1 半導体の結晶構造 1 |
1.1 ブラベ格子 1 |
1.2 ダイヤモンド構造と閃亜鉛鉱構造 5 |
1.3 周期関数の表し方と逆格子 7 |
1章 演習問題 12 |
2 半導体のエネルギーバンド 13 |
2.1 水素原子と水素分子 13 |
2.2 エネルギーバンドとエネルギーギャップ 16 |
2.3 ブロッホの定理 18 |
2.4 電子状態の数 21 |
2章 演習問題 25 |
3 バンドの中の電子の振舞い 26 |
3.1 空格子 26 |
3.2 バンド内電子の運動方程式 28 |
3.3 有効質量 32 |
3.4 バンドの中の1電子の運動 34 |
3.5 電子とホール 36 |
3.6 金属,半導体,絶縁体 39 |
3章 演習問題 43 |
4 真性半導体 45 |
4.1 伝導帯・価電子帯の状態密度 46 |
4.2 フェルミ分布 49 |
4.3 電子の分布と伝導帯の有効状態密度 50 |
4.4 ホールの分布と価電子帯の有効状態密度 54 |
4.5 np積一定則 56 |
4.6 真性半導体のキャリア密度とフェルミ・レベル 57 |
4章 演習問題 60 |
5 不純物半導体 61 |
5.1 ドナーとn型半導体 61 |
5.2 アクセプタとp型半導体 64 |
5.3 n型半導体の電子密度 65 |
5.4 p型半導体のホール密度 71 |
5章 演習問題 72 |
6 キャリアの運動 73 |
6.1 移動度 73 |
6.2 平均自由行程と緩和時間 74 |
6.3 拡散とアインシュタインの関係 77 |
6.4 ホール効果 79 |
6章 演習問題 84 |
7 pn接合 86 |
7.1 空乏層の形成 86 |
7.2 拡散電位 88 |
7.3 整流特性 90 |
7.4 空乏層容量 96 |
7章 演習問題 99 |
8 接合トランジスタ 101 |
8.1 接合トランジスタの動作原理 102 |
8.2 接合トランジスタの静特性 104 |
8.3 接合トランジスタの周波数特性 115 |
8章 演習問題 117 |
9 MOS構造とMOSトランジスタ 119 |
9.1 MOS構造のエネルギーバンド 120 |
9.2 表面電荷密度と表面電位 123 |
9.3 MOS電界効果トランジスタ(MOSFET) 129 |
9章 演習問題 137 |
10 光との相互作用 139 |
10.1 エネルギー・運動量保存則 139 |
10.2 太陽電池,フォトダイオード,フォトトランジスタ 143 |
10.3 発光ダイオード,半導体レーザー 146 |
10章 演習問題 148 |
付録 主な半導体の物性定数/ブロッホの定理/半古典的運動方程式電子の統計分布 150 |
演習問題解答 163 |
索引 184 |