Grundlagen der Halbleiter- & Mikroelektronik: 1 Elektronische Halbleiterbauelemente : 76 Aufgaben mit Lösungen
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| Format: | Book |
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| Published: |
München [u.a.]
Hanser
1992
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| Series: | Studienbücher der technischen Wissenschaften
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ALBRECHT MOESCHWITZER
GRUNDLAGEN DER
HALBLEITER-&
MIKROELEKTRONIK
BAND
1: ELEKTRONISCHE
HALBLEITERBAUELEMENTE
MIT 342 BILDERN UND 76 AUFGABEN MIT LOESUNGEN
CARL HANSER
VERLAG
MUENCHEN WIEN
INHALT
SYMBOLVERZEICHNIS XI
WICHTIGE KONSTANTEN XIV
UMRECHNUNGEN XV
1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN UND GRUNDSTRUKTUREN DER HALBLEITERELEKTRONIK
1
1.1 LADUNGSTRAEGER IN HALBLEITERN 1
A) ELEKTRONEN UND LOECHER 1
B) ENERGETISCHE VERTEILUNG DER LADUNGSTRAEGER, BANDSTRUKTUR UND
BAENDERMODELL
3
C) HALBLEITER MIT STOERSTELLEN 9
D) REKOMBINATION UND GENERATION VON LADUNGSTRAEGERN 13
E)
FOTOGENERATION 17
F) GENERATION DURCH STOSSIONISATION 18
G) ELEKTRISCHE LEITFAEHIGKEIT 19
H) HEISSE LADUNGSTRAEGER 22
I) LADUNGSTRAEGERTRANSPORTMECHANISMEN 23
K) TUNNELEFFEKT 25
1) KONTINUITAETSGLEICHUNGEN 25
M) RAUMLADUNGEN IN HALBLEITERN 26
1.2 PN-UEBERGANG 28
1.2.1 SPERRSCHICHT 29
1.2.2 STROM-SPANNUNGS-KENNLINIE 34
1.2.3 DIFFUSIONSKAPAZITAET 44
1.3 MOS-STRUKTUR 45
1.3.1 UEBERBLICK 45
1.3.2 LADUNGEN AN DER MOS-STRUKTUR 49
1.3.3 MOS-KAPAZITAET 52
1.4 METALL-HALBLEITER-UEBERGANG 58
1.4.1 UEBERBLICK 58
1.4.2 SCHOTTKY-UEBERGANG 60
1.4.3 BARRIERENHOEHE EINES METALL-HALBLEITER-UEBERGANGES 63
1.5
HETEROUEBERGAENGE 64
1.6 AUFGABEN 69
2 HALBLEITERDIODEN
75
2.1 GLEICHRICHTERDIODEN 75
2.2 Z-DIODEN 84
2.3 SCHALTDIODEN 86
2.4 KAPAZITAETSDIODEN 91
2.5 SCHOTTKY-DIODE 94
2.6 TUNNELDIODEN 95
VIII INHALT
2.7 MIKROWELLENDIODEN 100
2.7.1 IMPATT-DIODEN 101
2.7.2 GUNN-DIODEN 106
2.8 AUFGABEN 111
3 BIPOLARTRANSISTOREN
115
3.1 WIRKPRINZIP 115
3.2 BAUFORMEN 117
3.3 STROM-SPANNUNGS-KENNLINIEN 119
3.3.1 STROEME UND STROMVERSTAERKUNGSFAKTOREN AN PLANARTRANSISTOREN 119
3.3.2
STROEME UND STROMVERSTAERKUNGSFAKTOREN AN LATERALTRANSISTO
REN
126
3.3.3 KENNLINIEN IN BASISSCHALTUNG 128
3.3.4 KENNLINIEN IN EMITTERSCHALTUNG 130
3.3.5 EINFLUSS DES BASISBAHNWIDERSTANDES 133
3.3.6 DURCHBRUCHVERHALTEN 136
3.3.7 THERMISCHES VERHALTEN 137
3.4 NETZWERKMODELLE 142
3.4.1 NICHTLINEARES GROSSSIGNALMODELL 142
3.4.2 KLEINSIGNALMODELL 144
3.5 HOCHFREQUENZVERHALTEN 149
3.6 TRANSISTOR IN DER SCHALTUNG, BETRIEBSPARAMETER 153
3.7 MITLAUFEFFEKT 155
3.8 SCHALTVERHALTEN 157
3.9 AUFGABEN 165
4 THYRISTOREN
170
4.1 AUFBAU UND WIRKUNGSWEISE 170
4.2 ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN 172
4.2.1 KIPPMECHANISMUS 172
4.2.2 MAXIMALE SPANNUNGSBELASTBARKEIT 174
4.2.3 DURCHLASSBELASTUNG 178
4.2.4 PRAKTISCHE GRENZWERTE 181
4.2.5 DYNAMISCHES VERHALTEN 181
4.3 SONDERFORMEN 183
4.3.1 ABSCHALTBARE THYRISTOREN (GTO) 183
4.3.2 TRIAC 183
4.4 AUFGABEN 185
5 FELDEFFEKTTRANSISTOREN
186
5.1 MOS-FELDEFFEKTTRANSISTOREN 186
5.1.1 WIRKPRINZIPIEN UND BAUFORMEN 186
5.1.2 STROM-SPANNUNGS-KENNLINIEN 189
INHALT IX
5.1.2.1
ENHANCEMENTTRANSISTOREN 189
5.1.2.2
DEPLETIONTRANSISTOREN 199
5.1.2.3
SOI-TRANSISTOREN 201
5.1.2.4
THERMISCHES VERHALTEN 203
5.1.2.5
SPEZIELLE EFFEKTE BEI DER BAUELEMENTSKALIERUNG . . . 204
A)
KURZ- UND SCHMALKANALEFFEKT 204
B) SUBTHRESHOLD-STROEME 206
C) HOCHFELDEFFEKTE 211
5.1.3 NETZWERKMODELLE 2)2
5.1.3.1
NICHTLINEARES GROSSSIGNALMODELL 212
5.1.3.2
KLEINSIGNALMODELL 217
5.1.4 HOCHFREQUENZVERHALTEN 219
5.1.5 SCHALTVERHALTEN 221
5.1.6 SPEZIELLE BAUFORMEN 224
5.1.6.1
SPEICHERFELDEFFEKTTRANSISTOREN 224
5.1.6.2
MOS-LEISTUNGSTRANSISTOREN UND -THYRISTOREN .
.
.
. 225
5.2
SPERRSCHICHTFELDEFFEKTTRANSISTOREN 227
5.2.1 WIRKPRINZIP UND BAUFORMEN 227
5.2.2 MESFET 230
5.3 HEMT 233
5.3.1 WIRKPRINZIP UND BAUFORM 233
5.3.2 ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN 233
5.4 AUFGABEN 236
6 OPTOELEKTRONISCHE UND SENSORBAUELEMENTE
241
6.1 TEMPERATURSENSOREN 241
6.1.1 THERMISTOREN 241
6.1.2 THERMOELEMENTE 242
6.1.3.
THERMISCHE DIODE 243
6.2 MECHANISCHE SENSOREN 244
6.2.1 PIEZOWIDERSTAND (PIEZORESISTIVER WANDLER) 244
6.2.2 PIEZOELEKTRISCHE WANDLER UND TRANSISTOREN 245
6.2.3 KAPAZITIVE DRUCKSENSOREN 245
6.3 MAGNETFELDSENSOREN 246
6.3.1 MAGNETOWIDERSTAND 246
6.3.2 HALLELEMENT 247
6.3.3 MAGNETOTRANSISTOR 247
6.4 CHEMISCHE SENSOREN 248
6.4.1 IONENSENSITIVE MOS-KAPAZITAET 248
6.4.2 IONENSENSITIVER FELDEFFEKTTRANSISTOR (ISFET) 248
6.5 OPTOELEKTRONISCHE BAUELEMENTE 249
6.5.1 FOTOWIDERSTAND 249
6.5.2 FOTODIODE 250
6.5.3 FOTOTRANSISTOREN 252
X INHALT
6.5.4 SOLARZELLEN 253
6.5.5 LICHTEMITTER- UND LASERDIODEN 254
6.5.6 OPTOKOPPLER 256
6.6 AUFGABEN 257
7 CCD-TECHNIK
259
7.1 WIRKPRINZIP 259
7.1.1 SCCD 259
7.1.2 BCCD 262
7.2 LADUNGSTRANSPORT 263
7.3 STRUKTUREN FUER DIE INFORMATIONSEIN- UND AUSGAEBE 268
7.4 CCD-BILDWANDLER 269
7.5 CCD-SPEICHER 275
7.6 AUFGABEN 277
8 LOESUNGEN DER AUFGABEN
279
LITERATUR 325
SACHWORTVERZEICHNIS 330 |
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