第II部 ダイオード |
第5章 理想的なpnホモ接合 305 |
5.1 はじめに 305 |
5.2 理想的なpn接合(定性的議論) 307 |
5.2.1 理想的なpn接合のエネルギーバンド図 307 |
5.2.2 pnホモ接合における電流 317 |
5.3 理想的なpnホモ接合(定量的議論) 323 |
5.3.1 熱平衡状態のエネルギーバンド(段差接合) 323 |
5.3.2 電圧を印加したときのエネルギーバンド図 327 |
5.3.3 pnホモ接合における電流-電圧特性 334 |
5.3.4 逆方向バイアス下の破壊 359 |
5.4 理想的なホモ接合の小信号インピーダンス 362 |
5.4.1 接合抵抗 362 |
5.4.2 接合容量 364 |
5.4.3 蓄積電荷容量 367 |
5.5 過渡的な効果 371 |
5.5.1 ターン・オフ時の過渡現象 372 |
5.5.2 ターン・オン時の過渡現象 375 |
5.6 温度の効果 380 |
5.7 まとめ 380 |
5.7.1 内蔵電圧 381 |
5.7.2 接合幅 382 |
5.7.3 接合電流 382 |
5.7.4 接合破壊 383 |
5.7.5 容量 384 |
5.7.6 過渡的な効果 385 |
5.8 付録の参考文献リストについて 385 |
5.9 復習のポイント 385 |
5.10 練習問題 386 |
第6章 一般のダイオード 391 |
6.1 はじめに 391 |
6.2 非段差ホモ接合 391 |
6.2 線形傾斜接合 394 |
6.2.2 超段差接合 398 |
6.3 半導体へテロ接合 399 |
6.3.1 半導体-半導体へテロ接合のバンド図 399 |
6.3.2 表面~界面状態の影響 410 |
6.3.3 ヘテロ接合における格子不整合の影響 413 |
6.4 金属-半導体接合 415 |
6.4.1 理想的な金属-半導体接合(電子親和力モデル) 415 |
6.4.2 トンネル誘起分極の影響 417 |
6.4.3 金属-半導体接合の電流-電圧特性 418 |
6.4.4 0hm性(低抵抗)接触 423 |
6.4.5 ヘテロ接合ダイオードのI-Va特性 425 |
6.5 理想的でない接合やヘテロ接合の容量 425 |
6.6 まとめ 426 |
6.7 付録の参考文献リストについて 427 |
6.8 第6章の参考文献 427 |
6.9 復習のポイント 428 |
6.10 練習問題 428 |
補遺2 : ダイオードに関する補足 433 |
S2.1 はじめに 433 |
S2.2 誘電緩和時間 433 |
S2.2.1 多数キャリヤの注入に対する誘電緩和 434 |
S2.2.2 少数キャリヤの注入に対する誘電緩和 436 |
S2.3 接合容量 438 |
S2.3.1 理想的な接合(段差接合)の接合容量 438 |
S2.3.2 不純物濃度が不均一な接合の接合容量 440 |
S2.3.3 ヴァラクタ- 442 |
S2.3.4 短ベース・ダイオードの蓄積電荷容量 443 |
S2.4 Schottkyダイオードにおける2次的効果 445 |
S2.4.1 Schottky障壁を介したトンネル 447 |
S2.4.2 鏡像効果によるSchottkyダイオードの障壁の低下 449 |
S2.5 ダイオードのSPICEモデル 452 |
S2.5.1 SPICEによる模擬的カーヴ・トレース 452 |
S2.5.2 過渡特性の解析 455 |
S2.6 まとめ 458 |
S2.7 付録の参考文献リストについて 460 |
S2.8 補遺2の参考文献 460 |
S2.9 練習問題 461 |
第III部 電界効果トランジスタ(FET) |
第7章 MOSFET 477 |
7.1 はじめに 477 |
7.2 MOSFET(定性的議論) 478 |
7.2.1 MOSキャパシター 478 |
7.2.2 熱平衡状態におけるMOSFET(定性的議論) 483 |
7.2.3 ゲート電圧を印加したMOSFET(定性的議論) 486 |
7.3 MOSFET(定量的議論) 500 |
7.3.1 定数移動度を仮定した長チャネルMOSFETのモデル 501 |
7.3.2 より現実的な長チャネルモデル : 移動度に対する電界の効果 518 |
7.3.3 直列抵抗 536 |
7.4 長チャネルモデルと実験結果の比較 537 |
7.5 まとめ 539 |
7.6 付録の参考文献リストについて 542 |
7.7 第7章の参考文献 542 |
7.8 復習のポイント 543 |
7.9 練習問題 543 |
第8章 FETに関する追加的な考察 547 |
8.1 はじめに 547 |
8.2 闘値電圧と低電界移動度の測定 548 |
8.3 閾下領域における漏れ電流 550 |
8.4 相補型MOSFET(CMOS) 554 |
8.4.1 インバーターの動作 556 |
8.4.2 CMOSデバイスの電流整合 558 |
8.5 CMOSインバーター回路におけるスイッチ動作 560 |
8.5.1 負荷容量の効果 560 |
8.5.2 スイッチ回路における伝播遅延(ゲート遅延) 562 |
8.5.3 CMOSのスイッチ動作時の貫通電流 566 |
8.6 MOSFETの等価回路 566 |
8.6.1 小信号等価回路 567 |
8.6.2 CMOS増幅器 573 |
8.7 電流利得と遮断周波数だfT 573 |
8.8 短チャネル効果 574 |
8.8.1 実効的なチャネル長のVDS依存性 575 |
8.8.2 闘値電圧のドレイン電圧依存性 578 |
8.9 MOSFETのスケーリング(寸法規則) 579 |
8.10 絶縁体上シリコン(SOI) 581 |
8.11 他のFET 586 |
8.11.1 へテロ接合電界効果トランジスタ(HFET) 586 |
8.11.2 MESFET 590 |
8.11.3 接合型電界効果トランジスタ 597 |
8.11.4 結晶チャネルFET : 定量的議論 598 |
8.12 まとめ 602 |
8.13 付録の参考文献リストについて 603 |
8.14 第8章の参考文献 603 |
8.15 復習のポイント 604 |
8.16 練習問題 604 |
補遺3 : MOSデバイスに関する補足 609 |
S3.1 はじめに 609 |
S3.2 チャネル電荷Qchに関する注意 609 |
S3.2.1 空乏領域の厚さの変動がチャネル電荷に及ぼす影響 609 |
S3.2.2 チャネル電荷Qchの縦方向電界εLへの依存性 612 |
S3.3 MOSFETの闘値電圧 614 |
S3.3.1 固定電荷 616 |
S3.3.2 界面捕獲電荷 617 |
S3.3.3 空乏領域の結晶電荷 618 |
S3.3.4 闘値電圧における電荷の効果 619 |
S3.3.5 平坦バンド電圧 620 |
S3.3.6 闘値電圧の調整 623 |
S3.3.7 チャネル量子効果 626 |
S3.4 低電界移動度に関する普遍的な関係式 629 |
S3.5 VTの測定 632 |
S3.6 長チャネルMOSFETのVTとμfを求める別の方法 635 |
S3.7 MOSキャパシター 637 |
S3.7.1 理想的なMOSキャパシター 638 |
S3.7.2 実際のMOSキャパシターのC-VG特性 643 |
S3.7.3 C-VG測定によるパラメーター解析 645 |
S3.8 MOSキャパシターの混成図 645 |
S3.8.1 DRAM(動的任意読み書き記憶装置) 647 |
S3.8.2 電荷結合素子(CCD) 653 |
S3.9 デバイスの劣化 656 |
S3.9.1 LDD(低濃度ドレイン)-MOSFET 662 |
S3.10 MOSFETの低温動作 663 |
S3.11 SPICEによるMOSFETの特性の計算 667 |
S3.11.1 MOSFETを対象としたSPICEの使用例 669 |
S3.11.2 CMOSデジタルインバーターの過渡特性 672 |
S3.12 まとめ 675 |
S3.13 付録の参考文献リストについて 676 |
S3.14 補遺3の参考文献 676 |
S3.15 復習のポイント 677 |
S3.16 練習問題 678 |
索引 683 |