネル効果 56 |
| 2.5.2 チャネル長変調効果 59 |
| 2.5.3 速度飽和 60 |
| 2.5.4 定電界スケーリング 62 |
| 2.5.5 実際のスケーリング 63 |
| 2.5.6 スケーリングで解決できないこと 64 |
| 演習問題2 65 |
| 3. バイポーラトランジスタ 67 |
| 3.1 バイポーラトランジスタの基礎 68 |
| 3.1.1 コレクタ電流 68 |
| 3.1.2 ベース電流 71 |
| 3.1.3 電流伝送率と電流増幅率 72 |
| 3.2 等価回路 73 |
| 3.2.1 1ダイオード・1電流源の等価回路 73 |
| 3.2.2 エバースモルモデル 75 |
| 3.2.3 エミッタ接地電圧－電流特性 77 |
| 3.2.4 小信号用等価回路 79 |
| 3.3 コレクタの設計 82 |
| 3.3.1 アーリー効果 84 |
| 3.3.2 パンチスルー 85 |
| 3.3.3 接合の降伏 85 |
| 3.3.4 エミッタ接地での降伏 87 |
| 3.4 速度の推定 89 |
| 3.4.1 拡散容量 90 |
| 3.4.2 拡散容量のみを考慮した場合の遮断周波数 91 |
| 3.4.3 電子の速度 93 |
| 3.4.4 接合容量 95 |
| 3.4.5 接合容量を入れたモデル 96 |
| 3.4.6 最大発振周波数 97 |
| 3.4.7 周波数特性の向上には 98 |
| 3.4.8 MOSFETとの比較 98 |
| 3.5 バイポーラトランジスタにおける再結合 100 |
| 3.5.1 拡散長 100 |
| 3.5.2 pn接合の電圧印加時 102 |
| 3.5.3 ベース層内での再結合の影響 104 |
| 3.5.4 エミッタ中の再結合も考慮したベース電流 107 |
| 3.5.5 再結合を含んだ場合のベース電流と電流伝送率 109 |
| 演習問題3 109 |
| 4. そのほかの電子デバイス 111 |
| 4.1 MOS構造をベースにしたメモリデバイス 111 |
| 4.1.1 DRAM 112 |
| 4.1.2 フラッシュメモリ 114 |
| 4.1.3 CCD 117 |
| 4.2 パワーデバイス 118 |
| 4.2.1 パワーデバイスの評価指標 118 |
| 4.2.2 ダイオード 119 |
| 4.2.3 パワーバイポーラトランジスタ 120 |
| 4.2.4 サイリスタ 121 |
| 4.2.5 パワー MOSFET 123 |
| 4.2.6 IGBT 125 |
| 4.3 化合物半導体トランジスタ 126 |
| 4.3.1 化合物半導体とヘテロ接合 126 |
| 4.3.2 ショットキー接合 129 |
| 4.3.3 MESFET 131 |
| 4.3.4 HEMT 136 |
| 4.3.5 へテロ接合バイポーラトランジスタ 137 |
| 演習問題4 138 |
| 参考図書 141 |
| 演習問題の略解 143 |
| 索引 151 |
| 1. デバイス理解の基礎知識 1 |
| 1.1 デバイス理解のために最小限の半導体物理 2 |
| 1.1.1 バンド構造 2 |
| 1.1.2 半導体の電子と正孔 3 |
| 1.1.3 電界による電流 4 |
| 1.1.4 拡散による電流 5 |
