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1.

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1. 半導体デバイス
古川静二郎執筆
出版情報: 東京 : コロナ社, 1982.10  xi, 230p ; 22cm
シリーズ名: 電子通信学会大学シリーズ / 電子通信学会編 ; E-1
所蔵情報: loading…
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1.半導体の基礎
   1.1 結晶とエネルギー帯域構造 1
   1.1.1 結晶と非晶質 1
   1.1.2 結晶構造 2
   1.1.3 半導体結晶のエネルギー帯構造 3
   1.1.4 半導体材料の多様性 7
   1.2 キャリヤ密度 8
   1.2.1 2種類のキャリヤと有効質量 8
   1.2.2 真性半導体と外因性半導体 10
   1.2.3 キャリヤ密度とフェルミ準位 11
   1.3 半導体中の電気伝導 17
   1.3.1 ドリフト現象 17
   1.3.2 拡散現象 19
   1.3.3 電流の式 20
   1.3.4 キャリヤの熱的発生と再結合 21
   1.3.5 電流連続の式 26
   演習問題 28
2.接合と障壁
   2.1 pn接合と整流特性 30
   2.1.1 pn接合の重要性 30
   2.1.2 階段接合の整流作用 31
   2.2 空間電荷層の特性 34
   2.2.1 階段接合の場合 34
   2.2.2 傾斜形pn接合 37
   2.3 理想pn接合の静的電圧・電流特性 39
   2.3.1 解析の仮定 39
   2.3.2 過剩キャリヤ密度 40
   2.3.3 中性領域を流れる電流 41
   2.4 金属-半導体接触の電気伝導 45
   2.4.1 理想整流接触 45
   2.4.2 理想金属-半導体整流接触の電圧電流特性 47
   2.4.3 金属-半導体オーミック接触 49
   演習問題 50
3.半導体デバイスの製作法
   3.1 半導体の精製 52
   3.2 結晶成長 53
   3.2.1 バルク結晶成長 53
   3.2.2 エピタキシアル成長 54
   3.3 不純物導入法 55
   3.3.1 結晶成長過程の不純物導入法とpn接合形成 55
   3.3.2 熱拡散法 56
   3.3.3 イオン打込み法 57
   3.4 プレーナ技術 59
   3.4.1 酸化膜の形成 59
   3.4.2 ホトリングラフィと化学エッチング 60
   3.4.3 電極付着 61
   3.4.4 プレーナダイオードの製作 62
   演習問題 63
4.半導体ダイオードとその実際
   4.1 pnダイオードの直流特性の実際 64
   4.1.1 キャリヤの発生と再結合効果 65
   4.1.2 降伏現象 67
   4.1.3 直列抵抗効果 71
   4.1.4 高水準注入効果 72
   4.2 薄いベース層を有するpn接合ダイオードの直流特性 73
   4.2.1 npp+形ダイオードの電流・電圧特性 74
   4.2.2 キャリヤのベース走行時間 75
   4.3 pn接合ダイオードの動特性 77
   4.3.1 少数キャリヤ蓄積効果 77
   4.3.2 拡散容量と接合容量 77
   4.3.3 スイッチング特性の過渡特性 78
   4.4 半導体ダイオードの回路モデル 80
   4.4.1 微小信号モデル 80
   4.4.2 大信号直流モデル 81
   4.5 半導体ダイオードの応用 82
   4.5.1 整流ダイオード 82
   4.5.2 検波ダイオード 84
   4.5.3 スイッチングダイオード 86
   4.5.4 ステップレカバリダイオード 88
   4.5.5 pinダイオード 88
   4.5.6 可変容量ダイオード 88
   4.5.7 定電圧ダイオード 89
   演習問題 90
5.トランジスタ構造とその増幅作用
   5.1 増幅用デバイスの分類 91
   5.2 動作原理 92
   5.2.1 ベース接地トランジスタの増幅作用 92
   5.2.2 エミッタ接地トランジスタの増幅作用 95
   5.2.3 電流駆動形増幅デバイス 97
   5.3 電流伝送率 98
   5.3.1 注入効率 99
   5.3.2 輸送効率 100
   5.3.3 コレクタ効率 101
   5.3.4 電流伝送率αとドーピング分布 101
   5.4 バイポーラトランジスタの小信号等価回路 102
   5.4.1 ベース接地T形等価回路 103
   5.4.2 エミッタ接地T形等価回路 103
   5.4.3 コレクタ接地T形等価回路 104
   5.4.4 トランジスタ応用の多様性 105
   5.5 四端子パラメータ 106
   演習問題 109
6.バイポーラトランズスタの動作の実際
   6.1 高周波動作 111
   6.1.1 電流伝送率の遮断周波数 111
   6.1.2 高周波等価回路 113
   6.1.2 エミッタ接地回路の利得帯域幅積 115
   6.2 トランジスタの雑音特性 118
   6.2.1 雑音に関する基礎事項 118
   6.2.2 トランジスタの雑音 119
   6.3 トランジスタに見られる諸効果 120
   6.3.1 ドリフト効果 120
   6.3.2 電流増幅率のエミッタ電流依存性とキャリヤ再結合効果 121
   6.3.3 電子雪崩効果 122
   6.3.4 アーリー効果 122
   6.3.5 残留抵抗効果 123
   6.3.6 カーク効果 123
   6.3.7 電流集中効果 123
   6.4 スイッチング動作 124
   6.4.1 スイッチングの基本回路 124
   6.4.2 トランジスタの動作状態 125
   6.4.3 スイッチング速度 126
   6.5 各種トランジスタの実際と応用 128
   6.5.1 バイポーラトランジスタ増幅回路とバイアス回路 128
   6.5.2 大電力トランジスタ 130
   6.5.3 マイクロ波用トランジスタ 133
   6.5.4 スイッチングトランジスタ 134
   6.6 モノリシックバイポーラトランジスタ集積回路 135
   6.6.1 集積回路の特徴 135
   6.6.2 IC構成法 136
   6.6.3 バイポーラICの実例 137
   演習問題 138
7.金属・絶縁物・半導体構造とその増幅作用
   7.1 増幅作用の物理的意味 140
   7.2 理想MIS構造の性質 142
   7.2.1 理想MIS構造の基本特性 143
   7.2.2 誘導電荷密度のゲート電圧依存性 147
   7.3 しきい電圧に与えるその他の諸効果 149
   7.3.1 仕事関数差 149
   7.3.2 絶縁膜の電荷 150
   7.3.3 界面準位密度 151
   7.4 MISトランジスタの基本特性 153
   7.4.1 線形領域の動作 153
   7.4.2 ピンチオフ領域の動作 155
   7.4.3 エンハンスメント形およびデプレション形FET 156
   7.4.4 nチャネルとpチャネル形FET 157
   演習問題 158
8.電界効果トランジスタと関連デバイス
   8.1 MIS FETの動特性 160
   8.1.1 動的モデルと徴小信号等価回路 160
   8.1.2 利得帯域幅積 162
   8.2 MIS FET における諸効果 164
   8.2.1 基板バイアス効果 164
   8.2.2 チャネル長変調効果 165
   8.2.3 突抜けと電子雪崩降伏効果 165
   8.2.4 二次元キャリヤドリフト効果と強電界効果 166
   8.2.5 ソース残留抵抗効果 166
   8.3 MIS FETの実際と応用 167
   8.3.1 MOS FETの小信号パラメータ 167
   8.3.2 交流増幅回路 168
   8.3.3 大電力MIS FET増幅回路 169
   8.3.4 ディジタル回路 169
   8.3.5 スイッチング回路 170
   8.4 MOS集積回路(IC) 171
   8.4.1 MOSインバータ 171
   8.4.2 MOSメモリ 173
   8.4.3 電荷転送デバイス(CTD) 175
   8.5 接合およびショットキー障壁FET 177
   8.5.1 pn接合FET 177
   8.5.2 ショットキー障壁(SB)FET 180
   8.6 静電誘導形トランジスタ(SIT) 181
   8.6.1 原理と構造 182
   8.6.2 SITの応用と実祭 185
   演習問題 186
9.能動二端子デバイス
   9.1 負性抵抗と不安定性 188
   9.2 サイリスタ 189
   9.2.1 ショックレーダイオード 189
   9.2.2 SCRにおけるトリガ機構 191
   9.2.3 SCRの応用 192
   9.2.4 サイリスタの実際と変種 194
   9.3 ユニジャンクショントランジスタ 197
   9.3.1 UJTの構造と原理 197
   9.3.2 UJTの応用 198
   9.4 マイクロ波能動デバイス 199
   9.4.1 エサキダイオード 199
   9.4.2 ガンダイオード 200
   9.4.3 インパットダイオード 202
   9.4.4 その他の走行時間ダイオード 203
   演習問題 204
10.電気・光変換デバイス
   10.1 半導体の光物性 205
   10.1.1 半導体による吸収 205
   10.1.2 半導体における発光現象 206
   10.2 光検出デバイス 208
   10.2.1 光導電セル 208
   10.2.2 ホトダイオード 211
   10.2.3 雪崩ホトダイオード 213
   10.2.4 ホトトランジスタ 214
   10.3 太陽電池 215
   10.4 発光素子 218
   10.4.1 発光ダイオード 218
   10.4.2 半導体レーザ 219
   演習問題 222
付録 224
演習問題解答 225
索引 227
1.半導体の基礎
   1.1 結晶とエネルギー帯域構造 1
   1.1.1 結晶と非晶質 1
2.

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2. 光エレクトロニクス
大越孝敬執筆
出版情報: 東京 : コロナ社, 1982.8  xii, 219p ; 22cm
シリーズ名: 電子情報通信学会大学シリーズ / 電子情報通信学会編 ; F-10
所蔵情報: loading…
目次情報: 続きを見る
1.概説
   1.1 はじめに 1
   1.2 光エレクトロニクスの歴史 2
   1.2.1 電気通信技術の高周波化 2
   1.2.2 電波技術から光波技術へ 4
   1.3 レーザの原理と構造 4
   1.3.1 レーザの原理 4
   1.3.2 He-Ne(ヘリウム・ネオン)レーザ 6
   1.3.3 半導体レーザ 8
   1.4 本書の構成 12
   演習問題 12
2.波動光学
   2.1 マクスウェルの方程式 13
   2.2 波動方程式 13
   2.3 伝搬定数 15
   2.4 z方向に進む平面波 16
   2.5 任意の方向に進む平面波 18
   2.6 金属導波管中の波動と表面波 19
   2.7 伝送パワー 20
   2.8 位相速度と群速度 21
   2.9 k-β図表 22
   2.10 偏光 23
   2.10.1 基本式 24
   2.10.2 直線偏光 24
   2.10.3 円偏光 24
   2.10.4 だ円偏光 25
   2.11 誘電体の界面における屈折と反射 26
   2.11.1 スネルの法則 26
   2.11.2 入射光の電界が入射面に垂直な場合 27
   2.11.3 入射光の電界が入射面に平行な場合 29
   2.11.4 ブルースタ角 29
   2.11.5 グースヘンヒェン偏移 31
   2.12 干渉とコヒーレンス 31
   2.12.1 干渉じまの記録 31
   2.12.2 干渉じまの鮮明度 33
   2.12.3 コヒーレンスとコヒーレンス長 33
   2.12.4 コヒーレンスのより正確な表示 34
   2.12.5 半導体レーザの場合 35
   2.12.6 He-Neレーザの場合 36
   演習問題 37
3.幾何光学
   3.1 波動光学と幾何光学 38
   3.2 アイコナール方程式 39
   3.3 光線方程式 41
   演習問題 43
4.回折
   4.1 歴史的背景 44
   4.1.1 ホイゲンスの原理 44
   4.1.2 フレネルの回折理論 45
   4.2 回折の基礎理論 46
   4.2.1 キルヒホッフの積分定理 46
   4.2.2 フレネル・キルヒホッフの回折積分 47
   4.2.3 フレネル・キルヒホッフの回折積分の物理的意味 48
   4.3 近軸上の回折波の伝搬 49
   4.3.1 近軸上の回折問題 49
   4.3.2 フレネル回折とフラウンホーファ回折 50
   4.3.3 各回折像の計算法 52
   4.3.4 フラウンホーファ回折像がフーリエ変換像となることの物理的意味 54
   4.4 等価的にフラウンホーファ回折像を得るための光学系 55
   4.4.1 フーリエ変換光学系(I) 56
   4.4.2 フーリエ変換光学系(II) 58
   4.5 種々の開口に対するフラウンホーファ回折像 58
   4.5.1 方形開口の場合 58
   4.5.2 スリット状の開口の場合 60
   4.5.3 円形開口の場合 60
   4.5.4 正弦波格子の場合 61
   4.6 ガウスビーム 62
   演習問題 63
5.光ファイバの特徴と特性
   5.1 光通信と光通信研究の歴史の概観 65
   5.1.1 前史(光通信実用の時代) 65
   5.1.2 休止期(電波開拓の時代) 66
   5.1.3 準備期(模索の時代) 67
   5.1.4 光ファイバの登場 69
   5.2 光ファイバの特徴 70
   5.3 光ファイバの種類と特性 71
   5.3.1 多モード光ファイバと単一モード光ファイバ 71
   5.3.2 光ファイバにおける「分散」 72
   5.3.3 種々の分散の大きさの比較 73
   5.3.4 不均一コア光ファイバ 74
   5.4 光ファイバの伝送損失 76
   5.4.1 損失の諸要因 76
   5.4.2 実際の光ファイバの損失の波長特性 78
   5.5 光ファイバの製造法 78
   5.5.1 製造法の種類 78
   5.5.2 二重るつぼ法 79
   5.5.3 MCVD法 79
   5.5.4 VAD法 80
   演習問題 81
6.幾何光学による光ファイバの解析
   6.1 まえがき 82
   6.2 幾何光学による均一コア光ファイバの取扱い 83
   6.2.1 均一コア光ファイバ中の光線の種類 83
   6.2.2 子午光線の解析 84
   6.2.3 開口数 84
   6.2.4 子午光線の分散 85
   6.3 幾何光学による不均一コア光ファイバの取扱い 86
   6.3.1 不均一コア光ファイバ中の光線の種類 86
   6.3.2 基本方程式 86
   6.3.3 解の実例(I) 子午光線 87
   6.3.4 均一コアの場合との比較 89
   6.3.5 解の実例(II) ら旋光線 90
   6.4 まとめ 91
   演習問題 91
7.波動光学による光ファイバの解析
   7.1 まえがき 93
   7.2 基本方程式の導出 94
   7.2.1 直角座標系における波動方程式 94
   7.2.2 円柱座標系における波動方程式 95
   7.3 均一コア光ファイバ中の波動 96
   7.3.1 波動方程式の一般解 96
   7.3.2 コアおよびクラッド中の電磁界の解 97
   7.3.3 モードの分類 100
   7.3.4 固有方程式(厳密解) 100
   7.3.5 固有方程式(弱導波近似解) 102
   7.3.6 固有方程式の統一形式 102
   7.4 均一コア光ファイバの諸性質 104
   7.4.1 伝搬モード,放射モード,漏洩モード 104
   7.4.2 各モードの伝搬特性の決定 105
   7.4.3 モード番号lの意味と遮断周波数 106
   7.4.4 LPモード 107
   7.4.5 分散曲線 109
   7.4.6 単一モード光ファイバと多モード光ファイバ 110
   7.4.7 電磁界分布 112
   7.5 均一コア光ファイバの分散特性 113
   7.5.1 分散の諸要因 113
   7.5.2 群遅延を表す式 114
   7.5.3 多モード分散 116
   7.5.4 波長分散 116
   7.5.5 導波路分散 117
   7.5.6 材料分散 118
   7.5.7 種々の分散の大きさの比較 119
   7.6 不均一コア光ファイバの解析と伝搬特性 120
   7.6.1 種々の解析法 120
   7.6.2 波動光学的な解析の必要性 121
   7.6.3 分散特性と群遅延特性の解析例 122
   演習問題 123
8.光通信システム
   8.1 光通信システムの基本形と種々の形式 126
   8.1.1 空間伝搬形光通信と光ファイバ通信 126
   8.1.2 用途による分類 127
   8.1.3 ディジタル変調方式とアナログ変調方式 127
   8.2 構成部品と使用波長帯 128
   8.2.1 光源 128
   8.2.2 変調器 129
   8.2.3 光ファイバ 130
   8.2.4 光検出器 132
   8.2.5 各構成部品の特性と使用波長帯との関連 132
   8.3 変調と符号化 133
   8.3.1 アナログ変調の諸形式 133
   8.3.2 アナログ予変調の諸形式 134
   8.3.3 ディジタル変調の諸形式 135
   8.3.4 ディジタル信号の再符号化(冗長化符号) 136
   8.4 光通信回線の設計 136
   8.4.1 信号対雑音比(SN比)と符号誤り率 136
   8.4.2 損失制限と帯域制限 137
   8.5 周波数多重光通信とヘテロダイン形光通信 138
   8.5.1 周波数多重光通信 138
   8.5.2 ヘテロダイン形光通信 139
   8.6 光通信に用いられる光回路部品 139
   演習問題 140
9.ホログラフィの原理と特性
   9.1 ホログラフィとは何か 141
   9.2 ホログラフィの歴史 145
   9.2.1 ガボアの提案 145
   9.2.2 リース・ウパートニクスの二光束法 147
   9.2.3 二光束法登場以後のホログラフィ研究の展開 149
   9.3 ホログラフィの原理の説明(I) 局所的平面波を仮定する理論 149
   9.3.1 干渉じまの記録 149
   9.3.2 干渉じまによる回折 150
   9.4 ホログラフィの原理の説明(II) 波面再生の理論 151
   9.5 ホログラフィの種々の形式 154
   9.5.1 干渉じまの次元による分類 154
   9.5.2 干渉じまの記録方式による分類 156
   9.5.3 記録時の波面による分類 157
   9.6 厚い感光材料の中でのホログラムの形式 159
   9.6.1 基本式 159
   9.6.2 二次元ホログラムの場合 160
   9.6.3 三次元ホログラムの場合 161
   9.7 三次元ホログラムからの像再生 162
   9.7.1 ブラッグ回折の条件 163
   9.7.2 物体光,参照光,再生用照明光の関係 164
   9.7.3 波長選択性と角度選択性の応用 165
   9.8 ホログラフィの再生光効率 165
   9.8.1 振幅形二次元回折格子の回折効率 166
   9.8.2 位相形二次元回折格子の回折効率 167
   9.8.3 三次元的な回折格子の回折効率 169
   9.8.4 種々の回折格子の回折効率の実測値 169
   9.9 ホログラフィにおける再生像の解像限界 170
   9.10 ホログラフィの情報理論 172
   9.10.1 概説 172
   9.10.2 基礎的諸概念 173
   9.10.3 ホログラムの情報量の計算 173
   9.11 感光材料 179
   演習問題 180
10.ホログラフィとコヒーレント光学の応用
   10.1 種々の光メモリとその分類 181
   10.2 ホログラムメモリ 182
   10.2.1 ホログラムメモリの構成 183
   10.2.2 ホログラムメモリの特徴 185
   10.2.3 ホログラムメモリの記憶容量限界 186
   10.3 刻印方式の光メモリ 191
   10.3.1 刻印方式光メモリシステムの構成例 192
   10.3.2 実際のシステムと種々の変形 193
   10.4 コヒーレント光情報処理 194
   10.4.1 概説 194
   10.4.2 フーリエ変換を行うコヒーレント光学系 195
   10.4.3 簡単なコヒーレント光フィルタ 196
   10.4.4 ホログラフィックフィルタ 198
   10.5 コヒーレント光計測技術 198
   10.5.1 古典的な干渉計測技術 198
   10.5.2 ホログラフィ計測技術の特徴と分類 200
   10.5.3 単一露光法 200
   10.5.4 二重露光法 202
   10.5.5 時間平均法 203
   10.5.6 等高線形成法 203
   10.6 三次元画像技術としてのホログラフィ 204
   10.6.1 概説 204
   10.6.2 線状フィラメント光源によるイメージホログラフィ 205
   10.6.3 全周形マルチプレックスホログラフィ 206
   演習問題 207
演習問題略解 208
索引 215
1.概説
   1.1 はじめに 1
   1.2 光エレクトロニクスの歴史 2
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