現代電子產品的核心：半導體與量子力學原來這麼簡單！


	★ ☆ ★ 迷你電子世界的大解密，啟動您的半導體探險之旅！ ★ ☆ ★ 　　在我們的日常生活中，幾乎所有的家電產品都有半導體，但你知道，其實它的運作方式與量子物理有關嗎？即便大家可能都聽過半導體(或稱晶片)，但對於其運用或相關原理可能都不是那麼清楚，本書便是想要以淺顯易懂的方式，來讓大家了解半導體是什麼。　　但半導體本身涵蓋的知識非常龐大，想要透過一本書談完根本難如登天，因此本書只會關注「基本問題」，意即想要入門半導體需要學習哪些基本知識，從中了解重要梗概，進而掌握本質。本書分成兩個部份，第一部份屬於半導體應用，第二部份屬於半導體原理。內容上從積體電路與半導體的基礎開始談起，涵蓋了記憶體、元件概說、量子物理學、量子化學、晶體科學，進而到半導體的材料與製程，最後則談論到晶片漏洞的資安問題。　　本書以簡單易懂的語言描述，並用生動的譬喻，使讀者更容易理解半導體的原理，也讓這些艱深的知識變得輕鬆有趣，無論是剛接觸半導體的初學者，還是對其有一定了解的人士，相信都能在本書中找到專屬的趣味。現在就讓我們一起探索半導體的奧妙，並感受科技的影響力吧！


	目錄 01 積體電路與半導體基本元件概說 1.1 引言 1.2 類比訊號與數位訊號的簡介 1.3 積體電路的分類 - 類比積體電路 1.4 積體電路的分類 - 數位積體電路 1.5 積體電路的分類 - 混合訊號積體電路 1.6 場效電晶體簡介 1.7 金屬氧化物半導體場效電晶體的工作原理簡介 1.8 金屬氧化物半導體場效電晶體的斷路狀態 1.9 金屬氧化物半導體場效電晶體的通路狀態 1.10 金屬氧化物半導體場效電晶體的總檢討 1.11 CMOS 概說 1.12 CMOS 的工作原理概說 1.13 CMOS 於邏輯閘上的電路實現 1.14 CMOS 的應用- 超級電腦. 02 半導體記憶體概說 2.1 引言 2.2 記憶體的類別 2.3 動態隨機存取記憶體DRAM 概說 2.4 DRAM 的工作原理 - 寫入 2.5 DRAM 的工作原理 - 讀取 2.6 DRAM 的類型 2.7 DRAM 總檢討 2.8 靜態隨機存取記憶體SRAM 概說 2.9 SRAM 對於資料的保存方式 2.10 SRAM 對於資料的讀取與寫入 2.11 可程式化唯讀記憶體概說 2.12 可擦拭可規劃式唯讀記憶體概說 2.13 電子抹除式可複寫唯讀記憶體簡介 2.14 量子穿隧效應概說 2.15 快閃記憶體概說 2.16 快閃記憶體的工作原理簡介 - 寫入 2.17 快閃記憶體的工作原理簡介 - 消除 2.18 快閃記憶體的工作原理簡介 - 讀取 2.19 快閃記憶體的多位元設計 03 與CPU有關的半導體元件概說 3.1 引言 3.2 CPU 的功能簡介 3.3 邏輯閘與IC 之間的基本關係 3.4 半加器概說 3.5 全加器概說 3.6 超前進位加法器概說 3.7 正反器概說 3.8 RS 正反器概說 3.9 JK 正反器概說 3.10 時脈訊號概說 3.11 時脈訊號運用於JK 正反器 3.12 T 型正反器概說 3.13 D 型正反器概說 3.14 計數器的簡介 3.15 多工器與解多工器概說 3.16 編碼器與解碼器概說 3.17 微處理器簡介 04 量子物理學簡介 4.1 引言 4.2 粒子的基本概念 4.3 雙狹縫實驗概說 4.4 電子的雙狹縫實驗 4.5 電子呈現波的關鍵證據 4.6 普朗克黑體輻射定律概說 4.7 電子在同一時間出現在不同地方 4.8 量子物理學當中的機率概說 4.9 薛丁格的貓簡介 4.10 自旋簡介 4.11 塌縮簡介 4.12 電子波的物理意義 4.13 在雙狹縫實驗中對電子觀察 4.14 測不準原理概說 4.15 EPR 悖論簡介 05 量子物理學的課後補給 5.1 引言 5.2 光電效應概說 5.3 功函數概說 5.4 物質波概說 5.5 波函數的物理意義 5.6 關於粒子與電子雲的解釋 5.7 測量所帶來的最大難點 5.8 零點振動概說 5.9 再論量子穿隧效應 5.10 全同粒子 5.11 電子組態簡介 5.12 細論軌域 06 量子物理學的進階基礎 6.1 薛丁格方程式概說 6.2 薛丁格方程式解的基本概念 6.3 盒中粒子一 6.4 盒中粒子二 6.5 盒中粒子三 6.6 盒中粒子四 6.7 盒中粒子五 6.8 環上粒子一 6.9 環上粒子二 6.10 光譜概說 6.11 基態與激發態概說 6.12 發射光譜概說 6.13 對於原子的分類 6.14 氫原子光譜概說 6.15 波耳頻率條件 6.16 能階概說 6.17 譜線方程式與游離能 6.18 軌域概說 6.19 量子數概說 6.20 量子數與原子結構概說 6.21 S 軌域概說 6.22 P 軌域概說 6.23 d 軌域概說 6.24 自旋與包立不相容原理 6.25 電子組態的排列原理 6.26 離子的電子組態 07 量子物理學的進階應用 - 量子化學概論 7.1 分子軌域與共價鍵概說 7.2 氫分子的波函數表示 7.3 位能曲線概說 7.4 甲烷的基本簡介- 7.5 提昇與混成 7.6 混成與波函數 7.7 電負度與氫鍵 7.8 共振 7.9 原子軌域線性組合概說 7.10 成鍵軌域與反鍵軌域 7.11 化學鍵的基本意義與種類 7.12 離子鍵的基本概念 7.13 共價鍵的基本概念 7.14 共價鍵 - σ 鍵的基本概念 7.15 共價鍵 - π 鍵的基本概念 7.16 共價鍵 - δ 鍵的基本概念 7.17 共價鍵- 極性共價鍵與非極性共價鍵的基本概念 7.18 金屬鍵的基本概念 7.19 σ 軌域 7.20 π 軌域 7.21 δ 軌域 7.22 φ 軌域 7.23 氧氣分子的電子組態 7.24 鍵級 7.25 順磁性與反磁性概說 08 晶體科學概說 8.1 晶胞概說 8.2 單晶、多晶與非晶概說 8.3 空間晶格- 晶胞概說 8.4 空間晶格- 基本胞概說 8.5 立方晶系概說 8.6 晶格概說 8.7 晶體方向概說 8.8 米勒指數與晶面概說 8.9 晶體概說 8.10 晶粒與晶界概說 09 半導體材料概說 9.1 引言 9.2 能帶結構概說 9.3 元素週期表當中的半導體材料 9.4 元素型半導體材料 - 鍺的簡介 9.5 元素型半導體材料 - 矽的簡介 9.6 化合物型半導體材料簡介 9.7 化合物型半導體材料 - 砷化鎵簡介 9.8 化合物型半導體材料 - 氮化鎵簡介 9.9 化合物型半導體材料 - 磷化鎵簡介 9.10 化合物型半導體材料 - 磷化銦簡介 9.11 化合物型半導體材料 - 碲化鎘簡介 9.12 化合物型半導體材料 - 硫化鉛簡介 9.13 化合物型半導體材料 - 氧化鋅簡介 9.14 化合物型半導體材料 - 碳化矽簡介 9.15 合金型半導體材料 - 矽鍺簡介 10 半導體製程概說 10.1 引言 10.2 生長晶體概說 10.3 積體電路的關鍵製程簡介 10.4 薄膜製程簡介 10.5 微影製程簡介 10.6 從數位邏輯設計到半導體製程 10.7 摻雜製程簡介 10.8 熱處理製程簡介 10.9 CMOS 的製程簡介 10.10 晶圓測試簡介 10.11 積體電路的封裝簡介 11 其他常見的半導體元件 11.1 引言 11.2 太陽光電系統概說 11.3 認知電腦概說 11.4 發光二極體概說 11.5 異質接面與同質接面概說 11.6 雷射概說 11.7 半導體雷射概說 11.8 功率半導體概說 11.9 感光元件概說 11.10 薄膜電晶體簡介 12 半導體與晶片漏洞概說 12.1 硬體木馬鍵盤紀錄器概說 12.2 漏洞概說 12.3 硬體漏洞的經典範例 - 熔毀Meltdown 概說 12.4 硬體漏洞的經典範例 - 幽靈Spectre 概說 12.5 單晶片概說 12.6 單晶片系統與硬體木馬概說 12.7 半導體木馬簡介 12.8 掃描電子顯微鏡簡介 12.9 積體電路的逆向工程概說