ELEKTRONY I DZIURY W PÓŁPRZEWODNIKACH

Z ZASTOSOWANIEM DO ELEKTRONIKI TRANZISTOROWEJ

William Shockley

Wydawnictwo: PWN, 1956
Oprawa: twarda płócienna
Stron: 582
Stan: bardzo dobry, nieaktualne pieczątki

SPIS TREŚCI:

Oznaczenia 33

Część I
WSTĘP DO ELEKTRONIKI TRANZISTOROWEJ

Rozdział 1
WŁASNOŚCI OBJĘTOŚCIOWE PÓŁPRZEWODNIKÓW
11 Elektrony nadmiarowe i dziury jako nośniki prądu 18
12 Półprzewodniki domieszkowe; donory i akceptory 25
13 Interpretacja wielkości występujących w zjawisku przewodnictwa i zjawisku Halla 29

Rozdział 2
TRANZISTOR JAKO ELEMENT UKŁADU WZMACNIAJĄCEGO
21 Wcześniejsze od tranzistora pomysły wzmocnienia przy pomocy elementów
półprzewodnikowych - 41
2.la. Wstęp 41
2.1b. Modulacja przewodnictwa przy pomocy nabojów powierzchniowych 43
2.1c. Teoria stanów powierzchniowych Bardeena 44
22 Tranzistor typu A 48
2.2a. Odkrycie tranzistora typu A i jego wygląd zewnętrzny 48
2.2b. Charakterystyki statyczne 50
2.2c. Obwód zastępczy 51
2.2d. Szumy 59
Zadania 63

Rozdział 3
BADANIA ILOŚCIOWE ZJAWISKA WSTRZYKIWANIA DZIUR I ELEKTRONÓW
31 Wstrzykiwanie nośników do germanu 67
3.la. Wstęp 67
3.1b. Pomiar gęstości i prądu wstrzykniętych nośników 68
3.1c. Wpływ gęstości dziurowej na styki punktowe 78
3.1d. Badania zjawisk przejściowych 80
32 Magnetyczna koncentracja elektronów i dziur, zjawisko Suhla 84

Rozdział 4 FIZYCZNA TEORIA TRANZISTORÓW
4.1 Teoria tranzistorów nitkowych 90
4.1a. Obwód zastępczy
4.1b. Źródło dodatniego sprzężenia zwrotnego i niestabilności 94
4.1c. Zjawiska związane Z czasem przelotu 96
42 Łączenia p-n i tranzistory p-n 98
4.2a. Właściwości prądu w łączeniach p-n 98
4.2b. Tranzistor p-n 104
43 Istota kontaktów metal-półprZewodnik 108
44 Teoria tranzistora typu A 114
4.4a. Zależność między obrazem fizycznym i obwodem zastępczym 114
4.4b. Zjawiska związane Z czasem przelotu 118
45 Teoria „formowania" i dużych wartości a 120
4.5a. Proces formowania 120
4.5b. Interpretacja dużych wartości a 123
46 Fototranzistory i liczniki 126
Zadania 127

Część II
TEORIA PÓŁPRZEWODNIKÓW W UJĘCIU OPISOWYM

Rozdział 5
STANY KWANTOWE, PASMA ENERGETYCZNE I STREFY BRILLOUINA
51 Wstęp do rozdziałów 5, 6 i 7 129
52 Stany kwantowe, spin i zasada Pauliego 132
5.2a. Charakter rozwiązań równań falowych 132
5.2b. Spin i stany kwantowe 135
5.2c. Zasada Pauliego 136
53 Stany kwantowe i pasma energetyczne w kryształach 139
54 Funkcje falowe Blocha W periodycznym polu potencjału 144
55 Strefy Brillouina i pseudo-pęd jako liczba kwantowa 152
56 Pasma energetyczne metali, izolatorów i półprzewodników 163

Rozdział 6
PRĘDKOŚCI ELEKTRONÓW I PRĄDY ELEKTRONOWE W KRYSZTAŁACH
6.1 Pojęcie prędkości i prądu 165
6.2 Wektor Umowa — Poyntinga lub metoda przepływu gęstości 167
6.3 Paczki falowe i prędkość grupowa 170
6.4 Prędkości stanów kwantowych w strefach Brillouina 171

Rozdział 7
ELEKTRONY I DZIURY W POLU ELEKTRYCZNYM I MAGNETYCZNYM
71 Efekt przyłożenia siły P = F 175
72 Twierdzenie o Zachowaniu stanów kwantowych 178
73 Zasada zachowania energii w przypadku pola elektrycznego 178
74 Wpływ pola magnetycznego 180
75 Własności elektronu nadmiarowego: masa efektywna i przegrupowanie strefy Bril­louina 181
76 Własności dziury 186
77 Streszczenie 191
78 Powiązanie mechaniki kwantowej i klasycznej 193
Zadania

Rozdział 8
WSTĘP DO TEORII PRZEWODNICTWA I ZJAWISKA HALLA
1.1 Wstęp 196
1.2 Procesy przypadkowe i prawdopodobieństwo przejść 198
1.3 Średni czas swobodny 201
1.4 Ujęcie średniej prędkości, ruchliwości i przewodnictwa przy pomocy stref Brillouina 205
1.5 Prędkość przesunięcia, ruchliwość i przewodnictwo W ujęciu korpuskularnym 210
1.6 Zjawisko Halla w ujęciu korpuskularnym 214
1.7 Ujęcie ruchliwości Halla, przesunięcia oraz ruchliwości mikroskopowej przy pomocy stref Brillouina 216
1.8 Pomiar zjawiska Halla. Jednostki praktyczne i układ MKS 221
1.9 Pewne przekształcenia wzoru wyrażającego zjawisko Halla 226

Rozdział 9
ENERGETYCZNY ROZKŁAD STANÓW KWANTOWYCH
9.1 Schematy poziomów energetycznych dla czystych kryształów 231
9.2 Poziomy energetyczne powstałe na skutek domieszek. Poziomy donorowe i akcepto­rowe 234
Zadania 240

Rozdział 10
STATYSTYKA FERMIEGO-DIRACA W ZASTOSOWANIU DO PÓŁPRZEWODNIKÓW
101 Funkcja rozkładu Fermiego —Diraca 241
102 Statystyka Fermiego—Diraca zastosowana do prostego modelu 246
103 Statystyka Fermiego —Diraca dla półprzewodnika 248
104 Zastosowanie w temperaturach pokojowych 257

Rozdział 11
MATEMATYCZNA TEORIA PRZEWODNICTWA I ZJAWISKA HALLA
111 Wstęp 262
112 Czas relaksacji 263
113 Przejścia na skutek pobudzenia termicznego i rozproszenia na domieszkach 270
11.3a. Rozproszenie na jonach. Wzór Conwella—Weisskopfa 271
11.3b. Rozproszenie przez pobudzenie termiczne. Wzór na potencjał deformacyjny .. 276
114 Średnia ruchliwość, średni czas swobodny i stała Halla 282
11.4a. Półprzewodniki nie Zdegenerowane 286
11.4b. Wypadek ogólny 292
11.4c. Metale i półprzewodniki zdegenerowane 292
115 Porównanie z doświadczeniem 295
Zadania 303

Rozdział 12
ZASTOSOWANIE DO ELEKTRONIKI TRANZISTORÓW
121 Wstęp 307
122 Zapis, równanie ciągłości, stosowanie q zamiast e 308
123 Zależność Einsteina pomiędzy ruchliwością a stałą dyfuzji 311
124 Schematy pasm energetycznych, potencjał elektrostatyczny i poziomy quasi-fer- miowskie 313Teoria łączenia typu p-rt 320
121 Czas życia w niciach, efekt Suhla 329
12.6a. Wstęp 329
12.6b. Równanie ciągłości i warunki graniczne 331
12.6c. Efekt Suhla 336
122 Rozwiązanie Herringa w przypadku dużej gęstości wstrzykniętych nośników 339
123 Energie krawędzi pasm ćlP, ć'in> (' .G w funkcji objętości 344
124 Ruchliwość przesunięcia i ruchliwość Halla 347
125 Teoria szumu 352
126 Końcowe wnioski 356
Zadania 360

CZĘŚĆ III
PODSTAWA MECHANIKI KWANTOWEJ

Rozdział 13 WSTĘP DO CZĘŚCI III 366

Rozdział 14
ELEMENTY MECHANIKI KWANTOWEJ. ANALOGIE Z TEORII OBWODÓW
141 O istocie stosowanej teorii matematycznej 369
142 Teoria matematyczna linii przesyłowej bez strat 373
143 Równanie Schródingera 376
144 Metody operatorowe 384
145 Funkcje własne energii 388
146 Rozwiązania dla prostego „atomu". Analogia do linii przesyłowej 391
147 Rozwiązania dla prostego „kryształu". Analogia do linii przesyłowej 397
148 Funkcje Blocha dla trzech wymiarów 407
Zadania 414

Rozdział 15
TEORIA ELEKTRONOWYCH I DZIUROWYCH PRĘDKOŚCI PRZYSPIESZEŃ ORAZ PRĄDÓW
151 Prędkość grupowa paczki falowej 419
152 Zastosowanie do fal elektronowych 420
153 Analogia do teorii obwodów 421
154 Prąd prawdopodobieństwa oraz prąd odpowiadający funkcjom falowym Blocha .... 424
155 Niektóre ogólne kwantowomechaniczne własności paczek falowych 427
156 Przyspieszenie elektronowej paczki falowej w polu elektrycznym i magnetycznym 434
157 Zasada Pauliego i antysymetryczne funkcje falowe 446
158 Konstrukcja i zachowanie się dziurowej paczki falowej 452
159 Warunki brzegowe periodyczności i pola elektryczne 458

Rozdział 16
MECHANIKA STATYSTYCZNA W ZASTOSOWANIU DO PÓŁPRZEWODNIKÓW
16.1 Wyprowadzenie praw rozkładu dla prostych systemów skwantowanych 464
16.la. Pojęcia podstawowe 464
16.Ib. Rozkład Plancka dla oscylatorów harmonicznych 467
16.lc. Związek z termodynamiką 471
16.Id. Wyprowadzenie rozkładu Fermiego—Diraca
Obliczenie efektywnej liczby stanów kwantowych w paśmie energetycznym 477
162 Zależność temperaturowa poziomu Fermiego 477
163 Energie aktywizacji 484
Zadania 487

Rozdział 17
TEORIA PRAWDOPODOBIEŃSTW PRZEJŚĆ DLA DZIUR I ELEKTRONÓW
171 Wstęp 493
172 Teoria prawdopodobieństw przejść. Obliczanie średniej drogi swobodnej metodą
elementów macierzowych 495
Zadania ; 506
173 Normalne drgania atomów w krysztale 507
Zadania 512
174 Oddziaływanie pomiędzy atomami a jednym elektronem nadmiarowym 517
Zadania 523
175 Transformacja do fal biegnących 524
176 Obliczanie elementów macierzowych 531
17.6a. Metoda potencjałów deformacyjnych 535
17.6b. Ostateczna postać wyrażenia przez stałe sprężystości 542
Zadania 547
177 Wpływ zasady Pauliego na wartości elementów macierzowych 551
17.7a. Przypadek pojedynczej dziury 551
17.7b. Przypadek pośredni. Wiele elektronów i dziur 557

Wykaz literatury 569
Skorowidz