本書第四版的目的是為理解半導體器件的特性、操作和局限性提供基礎。為了獲得這種理解，必須對半導體材料的物理學有透徹的了解。這本書的目標是匯集量子力學，固體的量子理論，半導體材料物理，半導體器件物理。所有這些組件對于理解當今設備的運行和該領域的任何未來發(fā)展都至關重要。在這篇課文中呈現(xiàn)的物理量比許多介紹半導體器件的書籍中所涵蓋的要多。雖然這個范圍更廣，但作者發(fā)現(xiàn)，一旦基本的導論和材料物理被完全覆蓋，半導體器件的物理性質(zhì)就會自然地跟上，并且可以相當迅速和有效地被涵蓋。對基礎物理的強調(diào)也將有助于理解和開發(fā)新的半導體器件。由于本文的目的是介紹半導體器件的理論，有許多先進的理論沒有被考慮。此外，制造工藝并未詳細描述。關于諸如擴散和離子注入等處理技術(shù)，有一些參考文獻和一般性討論，但僅限于這種處理的結(jié)果對器件特性有直接影響的地方。

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　　本文面向電氣工程專業(yè)大三、高年級本科生。了解這些材料的先決條件是大學數(shù)學，包括微分方程、基礎大學物理和電磁學導論。介紹一下現(xiàn)代物理學是有幫助的，但不是必需的。此外，提前完成電子電路入門課程是有幫助的，但不是必要的。

　　正文分為三個部分：第一部分介紹量子物理學，然后繼續(xù)討論半導體材料物理；第二部分介紹基本半導體器件的物理特性；第三部分介紹專門的半導體器件，包括光學器件、微波器件和功率器件。第一部分由第一章到第六章組成。第一章介紹了固體的晶體結(jié)構(gòu)，從而得到了理想的單晶半導體材料。第2章和第3章介紹了量子力學和固體的量子理論，它們一起提供了必要的基礎物理。第4章到第6章涵蓋半導體材料物理。第四章討論熱平衡狀態(tài)下半導體的物理性質(zhì)，第五章討論半導體中載流子的輸運現(xiàn)象，第六章研究了非平衡過剩載流子特性。了解半導體中過量載流子的行為對于理解器件物理是至關重要的。第二部分由第7章至第13章組成。第7章討論基本pn結(jié)的靜電學，第8章討論pn結(jié)二極管的電流-電壓特性，包括直流和小信號特性。第9章討論了整流和歐姆金屬半導體結(jié)以及半導體異質(zhì)結(jié)。金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（MOSFET）的基本物理在第10章中闡述，其他概念在第11章中介紹。第12章發(fā)展了雙極晶體管的理論，第13章介紹了結(jié)場效應晶體管（JFET）。一旦pn結(jié)的物理學得到發(fā)展，關于這三種基本晶體管的章節(jié)可以按任何順序來涵蓋這些章節(jié)，以免相互依賴。第三部分包括第14章和第15章。第14章討論光學器件，如太陽能電池和發(fā)光二極管。最后，第15章介紹了半導體微波器件和半導體功率器件。這本書末尾有八個附錄。附錄A包含選定的符號列表。符號有時會變得混亂，因此本附錄有助于跟蹤所有符號。附錄B包含了整個文本中使用的單位制、轉(zhuǎn)換系數(shù)和一般常數(shù)。附錄H列出了所選問題的答案。大多數(shù)學生會發(fā)現(xiàn)這個附錄很有用。