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出版者:电子工业出版社

作者:曾峰

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:2003-12-1

价格:26.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505380653

丛书系列:

图书标签:

教学
印刷电路板
PCB设计
电路制造
电子工程
电子技术
SMT
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电路板维修
电子元件
工业制造

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具体描述

印制电路板（PCB）是电子产品电路元件的支撑件，它提供电路元件和器件之间的电气连接。随着电子技术的飞速发展，PCB的密度、电路的工作频率越来越高，PCB的设计要求越来越高。本书详细介绍了PCB的技术指标、PCB的设计规范、PCB电磁兼容性、信号完整性分析、PCB可测性、PCB设计实践和项目管理等内容。阐述了PCB设计的理论基础，PCB的材料学，元器件设计方法和技巧。

本书的写作目标定位在PCB设计的更高层次上,介绍BCB设计的高级技术,旨在提高读者的PCB设计能力,适合有经验的电子产品设计师及电子类相关专业的学生阅读。

电子元件的微观世界：从材料到器件的深度解析本书聚焦于电子信息产业的基石——电子元件及其背后的材料科学与制造工艺，旨在为读者构建一个全面、深入且与“印刷电路板”主题无关的知识体系。 --- 第一部分：半导体材料的奥秘与基础物理本部分将彻底剥离对电路布局和布线工艺的讨论，转而深入探索构成现代电子设备核心的半导体晶体材料的本质。第一章：晶体结构与能带理论的精微本章从固体物理学的角度切入，详细阐述硅、锗等晶体材料的晶格结构、晶格缺陷（如点缺陷、线缺陷和面缺陷）如何影响材料的电学性能。我们将深入探讨能带理论，清晰界定价带、导带和禁带的宽度概念，以及它们在金属、绝缘体和半导体分类中的决定性作用。重点解析费米能级在不同掺杂状态下的移动规律，并引入本征激发与杂质激发机制的定量分析，为后续器件工作原理的理解奠定坚实的理论基础。第二章：掺杂技术与载流子输运现象本章聚焦于半导体材料的“可塑性”。我们将详尽介绍P型和N型掺杂的工艺控制，包括扩散、离子注入等关键技术。对掺杂浓度的精确控制如何调控材料的导电率是本章的重点。此外，我们将详细讨论载流子的输运机制，包括漂移（Drift）和扩散（Diffusion）电流的数学模型，以及爱因斯坦关系式在理解载流子运动中的应用。霍尔效应的测量与分析，将作为验证载流子浓度和迁移率的实验手段进行深入探讨。第三章：异质结的构建与界面物理现代电子和光电器件的核心在于不同材料之间的界面——异质结。本章将超越单一材料的范畴，研究晶格失配、界面态密度对器件性能的影响。我们将引入能带对齐的肖特基-莫特（Schottky-Mott）规则和能带弯曲的概念，用于解释PN结、MOS结构界面势垒的形成。对界面陷阱电荷的表征技术，如DLTS（深能级瞬态谱），也将被详细介绍，以揭示界面缺陷对器件寿命和稳定性的潜在威胁。 --- 第二部分：基础电子元件的物理机制与设计本部分将完全避开PCB的集成概念，而是聚焦于单个、离散或基本集成结构的功能单元，阐述其内在的物理工作原理。第四章：二极管：从理想模型到实际应用本章详细阐述PN结在不同偏压下的伏安特性曲线，包括击穿机制（雪崩击穿与齐纳击穿）。我们将构建理想二极管模型，并逐步引入肖特基势垒二极管、隧道二极管等特殊结构的工作原理，重点分析它们的非线性特性在整流、开关和限幅电路中的应用。对存储时间效应和反向恢复过程的分析，将深化读者对高速开关器件的理解。第五章：晶体管的核心：双极型与场效应晶体管本章深入剖析BJT（双极型晶体管）和FET（场效应晶体管）的核心工作区（截止、放大、饱和/线性区）的物理基础。 BJT部分：重点讲解Ebers-Moll模型，分析载流子的注入、传输和收集过程，以及$eta$值（电流放大系数）的温度依赖性。 FET部分：聚焦于MOSFET的工作原理，详述栅氧层对沟道电荷的控制效应。从亚阈值区到饱和区的跨导（Transconductance）变化规律，以及短沟道效应带来的性能退化，将作为设计考量的关键点。第六章：电容器与电感器：能量存储与阻抗特性本章不讨论封装或互联，而是聚焦于这些无源元件的物理本质。电容器：探讨介质极化机制（电子极化、离子极化、偶极子极化），分析高介电常数材料（如铁电体）在存储电荷方面的优势与挑战。讨论等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）对高频性能的影响。电感器：分析磁场在铁芯材料中（如镍铁合金、铁氧体）的分布与磁滞回线。讨论涡流损耗如何限制电感器在高频下的效率，并介绍磁屏蔽技术的基本原理。 --- 第三部分：制造工艺的微观尺度控制本部分将关注半导体器件制造中的关键物理化学过程，这些过程决定了器件的尺寸、可靠性和性能，与印制电路的连接方式无关。第七章：薄膜沉积技术：原子层的精确堆叠本章系统介绍真空薄膜沉积技术，这是构建集成器件结构的关键。内容将覆盖物理气相沉积（PVD，如溅射、蒸发）和化学气相沉积（CVD）。尤其将侧重于原子层沉积（ALD）技术，阐述其自限制性反应机理，如何实现原子级厚度的精确控制，及其在制造高k栅介质层中的关键作用。对薄膜的应力、致密性及晶化过程的表征方法也将予以介绍。第八章：光刻与蚀刻：图案的转移与界面的定义光刻被视为微电子制造皇冠上的宝石。本章将详细解析光刻胶的化学机理，从G线、I线到深紫外（DUV）和极紫外（EUV）光刻的演进。重点讨论分辨率的极限和工艺控制（如掩模对准误差、CD均匀性）。随后，我们将深入探讨干法蚀刻（如反应离子刻蚀RIE）的等向性与各向异性控制，分析等离子体中活性物种的产生与反应动力学。第九章：金属化与互连线的电阻-电容效应本章关注器件层间的电气连接，不涉及外部布线。我们将研究欧姆接触的形成条件，以及不同金属（铝、铜）与半导体之间的界面能带匹配。重点分析铜互连技术的挑战，包括铜的扩散阻挡层（如TaN/Ta）的引入。对RC延迟模型的深入探讨，将揭示线宽缩小带来的电容增加问题，及其对时序性能的限制。 --- 结论：面向未来的元件发展趋势本书最后将展望下一代电子元件的发展方向，包括自旋电子学（利用电子自旋替代电荷）、二维材料（如石墨烯、二硫化钼）在晶体管中的应用潜力，以及新型存储器（如电阻式RAM, MRAM）的物理基础，所有讨论均集中于功能元件的材料和物理层面。