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目录1

主要符号表1

第一章 噪声基础6

1.1 噪声的数学基础6

1.1.1 概率密度函数与平均值6

1.1.2 自相关函数与功率谱密度8

1.1.3 噪声量的迭加与相关10

1.2 器件噪声的表征参数12

1.2.1 二端元器件噪声的表征12

1.2.2 等效输入噪声14

1.2.3 噪声系数15

1.2.4 多级放大器的噪声17

1.2.5 噪声带宽19

1.3 半导体器件噪声的分类和特点20

第二章 热噪声24

2.1 热噪声模型24

2.1.1 热噪声的完全表达式25

2.1.2 扩散噪声27

2.1.3 热电子噪声29

2.2 场效应晶体管的热噪声30

2.2.1 沟道热噪声基本公式30

2.2.2 JFET的沟道热噪声33

2.2.3 MOSFET的沟道热噪声35

2.2.4 感应栅噪声38

参考文献39

第三章 散粒噪声41

3.1 散粒噪声的基本特性41

3.2 半导体二极管的散粒噪声44

3.2.1 简单模型44

3.2.2 高频模型45

3.2.3 大注入模型47

3.3 双极晶体管的散粒噪声50

3.3.1 简单模型50

3.3.2 高频模型53

3.3.3 大注入模型54

3.4 结型器件的其它散粒噪声56

3.4.1 pn结空间电荷区复合电流的散粒噪声56

3.4.2 pn结的雪崩噪声57

参考文献61

第四章 g-r噪声63

4.1 g-r噪声的基本特性63

4.2 JFET的g-r噪声67

4.2.1 栅结势垒区中陷阱中心产生的g-r噪声67

4.2.2 沟道中的复合中心产生的g-r噪声69

4.3 双极晶体管中的猝发噪声71

4.3.1 猝发噪声的一般性质71

4.3.2 猝发噪声的物理机构74

4.4 小尺寸MOSFET中的随机电报噪声（RTN）76

参考文献78

5.1 概述80

第五章 1/f噪声80

5.2 1/f噪声模型84

5.2.1 表面载流子数涨落模型84

5.2.2 迁移率涨落模型90

5.2.3 量子1/f噪声94

5.3 双极晶体管的1/f噪声96

5.3.1 表面1/f噪声96

5.3.2 位错1/f噪声103

5.3.3 1/f噪声源的鉴别104

5.3.4 量子1/f噪声108

5.4 场效应晶体管的1/f噪声111

5.4.1 MOSFET的表面1/f噪声111

5.4.2 FET的量子1/f噪声123

参考文献125

第六章 半导体器件的低噪声化技术129

6.1 实现半导体器件低噪声化的基本原则129

6.1.1 双极晶体管的En-In模型129

6.1.2 场效应晶体管的En-In132

6.1.3 二端元器件的噪声模型133

6.1.4 实现低噪声化的基本原则135

6.2 模拟集成电路线路的低噪声设计136

6.2.1 差分输入级的噪声分析137

6.2.2 复合管与单元电路的噪声分析140

6.2.3 线路的低噪声设计原则146

6.3.1 低噪声器件结构的选择147

6.3 器件结构参数的低噪声设计147

6.3.2 版图的低噪声设计148

6.3.3 双极晶体管掺杂浓度分布的低噪声设计151

6.4 低噪声工艺155

6.4.1 低噪声扩散工艺155

6.4.2 表面钝化工艺159

6.4.3 完美晶体工艺164

6.5 数字集成电路的噪声166

参考文献170

第七章 噪声分析在半导体器件质量表征和可靠性评估中的172

应用172

7.1 用1/fγ噪声表征金属薄膜互连的电迁移172

7.2 用1/fγ噪声和RTN研究Si-SiO2界面附近的氧化层陷阱181

7.2.1 用1/fγ噪声测量确定氧化层陷阱密度的能量与空间分布183

7.2.2 用RTN测量确定氧化层陷阱的深度和俘获截面192

7.3 用g-r噪声分析半导体材料与器件中的深能级杂质196

7.3.1 理论196

7.3.2 实验199

7.4 1/f噪声与半导体器件参数漂移失效的相关性206

7.4.1 1/f噪声与双极晶体管的hFE漂移207

7.4.2 1/f噪声与MOSFET的负温偏不稳定性210

7.4.3 1/f噪声与电离辐照引起的MOS器件阈值电压漂移215

7.4.4 1/f噪声与稳压二极管的基准电压退化218

参考文献221