Elektronische Bauelemente: Funktion, Grundschaltungen, Modellierung mit SPICE ; mit 67 Tabellen
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
2007
|
| Ausgabe: | 2., vollst. neu bearb. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XXXIX, 1517 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 3540340149 9783540340140 |
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MODELLIERUNG MIT SPICE 2., VOLLSTAENDIG NEU BEARBEITETE AUFLAGE MIT 1125
ABBILDUNGEN UND 67 TABELLEN ^J SPRINGER INHALTSVERZEICHNIS 1. GRUNDLAGEN
1 1.1 ELEKTRISCHE NETZWERKE, CAD-WERKZEUGE 2 1.2 IDEALE NETZWERKELEMENTE
5 1.2.1 WIDERSTAENDE 6 1.2.2 KAPAZITAETEN 9 1.2.3 INDUKTIVITAETEN 10 1.2.4
UNABHAENGIGE QUELLEN 11 1.2.5 GESTEUERTE QUELLEN 11 1.3 LINEARE NETZWERKE
12 1.3.1 IMPEDANZEN, ADMITTANZEN 12 1.3.2 DARSTELLUNG IN FREQUENZ- UND
ZEITBEREICH 15 1.3.3 UEBERTRAGUNGSFAKTOR 18 1.3.4 DER RC-TIEFPASS 23 1.3.5
DER RC-HOCHPASS 30 1.3.6 RC-BANDPASS 35 1.3.7 DER LRC-REIHENSCHWINGKREIS
38 1.4 NICHTLINEARE NETZWERKE 45 1.4.1 HARMONISCHE, KOMPRESSIONSPUNKT 45
1.4.2 INTERMODULATION, MISCHPRODUKTE 47 1.5 LITERATURVERZEICHNIS 50 2.
AKTIVE VIERPOLE 51 2.1 TRANSISTOREN ALS VERSTAERKER UND SCHALTER 51 2.2
KLEINSIGNALANALYSE, VIERPOLKENNGROESSEN 54 2.2.1 LEITWERTPARAMETER 54
2.2.2 DIE WAHL DES BEZUGSPUNKTS . 58 2.2.3 HYBRIDPARAMETER 60 2.2.4
VIERPOLDARSTELLUNGEN UND ERSATZSCHALTUNGEN 60 2.3 KENNGROESSEN
BESCHALTETER VIERPOLE 64 2.3.1 EINGANGSIMPEDANZ, AUSGANGSIMPEDANZ,
UEBERTRAGUNGSFAKTOREN 65 2.3.2 LEISTUNGSVERSTAERKUNG 68 2.3.3 STABILIAET,
MAG, MSG 70 2.3.4 REFLEXIONSKOEFFIZIENTEN 71 2.4 S-PARAMETER 73 2.5
VERSTAERKER , 75 2.5.1 GEGENKOPPLUNG 76 2.5.2^. MITKOPPLUNG, OSZILLATOREN
83 2.6 LITERATURVERZEICHNIS 84 XXIV INHALTSVERZEICHNIS 3. RAUSCHEN 85
3.1 GRUNDLAGEN 85 3.1.1 AUTOKORRELATION, WIENER-KHINTCHINE-RELATION 86
3.1.2 RAUSCHQUELLEN 87 3.1.3 KORRELATION 88 3.2 RAUSCHMECHANISMEN 88
3.2.1 SCHROTRAUSCHEN 90 3.2.2 THERMISCHES RAUSCHEN 92 3.2.3 1/F-RAUSCHEN
98 3.3 ANALYSE RAUSCHENDER NETZWERKE 99 3.4 RAUSCHENDE LINEARE VIERPOLE
101 3.4.1 AEQUIVALENTE RAUSCHBANDBREITE 103 3.4.2
SIGNAL-RAUSCH-VERHAELTNIS, RAUSCHZAHL 103 3.5 LITERATURVERZEICHNIS 108 4.
SPICE 109 4.1 STEUERDATEI, NETZLISTE, MODELLANWEISUNGEN 109 4.1.1 DIE
NETZLISTE 110 4.1.2 DIE .MODEL-ANWEISUNG 113 4.1.3 DIE .SUBCKT-ANWEISUNG
115 4.2 ERGEBNISAUSGABE 116 4.2.1 DIE .OUT-DATEI 116 4.2.2 PROBE 117 4.3
ERSTE SCHRITTE 119 4.3.1 KENNLINIEN, .DC-ANALYSE 119 4.3.2
FREQUENZGAENGE, .AC-ANALYSE 121 4.3.3 EINSCHWINGVORGAENGE, .TRAN-ANALYSE
122 4.4 STEUERBEFEHLE 124 4.4.1 GLEICHSTROMANALYSE 125 4.4.2
TRANSIENTENANALYSE 130 4.4.3 FREQUENZANALYSE 134 4.4.4 WEITERE
STEUERANWEISUNGEN 136 4.5 UNABHAENGIGE QUELLEN V, I J38 4.5.1
GLEICHQUELLEN 139 4.5.2 WECHSELQUELLEN (AC) / 139 4.5.3 ZEITABHAENGIG^
QUELLEN 139 4.6 GESTEUERTE QUELLEN 144 4.6.1 LINEARE GESTEUERTE QUELLEN
144 4.6.2 RAUSCHQUELLEN 146 4.6.3 NICHTLINEARE GESTEUERTE QUELLEN 148
4.6.4 ANALOG BEHAVIORAL MODELING 150 4.7 LITERATURVERZEICHNIS 152
INHALTSVERZEICHNIS XXV 5. PRAKTISCHER SCHALTUNGSAUFBAU 153 5.1
LEITERPLATTEN JL54 5.1.1 SUBSTRATMATERIALIEN 154 5.1.2 HERSTELLUNG 155
5.1.3 BEDRAHTETE UND OBERFLAECHENMONTIERTE BAUTEILE (SMD) 157 5.1.4
EINLAGEN- UND MEHRLAGENLEITERPLATTEN 158 5.1.5 LAYOUT 160 5.1.6 MONTAGE
DER BAUTEILE 163 5.2 HYBRIDSCHALTUNGEN 166 5.3 VERLUSTLEISTUNG UND
EIGENERWAERMUNG 168 5.3.1 TEMPERATURABHAENGIGKEIT VON BAUTEILKENNGROESSEN .
. .: 168 5.3.2 WAERMEWIDERSTAND, THERMISCHE ZEITKONSTANTE 169 5.3.3
THERMISCHE ERSATZSCHALTUNG 172 5.3.4 ZULAESSIGE VERLUSTLEISTUNG UND
WAERMEABFUHR 173 5.3.5 WAERMEABTRANSPORT, KUEHLKOERPER 177 5.3.6
PELTIER-KUEHLER 183 5.4 QUALITAET UND ZUVERLAESSIGKEIT 188 5.4.1
AUSFALLSTATISTIK 189 5.4.2 THERMISCHER STRESS, ARRHENIUS-GESETZ 192 5.4.3
ELEKTROSTATISCHE ENTLADUNGEN 193 5.5 LITERATURVERZEICHNIS 197 6.
OPERATIONSVERSTAERKER 199 6.1 PRINZIPIEN, KENNDATEN 199 6.1.1
NF-KENNGROESSEN, NF-ERSATZSCHALTUNG 199 6.1.2 FREQUENZVERHALTEN UND
KLEINSIGNALMODELL 205 6.1.3 KENNGROESSEN FUER TRANSIENTEN GROSSSIGNALBETRIEB
208 6.1.4 AUSFUEHRUNGEN 209 6.2 LINEARE GRUNDSCHALTUNGEN 211 6.2.1 DER
INVERTIERENDE VERSTAERKER 211 6.2.2 DER NICHTINVERTIERENDE VERSTAERKER 221
6.2.3 DER SUBTRAHIERER 224 6.2.4 DER ADDIERER 228 6.2.5 DER INTEGRIERER
229 6.2.6 DER DIFFERENZIERER 231 6.2.7 DER LOGARITHMIERER 232 6.2.8
STROM-SPANNUNGS-WANDLER . 233 6.2.9 NEGATIVE WIDERSTAENDE 233 6.2.10
GESTEUERTE QUELFEN 234 6.2.11 GYRATOR 235 6.2.12 AKTIVE FILTER 237 6.3
RUECKKOPPLUNG UND STABILITAET 242 6.3.1 GEGENKOPPLUNG, STABILITAETSANALYSE
242 6.3.2 FREQUENZGANGKORREKTUR .249 6.4 RAUSCHEN VON
OPERATIONSVERSTAERKERN 253 6.4.1 RAUSCHERSATZSCHALTUNG 253 6.4.2 RAUSCHEN
DES NICHTINVERTIERENDEN VERSTAERKERS 253 6.5 MAKROMODELLE FUER DIE
SCHALTUNGSSIMULATION 258 |K 6.6 LITERATURVERZEICHNIS 263 XXVI
INHALTSVERZEICHNIS 7. WIDERSTAENDE 265 7.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 265
7.2 OHMSCHE WIDERSTAENDE 269 7.2.1 KENNGROESSEN UND ERSATZSCHALTUNG REALER
WIDERSTAENDE 269 7.2.2 DRAHTWIDERSTAENDE 280 7.2.3 MASSEWIDERSTAENDE 281
7.2.4 SCHICHTWIDERSTAENDE 281 7.2.5 POTENTIOMETER 284 7.2.6 MODELLIERUNG
OHMSCHER WIDERSTAENDE IN SPICE 285 7.3 HEISSLEITER 287 7.4 KERAMISCHE
KALTLEITER (PTC-WIDERSTAENDE) 293 7.5 PPTC-WIDERSTAENDE (POLY SWITCH) 301
7.6 SICHERUNGEN 302 7.6.1 FEINSICHERUNGEN 302 7.6.2 UEBERLASTSCHUTZ MIT
KERAMISCHEN KALTLEITERN 303 7.7 VARISTOREN (VDR-WIDERSTAENDE) 306 7.8
EDELGASGEFUELLTE UEBERSPANNUNGSABIEITER 312 7.9 LITERATURVERZEICHNIS 313
8. KONDENSATOREN 315 8.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 315 8.1.1
POLARISATIONSMECHANISMEN . . 316 8.1.2 IONENLEITUNG, DURCHSCHLAG . 318
8.1.3 DIELEKTRISCHE ABSORPTION 319 8.1.4 FERROELEKTRIKA 320 8.2
BAUFORMEN 322 8.3 KENNGROESSEN UND ERSATZSCHALTUNG DES REALEN KONDENSATORS
324 8.3.1 KENNDATEN, GRENZWERTE 324 8.3.2 GRENZSPANNUNGEN,
PULSBELASTBARKEIT 325 8.3.3 PARALLELERSATZSCHALTUNG 327 8.3.4
SERIENERSATZSCHALTUNG 329 8.3.5 PARALLEL- UND REIHENSCHALTUNG VON
KONDENSATOREN 331 8.3.6 MODELLIERUNG VON KAPAZITAETEN IN SPICE #. 332
8.3.7 ANWENDUNG: STUETZ- UND ABBLOCKKONDENSATOREN 334 8.3.8
ZUVERLAESSIGKEIT VON KONDENSATOREN ..../. 336 8.4 AUSFUEHRUNGEN . . / 337
8.4.1 METALLPAPIERKONDENSATOREN 337 8.4.2 FOLIENKONDENSATOREN 337 8.4.3
KERAMIKKONDENSATOREN 342 8.4.4 GLIMMERKONDENSATOREN 346 8.4.5
ELEKTROLYTKONDENSATOREN 346 8.4.6 DOPPELSCHICHTKONDENSATOREN, ULTRACAPS
355 8.5 LITERATURVERZEICHNIS 356 INHALTSVERZEICHNIS XXVII 9. SPULEN UND
UEBERTRAGER 357 9.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 357 9.2
INDUKTIONSKOEFFIZIENTEN AUSGEWAEHLTER LEITERFORMEN 362 9.3 DEFINITION VON
INDUKTIVITAETEN IN SPICE 365 9.4 SPULEN 366 9.4.1 ERSATZSCHALTUNG UND
ELEKTRISCHES VERHALTEN 366 9.4.2 DRAHT WIDER ST AND, KUPFERVERLUSTE 368
9.4.3 KERNVERLUSTWIDERSTAND 368 9.4.4 EFFEKTIVE PERMEABILITAET,
LUFTSPALTE 369 9.4.5 WICKLUNGSKAPAZITAET 372 9.4.6 SPULENGUETE,
VERLUSTFAKTOR 373 9.4.7 TEMPERATURKOEFFIZIENT 374 9.4.8 KERNFORMEN 376
9.5 DAEMPFUNGSPERLEN 380 9.6 VORMAGNETISIERUNG, DROSSELSPULEN 382 9.7
EIGENSCHAFTEN UND MODELLIERUNG FERRO- UND FERRIMAGNETISCHER KERN-
MATERIALIEN 387 9.7.1 FERROMAGNETISMUS UND FERRIMAGNETISMUS 387 9.7.2
MAGNETISIERUNG 388 9.7.3 BESCHREIBUNG VON SPULEN MIT KERN IN PSPICE 391
9.7.4 KERNVERLUSTE 394 9.8 TRANSFORMATOREN UND UEBERTRAGER 398 9.8.1 DER
VERLUSTLOSE UEBERTRAGER 399 9.8.2 UNVOLLSTAENDIGE KOPPLUNG 401 9.8.3
UEBERTRAGUNGSFAKTOR 403 9.8.4 LEISTUNGSUEBERTRAGER, TRANSFORMATOREN 406
9.8.5 BESCHREIBUNG GEKOPPELTER SPULEN IN SPICE 407 9.9
LITERATURVERZEICHNIS 408 10. LEITUNGEN 409 10.1 GRUNDLAGEN . 409 10.1.1
LEITUNGSGLEICHUNGEN, TELEGRAPHENGLEICHUNG . 410 10.1.2 LEITUNGSWELLEN
411 10.1.3 PULSE AUF LEITUNGEN * 413 10.1.4 KURZE LEITUNGEN , 414 /
10.1.5 VERLUSTLOSE LEITUNG 415 10.1.6 LEITUNG MIT GERINGEN VERLUSTEN 415
10.2 LEITUNG MIT BESCHALTUNG 417 10.2.1 REFLEXIONSFAKTOR 417 10.2.2
SCHALTVORGAENGE AUF VERLUSTLOSEN LEITUNGEN 418 10.2.3 EINGANGSIMPEDANZ,
WIDERSTANDSTRANSFORMATION 421 10.2.4 SPANNUNGSUEBERTRAGUNGSFAKTOR 421
10.2.5 RC-LEITUNG 422 10.3 MODELLIERUNG DER LEITUNG IN SPICE 426 10.4
LEITUNGSFORMEN 429 XXVIII INHALTSVERZEICHNIS 10.4.1 ZWEIDRAHTLEITUNG 429
10.4.2 KOAXIALKABEL 431 10.4.3 STREIFENLEITER 433 10.4.4 GESCHIRMTE
LEITUNGEN, TRIAXIALKABEL 435 10.5 VERKOPPELTE LEITUNGEN 436 10.5.1
ERSATZSCHALTUNG 436 10.5.2 SIMULATION VERKOPPELTER LEITUNGEN 437 10.5.3
WELLEN IN ZWEI GEKOPPELTEN LEITUNGEN 440 10.6 LITERATURVERZEICHNIS 445
11. RESONATOREN UND FILTER 447 11.1 RESONATOREN UND FILTER MIT
RLC-KOMBINATIONEN 447 11.2 LEITUNGSRESONATOREN 448 11.3 SCHWINGQUARZE
UND QUARZFILTER 451 11.3.1 DER PIEZOELEKTRISCHE EFFEKT 451 11.3.2
SCHWINGQUARZE 452 11.3.3 QUARZFILTER 461 11.4
OBERFLAECHENWELLENBAUELEMENTE 464 11.5 DIELEKTRISCHE RESONATOREN UND
FILTER 467 11.6 LITERATURVERZEICHNIS 470 12. HALBLEITER 471 12.1
HALBLEITERMATERIALIEN, LEITUNGSMECHANISMEN 471 12.2 GRUNDELEMENTE DES
BAENDERMODELLS 475 12.2.1 ENERGIEBAENDER, BANDSCHEMA 475 12.2.2 ZUR
BANDSTRUKTUR 479 12.2.3 BLOCH-WELLEN 482 12.3 HALBLEITER IM THERMISCHEN
GLEICHGEWICHT 487 12.3.1 MASSENWIRKUNGSGESETZ 487 12.3.2 ZUSTANDSDICHTE
UND BESETZUNGSWAHRSCHEINLICHKEIT 489 12.3.3 DOTIERUNG 492 12.3.4
LADUNGSTRAEGERDICHTEN IM DOTIERTEN HALBLEITER 494 12.3.5 LAGE DER
FERMI-ENERGIE 496 12.3.6 STARK DOTIERTE HALBLEITER . 497 12.4
HALBLEITER IM NICHTGLEICHGEWICHT ./. 500 12.4.1 DRIFTSTRON) 500 12.4.2
DIFFUSIONSSTROM 509 12.4.3 GENERATION UND REKOMBINATION 511 12.4.4
GRUNDGLEICHUNGEN DER DRIFT-DIFFUSIONS-THEORIE 520 12.4.5 ABSCHIRMUNG 528
12.4.6 QUASI-FERMIPOTENTIALE 530 12.4.7 THERMOELEKTRISCHE EFFEKTE 532
12.4.8 GALVANOMAGNETISCHE EFFEKTE 533 12.4.9 PIEZORESISTIVER EFFEKT- 536
12.5 EIGENSCHAFTEN AUSGEWAEHLTER HALBLEITER.. 538 INHALTSVERZEICHNIS XXIX
12.5.1 GERMANIUM 538 12.5.2 SILIZIUM-GERMANIUM 538 12.5.3 SILIZIUMKARBID
(SIC) 541 12.5.4 III-V-VERBINDUNGSHALBLEITER 543 12.6
LITERATURVERZEICHNIS 545 13. HERSTELLUNG VON HALBLEITERBAUELEMENTEN 549
13.1 HERSTELLUNG VON SILIZIUM-EINKRISTALLEN, WAFER 549 13.2 THERMISCHE
OXIDATION VON SILIZIUM 552 13.3 SCHICHTABSCHEIDUNG 555 13.3.1
ABSCHEIDUNG ISOLIERENDER SCHICHTEN 555 13.3.2 ABSCHEIDEN VON
SILIZIUMSCHICHTEN 556 13.4 DOTIERUNG 558 13.4.1 STOERSTELLENDIFFUSION 558
13.4.2 IONENIMPLANTATION 560 13.5 STRUKTURUEBERTRAGUNG 563 13.5.1
BELICHTUNG 564 13.5.2 AETZTECHNIK 567 13.6 METALLISIERUNG 568 13.7
LAYOUT, DESIGN RULES 574 13.8 INTEGRATION PASSIVER BAUELEMENTE 576
13.8.1 WIDERSTAENDE 576 13.8.2 KONDENSATOREN 579 13.8.3 INTEGRIERTE
INDUKTIVITAETEN 580 13.9 KONTAKTIERUNG UND PACKAGING 582 13.9.1
KONTAKTIERUNG 582 13.9.2 GEHAEUSE. 584 13.10LITERATURVERZEICHNIS 585 14.
KONTAKTE 587 14.1 PN-UEBERGANG: GLEICHBETRIEB 587 14.1.1 THERMISCHES
GLEICHGEWICHT 587 14.1.2 FLUSSPOLUNG 593 14.1.3 DIODENKENNLINIE,
PARAMETERBESTIMMFING 602 14.1.4 ARBEITSPUNKT BEI SPANNUNGSSTEUERUNG 605
, 14.1.5 TEMPERATURABHAENGIGKEIT 607 14.1.6 SPERRPOLUNG, DURCHBRUCH 611
14.1.7 LOW-HIGH UEBERGAENGE, EPITAXIALDIODEN 617 14.2 PN-UEBERGAENGE:
SPEICHERLADUNGEN, SCHALTVERHALTEN 620 14.2.1 SPERRSCHICHTKAPAZITAET 620 I
, 14.2.2 MINORITAETSSPEICHERLADUNG, DIFFUSIONSKAPAZITAET 625 14.2.3
SCHALTVERHALTEN, LADUNGSSTEUERUNGSTHEORIE 627 14.3 PN-UEBERGAENGE:
KLEINSIGNALMODELL UND RAUSCHVERHALTEN 632 14.3.1 QUASISTATISCHE
BESCHREIBUNG 632 14.3.2 HF-DIODENLEITWERT 636 XXX INHALTSVERZEICHNIS
14.3.3 RAUSCHEN DER PN-DIODE 639 14.4 GROSSSIGNALMODELL DER PN-DIODE 640
14.4.1 ERSATZSCHALTUNG UND MODELLANWEISUNG 640 14.4.2 MODELLGLEICHUNGEN
642 14.4.3 MODELLGENAUIGKEIT UND BAUTEILTOLERANZEN 646 14.5
HETEROUEBERGAENGE 648 14.5.1 THERMISCHES GLEICHGEWICHT 649 14.5.2
FLUSSPOLUNG 651 14.5.3 SPERRSCHICHTKAPAZITAET 653 14.6
METALL-HALBLEITER-KONTAKTE 654 14.6.1 SCHOTTKY-KONTAKTE IM THERMISCHEN
GLEICHGEWICHT 654 14.6.2 FLUSS- UND SPERRPOLUNG 657 14.6.3 NIEDEROHMIGE
KONTAKTE 660 14.6.4 PELTIER-EFFEKT 662 14.7 MOS-KONDENSATOREN 663 14.7.1
THERMISCHES GLEICHGEWICHT 664 14.7.2 AKKUMULATION 666 14.7.3 INVERSION
667 14.7.4 TIEFE VERARMUNG (DEEP DEPLETION) 673 14.7.5 DIE KAPAZITAET DES
MOS-KONDENSATORS 674 14.7.6 STROMFLUSS DURCH DAS GATEOXID 675 14.8
LITERATURVERZEICHNIS 677 15. HALBLEITERDIODEN 679 15.1
GLEICHRICHTERDIODEN 679 15.1.1 AUFBAU UND ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN 679
15.1.2 KENNDATEN, GRENZWERTE 681 15.1.3 PARALLEL- UND REIHENSCHALTUNG
VON GLEICHRICHTERDIODEN 683 15.1.4 EINWEGGLEICHRICHTER 685 15.1.5
ZWEIPULSIGE BRUECKENSCHALTUNG 688 15.1.6 SPANNUNGSVERVIELFACHER 689
15.1.7 SPANNUNGSBEGRENZUNG, FREILAUFDIODEN 690 15.1.8 SCHALTEN
INDUKTIVER LASTEN 691 15.2 PIN-DIODEN . 692 15.2.1 LANGE PIN-DIODEN,
LEISTUNGSGLEICHRICHTER/ 693 15.2.2 KURZE PIN/-DIODEN 699 15.3
SCHOTTKY-DIODEN 705 15.3.1 ERSATZSCHALTUNG 705 15.3.2 SCHOTTKY-DIODEN
FUER KLEINE LEISTUNGEN 707 15.3.3 SCHOTTKY-DIODEN FUER GROSSE LEISTUNGEN
708 15.4 Z-DIODEN 710 15.4.1 KENNGROESSEN, MODELLIERUNG 710 15.4.2
SPANNUNGSSTABILISIERUNG, SPANNUNGSREFERENZ 715 15.4.3
UEBERSPANNUNGSSCHUTZ, 717 15.5 VARAKTO/EN 719 INHALTSVERZEICHNIS XXXI
15.5.1 KAPAZITAETSDIODEN, EIGENSCHAFTEN 719 15.5.2 ANWENDUNGEN 724 15.5.3
SPEICHERVARAKTOREN, STEP-RECOVERY-DIODEN 726 15.6 TUNNELDIODEN 728
15.6.1 KENNLINIE DER ESAKI-DIODE 728 15.6.2 KLEINSIGNALBETRACHTUNG 730
15.6.3 OSZILLATOREN MIT TUNNELDIODEN 731 15.6.4 RESONANTE TUNNELDIODEN
733 15.7 LAUFZEITDIODEN 735 15.7.1 IMPATT-DIODEN ; 735 15.7.2
BARITT-DIODEN 739 15.8 GUNN-ELEMENTE 741 15.9 LITERATURVERZEICHNIS 745
16. BIPOLARTRANSISTOREN 747 16.1 EINFUEHRUNG 747 16.2
GROSSSIGNALBESCHREIBUNG 754 16.2.1 TRANSFERSTROM, BASISTRANSITZEIT 755
16.2.2 STROMVERSTAERKUNG 758 16.2.3 ELEMENTARES GROSSSIGNALMODELL 759
16.2.4 DIE GUMMEL SCHE TRANSFERSTROM-BEZIEHUNG 764 16.2.5
SPICE-MODELLANWEISUNG 767 16.2.6 KENNLINIEN 767 16.2.7 DAS
EBERS-MOLL-MODELL 774 16.2.8 TEMPERATURABHAENGIGKEIT 775 16.2.9
HOCHINJEKTION 778 16.3 KLEINSIGNALBESCHREIBUNG 785 16.3.1 DAS ELEMENTARE
KLEINSIGNALMODELL 785 16.3.2 NF-HYBRIDPARAMETER 789 16.3.3
T-ERSATZSCHALTUNG 792 16.3.4 TRANSISTORKAPAZITAETEN UND GRENZFREQUENZEN
794 16.4 RAUSCHVERHALTEN 806 16.4.1 EFFEKTIVE RAUSCHQUELLEN , 807 16.4.2
RAUSCHZAHL, RAUSCHANPASSUNG 811 16.5 SPERRVERHALTEN, GRENZDTFTEN 812 /
16.5.1 RESTSTROEME 812 16.5.2 GRENZSPANNUNGEN, DURCHBRUECHE 813 16.5.3 DER
SICHERE ARBEITSBEREICH 817 16.6 HETEROSTRUKTUR-BIPOLARTRANSISTOREN
(HBTS) 819 16.7 EINZELTRANSISTOREN 826 16.8 INTEGRIERTE
BIPOLARTRANSISTOREN 831 16.8.1 ISOLATION DER KOLLEKTORBAHNGEBIETE 832
16.8.2 HERSTELLUNG VON EMITTER- UND BASISBAHNGEBIET 834 16.9
LITERATURVERZEICHNIS 842 XXXII INHALTSVERZEICHNIS 17. GRUNDSCHALTUNGEN
MIT BIPOLARTRANSISTOREN 845 17.1 EMITTERSCHALTUNG 845 17.1.1
ARBEITSPUNKT, VERLUSTLEISTUNG, GEGENKOPPLUNG 845 17.1.2 VERLUSTLEISTUNG
UND WIRKUNGSGRAD 850 17.1.3 FREQUENZGANG 851 17.1.4 SCHALTBETRIEB 855
17.1.5 VERZERRUNGEN 863 17.1.6 RAUSCHEN 865 17.1.7 DARLINGTON-SCHALTUNG
868 17.2 KOLLEKTORSCHALTUNG (EMITTERFOLGER) 870 17.2.1
UEBERTRAGUNGSFAKTOR, EIN- UND AUSGANGS WIDERST AND 871 17.2.2
FREQUENZGANG 872 17.2.3 KOMPLEMENTAERE ENDSTUFE 876 17.3 BASISSCHALTUNG
878 17.3.1 KASKODE 879 17.4 DIODENSCHALTUNG 880 17.5 STROMQUELLEN 882
17.5.1 EINFACHE STROMSPIEGEL 883 17.5.2 WILSON-STROMSPIEGEL 885 17.5.3
AKTIVE LAST 886 17.6 DIFFERENZVERSTAERKER 888 17.6.1
UEBERTRAGUNGSKENNLINIE 888 17.6.2 DIFFERENZ- UND GLEICHTAKTVERSTAERKUNG
891 17.6.3 ANALOG-MULTIPLIZIERER 893 17.6.4 SCHMITT-TRIGGER 895 17.7
BANDABSTANDSREFERENZEN 897 17.8 DIGITALSCHALTUNGEN 899 17.8.1
TTL-SCHALTUNGEN 899 17.8.2 EMITTER-COUPLED LOGIC (ECL) 901 17.9
LITERATURVERZEICHNIS 908 18. CAD-MODELLE FUER BIPOLARTRANSISTOREN . 909
18.1 GUMMEL-POON MODELL .,. . 909 18.1.1 ERSATZSCHALTUNG UND
MODELLANWEISUNG 909 18.1.2 TRANSFERSTROM, GUMMEL-POON-ANSATZ . ./ 914
18.1.3 STROMVERSTAERKUNG 916 18.1.4 TEMPERATURABHAENGIGKEIT 918 18.1.5
BAHNWIDERSTAENDE 919 18.1.6 PARAMETERBESTIMMUNG 924 18.2 KOMPLEXERE
MODELLE FUER INTEGRIERTE BIPOLARTRANSISTOREN 928 18.3
LITERATURVERZEICHNIS 932 INHALTSVERZEICHNIS XXXIII 19. THYRISTOREN 933
19.1 RUECKWAERTSSPERRENDE THYRISTOREN 934 19.1.1 AUFBAU UND WIRKUNGSWEISE
935 19.1.2 HERSTELLUNG VON THYRISTOREN 938 19.1.3 SPANNUNGS- UND
STROMGRENZWERTE 940 19.1.4 SPERRVERMOEGEN 941 19.1.5 ZUENDEN DES
THYRISTORS, DURCHLASSZUSTAND 944 19.1.6 LOESCHEN DES THYRISTORS 950 19.1.7
PARALLEL- UND REIHENSCHALTUNG VON THYRISTOREN 954 19.1.8
PHASENANSCHNITTSTEUERUNG MIT THYRISTOREN 955 19.-2 SONDERFORMEN DES
THYRISTORS 956 19.2.1 ASYMMETRISCH SPERRENDE THYRISTOREN, RCTS 956
19.2.2 GATE TURN-OFF THYRISTOREN (GTO) 957 19.2.3 UEBERSPANNUNGSSCHUTZ
MIT THYRISTOREN 959 19.3 MODELLIERUNG VON THYRISTOREN IN PSPICE 960 19.4
DIACS UND TRIACS 965 19.4.1 DIACS 965 19.4.2 TRIACS 966 19.5
UNIJUNCTIONTRANSISTOREN 969 19.6 LITERATURVERZEICHNIS 972 20.
MOS-FELDEFFEKTTRANSISTOREN 973 20.1 EINFUEHRUNG 973 20.1.1 MOSFET-TYPEN
974 20.1.2 GEGENUEBERSTELLUNG VON BIPOLARTRANSISTOR UND MOSFET 976 20.2
DER MOSFET IN EINFACHSTER NAEHERUNG 978 20.2.1 DRAINSTROM 979 20.2.2
GESCHWINDIGKEITSSAETTIGUNG 984 20.2.3 SUBSTRATSTEUEREFFEKT 987 20.2.4
KENNLINIEN IM LEVELL-MODELL 989 20.2.5 NF-KLEINSIGNALBESCHREIBUNG 992
20.2.6 TRANSISTORKAPAZITAETEN, TRANSITFREQUENZ 993 20.2.7 DER
N-KANAL-MOSFET ALS SCHALTER 995 20.2.8 P-KANAL-MOSFETS . 999 20.2.9
TEMPERATURVERHALTEN 1002 20.3 KANALIMPLANTATION, BURIED-CHANNEL-MOSFETS
1004 20.3.1 EINSTELLEN DER EINSATZSPANNUNG 1004 20.3.2
BURIED-CHANNEL-MOSFETS 1005 20.4 MEHR ZUR PHYSIK DES MOSFET 1009 20.4.1
DIE CHARGE-SHEET NAEHERUNG 1009 20.4.2 LANGKANAL-MOSFETS, GRADUAL-CHANNEL
NAEHERUNG 1011 20.5 ELEKTRISCHES VERHALTEN VON KURZKANAL-MOSFETS 1020
20.5.1 EINSATZSPANNUNG, KURZKANALEFFEKTE 1020 20.5^.2
KANALLAENGENMODULATION, AUSGANGSLEITWERT 1022 20.5.3 BAHNWIDERSTAENDE 1022
XXXIV INHALTSVERZEICHNIS 20.5.4 GATE LEAKAGE, TDDB 1023 20.5.5
SOURCE-DRAIN-DURCHBRUCH 1025 20.5.6 GATE-INDUCED DRAIN LEAKAGE (GIDL)
1028 20.5.7 UNTERSCHWELLSTROEME, DRAINRESTSTROM 1029 20.6
KLEINSIGNALBESCHREIBUNG DES MOSFET 1032 20.6.1
KLEINSIGNALERSATZSCHALTUNG 1032 20.6.2 RAUSCHEN 1037 20.7 MOSFETS IN
INTEGRIERTEN SCHALTUNGEN 1040 20.7.1 HERSTELLUNG INTEGRIERTER
CMOS-BAUSTEINE 1040 20.7.2 LATCHUP 1044 20.7.3 DIE IDEE DER SKALIERUNG
1046 20.7.4 DEGRADATION 1049 20.7.5 LDD-MOSFETS 1051 20.7.6
GATEDIELEKTRIKUM 1053 20.7.7 DOTIERSTOFFVERTEILUNG, KURZKANALEFFEKTE,
PIEZOWIDERSTANDSEFFEKT 1054 20.7.8 SOI-MOSFETS, FINFETS 1056 20.8
LITERATURVERZEICHNIS 1060 21. GRUNDSCHALTUNGEN MIT MOSFETS 1063 21.1
GRUNDSCHALTUNGEN MIT N-KANAL MOSFETS 1063 21.1.1 SOURCESCHALTUNG UND
NMOS-INVERTER 1063 21.1.2 DRAINSCHALTUNG (SOURCEFOLGER) MIT
N-KANAL-MOSFET 1068 21.2 STATISCHE CMOS-LOGIK 1071 21.2.1 DER
CMOS-INVERTER 1071 21.2.2 LOGISCHE VERKNUEPFUNGEN IN CMOS 1080 21.2.3
TRANSFERGATE 1083 21.2.4 PSEUDO-NMOS-LOGIK 1087 21.2.5 TRISTATE-TREIBER
1089 21.2.6 TREIBEN GROSSER KAPAZITIVER LASTEN 1090 21.2.7 FLIPFLOPS 1091
21.2.8 SCHMITT-TRIGGER 1094 21.3 CURRENT-MODE LOGIK (MCML) 1096 21.4
DYNAMISCHE CMOS-LOGIK 1098 21.5 STUB-SERIES-TERMINATED LOGIC (SSTL) *.
1100 21.6 ESD-SCHUTZSCHALTUNGEN Y , 1101 21.7 ANALOGSCHALTUNGERY : 1102
21.7.1 KONSTANTSTROMQUELLE 1102 21.7.2 STROMSPIEGEL,
KONSTANTSTROMQUELLEN 1103 21.7.3 STEUERBARER WIDERSTAND 1105 21.7.4
DIFFERENZVERSTAERKER MIT STROMSPIEGELLAST 1106 21.8 BICMOS 1111 21.9
LITERATURVERZEICHNIS 1113 INHALTSVERZEICHNIS XXXV 22. SPEICHERBAUSTEINE
1115 22.1 SRAMS 1118 22.1.1 SINGLE-PORT-SRAMS 1118 22.1.2
SCHREIB-LESE-SCHALTUNG 1121 22.1.3 DUAL-PORT-SRAMS 1122 22.1.4 CAM,
ASSOZIATIVSPEICHER 1122 22.2 DRAMS 1124 22.2.1 WORTLEITUNGSTREIBER
(BOOST-SCHALTUNG) 1125 22.2.2 DYNAMISCHER LESE VERSTAERKER 1128 22.2.3
ALPHA-TEILCHEN, STOERSICHERHEIT : 1130 22.2.4 ZUR TECHNOLOGIE VON
DRAM-BAUSTEINEN 1131 22.2.5 REFRESH 1135 22.2.6 ADRESSIERUNG,
ZUGRIFFSZEITEN 1136 22.2.7 MASSNAHMEN ZUR VERBESSERUNG DER ZUGRIFFSZEIT
1137 22.3 ROM, PROM 1138 22.4 EPROMS, EEPROMS, FLASH-MEMORY 1140 22.4.1
MOSFETS MIT FLOATING GATE 1143 22.4.2 EPROMS, EEPROMS 1145 22.4.3
FLASH-EPROMS 1147 22.4.4 ZUR SCHALTUNGSTECHNIK 1148 22.5 ALTERNATIVE
SPEICHERKONZEPTE 1151 22.5.1 FRAM 1152 22.5.2 MRAM 1155 22.5.3 PRAM 1156
22.6 LITERATURVERZEICHNIS 1158 23. MOS-LEISTUNGSBAUELEMENTE 1161 23.1
VERTIKALE LEISTUNGS-MOSFETS 1162 23.1.1 BAUFORMEN VERTIKALER
LEISTUNGS-MOSFETS 1162 23.1.2 EINSCHALTWIDERSTAND 1165 23.1.3
KOMPENSATIONSBAUELEMENTE, COOLMOS 1167 23.1.4 EIGENSCHAFTEN, KENNDATEN,
ANWENDUNGSHINWEISE 1170 23.1.5 SCHALTBETRIEB , 1171 23.2 LATERALE
DMOSFETS 1178 23.3 IGBTS /. 1180 * 23.4 MOS-GESTEUERTE THYRISTOREN
(MCTS) 1186 23.5 INTEGRATION, SMART-POWER ICS 1187 23.5.1
HOCHVOLT-CMOS-PROZESS 1187 23.5.2 BCDMOS-PROZESS 1188 23.5.3
SOI-TECHNOLOGIEN 1189 23.6 LITERATURVERZEICHNIS 1189 XXXVI
INHALTSVERZEICHNIS 24. CAD-MODELLE FUER MOSFETS 1191 24.1 EINFUEHRUNG 1191
24.2 LEVEL 1 - MODELL 1193 24.3 LEVEL 3- MODELL 1197 24.3.1
EINSATZSPANNUNG 1198 24.3.2 EFFEKTIVE BEWEGLICHKEIT,
SAETTIGUNGSGESCHWINDIGKEIT 1201 24.3.3 SAETTIGUNGSSPANNUNG 1203 24.3.4
KANALLAENGENMODULATION 1203 24.3.5 SUBTHRESHOLDSTROM 1204 24.3.6
TRANSISTORKAPAZITAETEN 1205 24.4 WEITERENTWICKELTE MOS-MODELLE 1209
24.4.1 DIE BSIM-MODELLE 1209 24.4.2 CHARGE-SHEET MODELLE 1210 24.5
LITERATURVERZEICHNIS 1214 25. SPERRSCHICHTFELDEFFEKTTRANSISTOREN 1215
25.1 SPERRSCHICHTFELDEFFEKTTRANSISTOREN (JFETS) 1215 25.1.1 KENNLINIEN
DES JFET 1216 25.1.2 GROSSSIGNALMODELL, BESCHREIBUNG IN SPICE 1221 25.1.3
KLEINSIGNALBESCHREIBUNG DES JFET 1224 25.1.4 VERSTAERKERSTUFE MIT
N-KANAL-JFET IN SOURCESCHALTUNG 1226 25.2 GAAS-MESFETS 1229 25.2.1
ANWENDUNGEN 1231 25.2.2 DUAL-GATE-MESFETS 1233 25.2.3 SPICE-MODELLE FUER
MESFETS 1233 25.3 MODFETS 1236 25.4 LITERATURVERZEICHNIS 1240 26.
GRUNDLAGEN OPTOELEKTRONIK 1241 26.1 LICHT 1241 26.1.1 PHOTONEN 1242
26.1.2 GRUPPENGESCHWINDIGKEIT, MATERIALDISPERSION 1244 26.2
STRAHLUNGSGROESSEN 1246 26.2.1 RADIOMETRISCHE STRAHLUNGSGROESSEN 1247 26.2.2
FOTOMETRISCHE STRAHLUNGSGROESSEN I249 26.2.3 DAS FOTOMETRISCHE GRUNDGESETZ
1253 26.2.4 BRECHUNG UND REFLEXION /. 1254 26.3 FARBSEHEN UND
FART^NETRIK 1256 26.4 ABSORPTION UND DAEMPFUNG 1259 26.5
LICHTWELLENLEITER 1261 26.5.1 DAEMPFUNG IN GLASFASERN 1262 26.5.2
BANDBREITE-LAENGE-PRODUKT VON LICHTWELLENLEITERN 1263 26.5.3
MULTIMODEFASER 1265 26.5.4 GRADIENTENFASER 1267 26.5.5 MONOMODEFASER
1268 26.6 WAERMESTRAHLUNG U 1270 26.7 LITERATURVERZEICHNIS 1272
INHALTSVERZEICHNIS XXXVII 27. DETEKTOREN FUER OPTISCHE STRAHLUNG 1273
27.1 KENNGROESSEN FUER FOTODETEKTOREN 1273 27.2 FOTOWIDERSTAENDE (LDR) 1275
27.2.1 MECHANISMEN DER FOTOLEITUNG 1275 27.2.2 LEITWERT UND
EMPFINDLICHKEIT 1276 27.2.3 ANSPRECHGESCHWINDIGKEIT UND RAUSCHEN 1278
27.2.4 BEISPIELE 1279 27.3 PIN-FOTODIODEN 1283 27.3.1
STROM-SPANNUNGS-KENNLINIE UND EMPFINDLICHKEIT 1283 27.3.2 FOTOMETRISCHE
STRAHLUNGSMESSUNG MIT PIN-DIODE . . = 1286 27.3.3 BEITRAEGE ZUM
FOTOSTROM, QUANTENWIRKUNGSGRAD 1288 27.3.4 ERSATZSCHALTUNG DER PIN-DIODE
1289 27.3.5 ANSPRECHGESCHWINDIGKEIT, GRENZFREQUENZ 1290 27.3.6
REALISIERUNG VON PIN-FOTODIODEN 1292 27.3.7 RAUSCHEN VON PIN-FOTODIODEN
1293 27.3.8 UNITRAVELLING-CARRIER FOTODIODEN 1298 27.4
AVALANCHE-FOTODIODEN (APDS) 1299 27.5 SCHOTTKY-FOTODIODEN,
MSM-FOTODIODEN 1303 27.6 FOTODIODEN MIT LATERALER ORTSAUFLOESUNG 1304
27.7 FOTOTRANSISTOREN 1306 27.7.1 FREQUENZVERHALTEN 1308 27.7.2 RAUSCHEN
1311 27.7.3 HETEROSTRUKTUR-FOTOTRANSISTOREN 1312 27.8 PYROELEKTRISCHE
IR-DETEKTOREN 1312 27.9 PHOTOMULTIPLIER 1318 27.10FARBSENSOREN 1319
27.11LITERATURVERZEICHNIS 1319 28. SOLARZELLEN 1321 28.1
SONNENEINSTRAHLUNG 1322 28.1.1 DIREKTE, DIFFUSE UND GLOBALE
SONNENEINSTRAHLUNG 1323 28.2 SPEKTRALE EMPFINDLICHKEIT 1328 28.3
KENNGROESSEN UND ERSATZSCHALTUNG D 1333 28.4 EINKRISTALLINE SOLARZELLEN
1337 28.5 POLYKRISTALLINE SILIZIUMSJOELARZELLEN 1347 / 28.6
DUENNSCHICHTSOLARZELLEN 1347 28.6.1 AMORPHE SILIZIUMSOLARZELLEN 1348
28.6.2 HETEROSTRUKTUR-DUENNSCHICHT-SOLARZELLEN 1350 28.7
SOLARZELLENARRAYS 1353 28.8 LITERATURVERZEICHNIS 1355 XXXVIII
INHALTSVERZEICHNIS 29. LICHTEMITTIERENDE DIODEN 1357 29.1 LEUCHTDIODEN
(LEDS) 1357 29.1.1 WIRKUNGSWEISE UND KENNDATEN 1357 *.. 29.1.2
MODULATION DES AUSGESTRAHLTEN LICHTS 1362 * RIL 29.1.3 BAUFORMEN 1363
CTTF* 29.2 LASERDIODEN 1371 (V 29.2.1 PRINZIP DES LASERS UND
SCHWELLENBEDINGUNG 1371 29.2.2 ABGESTRAHLTE LEISTUNG, OPTISCHER GEWINN
1374 29.2.3 TEMPERATURABHAENGIGKEIT UND ABSTRAHLCHARAKTERISTIK 1376
29.2.4 ALTERUNG 1378 29.2.5 BILANZGLEICHUNGERI, GROSSSIGNALMODELL 1379
29.2.6 KLEINSIGNALBETRIEB, MODULATIONSGRENZFREQUENZ 1384 29.2.7
BAUFORMEN KANTENEMITTIERENDER LASERDIODEN 1387 29.2.8 VCSELS,
OBERFLAECHENEMITTIERENDE LASERDIODEN 1389 29.3 OPTOKOPPLER 1391 29.3.1
KENNGROESSEN 1391 29.3.2 FREQUENZVERHALTEN, ANSPRECHGESCHWINDIGKEIT 1393
29.3.3 GALVANISCHE TRENNUNG 1396 29.3.4 LICHTSCHRANKEN 1399 29.3.5
MODELLIERUNG IN PSPICE 1400 29.4 LITERATURVERZEICHNIS 1402 30. DISPLAYS
1403 30.1 FLUESSIGKRISTALL-ANZEIGEN (LCDS) 1403 30.1.1 FLUESSIGKRISTALLE
1403 30.1.2 TN-ZELLE 1405 30.1.3 STN-ZELLE 1408 30.1.4 REFLEKTIVE ZELLEN
1409 30.1.5 ANSTEUERUNG IN MATRIX-DISPLAYS 1410 30.1.6
HINTERGRUNDBELEUCHTUNG 1412 30.2 PLASMA-DISPLAYS 1412 30.3
VAKUUM-FLUORESZENZ- UND FIELD-EMISSION DISPLAYS 1415 30.4 OLED-DISPLAYS
.,1417 30.5 LITERATURVERZEICHNIS 1418 31. BILDWANDLER ; 1419 31.1 CHARGE
COUPLED DEVICES 1419 31.1.1 SURFACE CHANNEL CCDS (SCCDS) 1419 31.1.2
BURIED-CHANNEL CCDS (BCCDS) 1424 31.1.3 LADUNGSBEWERTUNG 1427 31.1.4
CCD-SENSOREN, EIGENSCHAFTEN UND KENNGROESSEN 1428 31.1.5 BAUFORMEN UND
BEISPIELE 1433 31.2 CMOS-BILDWANDLER 1437 31.3 BILDWANDLER FUER
FARBBILDER. . * 1440 31.4 LITERATURVERZEICHNIS 1441 INHALTSVERZEICHNIS
XXXIX 32. SENSORBAUELEMENTE 144 3 32.1 TEMPERATURSENSOREN 1443 32.1.1
WIDERSTANDS-TEMPERATURSENSOREN 1443 32.1.2 TEMPERATURMESSUNG MIT
HEISSLEITERN 1448 32.1.3 HALBLEITER-TEMPERATURSENSOREN 1449 32.1.4
THERMOELEMENTE 1450 32.1.5 THERMOPILES 1452 32.2 MAGNETFELDSENSOREN 1453
32.2.1 HALL-SENSOREN 1453 32.2.2 MAGNETOWIDERSTANDSSENSOREN - 1455 32.3
DEHNUNGSMESSSTREIFEN 1459 32.3.1 METALLFOLIEN-DMS, DUENNSCHICHT-DMS 1460
32.3.2 HALBLEITER-DMS 1461 32.3.3 BRUECKENSCHALTUNG 1461 32.4
DRUCKSENSOREN 1462 32.4.1 DMS-DRUCKSENSOREN 1462 32.4.2 PIEZORESISTIVE
SILIZIUM-DRUCKSENSOREN 1463 32.4.3 KAPAZITIVE DRUCKSENSOREN 1463 32.5
KAPAZITIVE FEUCHTESENSOREN 1464 32.6 DETEKTOREN FUER IONISIERENDE
STRAHLUNG 1465 32.6.1 IONISATIONSKAMMERN, ZAEHLROHRE 1466 32.6.2
HALBLEITERDETEKTOREN 1467 32.7 LITERATURVERZEICHNIS 1468 33. BATTERIEN
UND AKKUMULATOREN 1469 33.1 ELEKTROCHEMISCHE ZELLEN 1469 33.1.1
GRUNDPRINZIPIEN 1469 33.1.2 ELEKTRODENPROZESSE 1472 33.1.3 KENNGROESSEN,
SPEZIFISCHE ENERGIE, LEISTUNGSABGABE 1476 33.1.4 REIHEN- UND
PARALLELSCHALTUNG 1480 33.1.5 BETRIEB MIT SOLARZELLEN 1482 33.2
ULTRACAPS 1482 33.3 BRENNSTOFFZELLEN , 1485 33.4 LITERATURVERZEICHNIS
1487
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| adam_txt |
MICHAEL REISCH ELEKTRONISCHE BAUELEMENTE FUNKTION, GRUNDSCHALTUNGEN,
MODELLIERUNG MIT SPICE 2., VOLLSTAENDIG NEU BEARBEITETE AUFLAGE MIT 1125
ABBILDUNGEN UND 67 TABELLEN ^J SPRINGER INHALTSVERZEICHNIS 1. GRUNDLAGEN
1 1.1 ELEKTRISCHE NETZWERKE, CAD-WERKZEUGE 2 1.2 IDEALE NETZWERKELEMENTE
5 1.2.1 WIDERSTAENDE 6 1.2.2 KAPAZITAETEN 9 1.2.3 INDUKTIVITAETEN 10 1.2.4
UNABHAENGIGE QUELLEN 11 1.2.5 GESTEUERTE QUELLEN 11 1.3 LINEARE NETZWERKE
12 1.3.1 IMPEDANZEN, ADMITTANZEN 12 1.3.2 DARSTELLUNG IN FREQUENZ- UND
ZEITBEREICH 15 1.3.3 UEBERTRAGUNGSFAKTOR 18 1.3.4 DER RC-TIEFPASS 23 1.3.5
DER RC-HOCHPASS 30 1.3.6 RC-BANDPASS 35 1.3.7 DER LRC-REIHENSCHWINGKREIS
38 1.4 NICHTLINEARE NETZWERKE 45 1.4.1 HARMONISCHE, KOMPRESSIONSPUNKT 45
1.4.2 INTERMODULATION, MISCHPRODUKTE 47 1.5 LITERATURVERZEICHNIS 50 2.
AKTIVE VIERPOLE 51 2.1 TRANSISTOREN ALS VERSTAERKER UND SCHALTER 51 2.2
KLEINSIGNALANALYSE, VIERPOLKENNGROESSEN 54 2.2.1 LEITWERTPARAMETER 54
2.2.2 DIE WAHL DES BEZUGSPUNKTS .' 58 2.2.3 HYBRIDPARAMETER 60 2.2.4
VIERPOLDARSTELLUNGEN UND ERSATZSCHALTUNGEN 60 ' 2.3 KENNGROESSEN
BESCHALTETER VIERPOLE 64 2.3.1 EINGANGSIMPEDANZ, AUSGANGSIMPEDANZ,
UEBERTRAGUNGSFAKTOREN 65 2.3.2 LEISTUNGSVERSTAERKUNG 68 2.3.3 STABILIAET,
MAG, MSG 70 2.3.4 REFLEXIONSKOEFFIZIENTEN 71 2.4 S-PARAMETER 73 2.5
VERSTAERKER , 75 2.5.1 GEGENKOPPLUNG 76 2.5.2^. MITKOPPLUNG, OSZILLATOREN
83 2.6 LITERATURVERZEICHNIS 84 XXIV INHALTSVERZEICHNIS 3. RAUSCHEN 85
3.1 GRUNDLAGEN 85 3.1.1 AUTOKORRELATION, WIENER-KHINTCHINE-RELATION 86
3.1.2 RAUSCHQUELLEN 87 3.1.3 KORRELATION 88 3.2 RAUSCHMECHANISMEN 88
3.2.1 SCHROTRAUSCHEN 90 3.2.2 THERMISCHES RAUSCHEN 92 3.2.3 1/F-RAUSCHEN
98 3.3 ANALYSE RAUSCHENDER NETZWERKE 99 3.4 RAUSCHENDE LINEARE VIERPOLE
101 3.4.1 AEQUIVALENTE RAUSCHBANDBREITE 103 3.4.2
SIGNAL-RAUSCH-VERHAELTNIS, RAUSCHZAHL 103 3.5 LITERATURVERZEICHNIS 108 4.
SPICE 109 4.1 STEUERDATEI, NETZLISTE, MODELLANWEISUNGEN 109 4.1.1 DIE
NETZLISTE 110 4.1.2 DIE .MODEL-ANWEISUNG 113 4.1.3 DIE .SUBCKT-ANWEISUNG
115 4.2 ERGEBNISAUSGABE 116 4.2.1 DIE .OUT-DATEI 116 4.2.2 PROBE 117 4.3
ERSTE SCHRITTE 119 4.3.1 KENNLINIEN, .DC-ANALYSE 119 4.3.2
FREQUENZGAENGE, .AC-ANALYSE 121 4.3.3 EINSCHWINGVORGAENGE, .TRAN-ANALYSE
122 4.4 STEUERBEFEHLE 124 4.4.1 GLEICHSTROMANALYSE 125 4.4.2
TRANSIENTENANALYSE 130 4.4.3 FREQUENZANALYSE 134 4.4.4 WEITERE
STEUERANWEISUNGEN 136 4.5 UNABHAENGIGE QUELLEN V, I J38 4.5.1
GLEICHQUELLEN 139 4.5.2 WECHSELQUELLEN (AC) / 139 4.5.3 ZEITABHAENGIG^
QUELLEN 139 4.6 GESTEUERTE QUELLEN 144 4.6.1 LINEARE GESTEUERTE QUELLEN
144 4.6.2 RAUSCHQUELLEN 146 4.6.3 NICHTLINEARE GESTEUERTE QUELLEN 148
4.6.4 ANALOG BEHAVIORAL MODELING 150 4.7 LITERATURVERZEICHNIS 152
INHALTSVERZEICHNIS XXV 5. PRAKTISCHER SCHALTUNGSAUFBAU 153 5.1
LEITERPLATTEN JL54 5.1.1 SUBSTRATMATERIALIEN 154 5.1.2 HERSTELLUNG 155
5.1.3 BEDRAHTETE UND OBERFLAECHENMONTIERTE BAUTEILE (SMD) 157 5.1.4
EINLAGEN- UND MEHRLAGENLEITERPLATTEN 158 5.1.5 LAYOUT 160 5.1.6 MONTAGE
DER BAUTEILE 163 5.2 HYBRIDSCHALTUNGEN 166 5.3 VERLUSTLEISTUNG UND
EIGENERWAERMUNG 168 5.3.1 TEMPERATURABHAENGIGKEIT VON BAUTEILKENNGROESSEN .
. .: 168 5.3.2 WAERMEWIDERSTAND, THERMISCHE ZEITKONSTANTE 169 5.3.3
THERMISCHE ERSATZSCHALTUNG 172 5.3.4 ZULAESSIGE VERLUSTLEISTUNG UND
WAERMEABFUHR 173 5.3.5 WAERMEABTRANSPORT, KUEHLKOERPER 177 5.3.6
PELTIER-KUEHLER 183 5.4 QUALITAET UND ZUVERLAESSIGKEIT 188 5.4.1
AUSFALLSTATISTIK 189 5.4.2 THERMISCHER STRESS, ARRHENIUS-GESETZ 192 5.4.3
ELEKTROSTATISCHE ENTLADUNGEN 193 5.5 LITERATURVERZEICHNIS 197 6.
OPERATIONSVERSTAERKER 199 6.1 PRINZIPIEN, KENNDATEN 199 6.1.1
NF-KENNGROESSEN, NF-ERSATZSCHALTUNG 199 6.1.2 FREQUENZVERHALTEN UND
KLEINSIGNALMODELL 205 6.1.3 KENNGROESSEN FUER TRANSIENTEN GROSSSIGNALBETRIEB
208 6.1.4 AUSFUEHRUNGEN 209 6.2 LINEARE GRUNDSCHALTUNGEN 211 6.2.1 DER
INVERTIERENDE VERSTAERKER 211 6.2.2 DER NICHTINVERTIERENDE VERSTAERKER 221
6.2.3 DER SUBTRAHIERER 224 6.2.4 DER ADDIERER 228 6.2.5 DER INTEGRIERER
229 6.2.6 DER DIFFERENZIERER 231 6.2.7 DER LOGARITHMIERER 232 6.2.8
STROM-SPANNUNGS-WANDLER .' 233 6.2.9 NEGATIVE WIDERSTAENDE 233 6.2.10
GESTEUERTE QUELFEN 234 6.2.11 GYRATOR 235 6.2.12 AKTIVE FILTER 237 6.3
RUECKKOPPLUNG UND STABILITAET 242 6.3.1 GEGENKOPPLUNG, STABILITAETSANALYSE
242 6.3.2 FREQUENZGANGKORREKTUR .249 6.4 RAUSCHEN VON
OPERATIONSVERSTAERKERN 253 6.4.1 RAUSCHERSATZSCHALTUNG 253 6.4.2 RAUSCHEN
DES NICHTINVERTIERENDEN VERSTAERKERS 253 6.5 MAKROMODELLE FUER DIE
SCHALTUNGSSIMULATION 258 |K 6.6 LITERATURVERZEICHNIS 263 XXVI
INHALTSVERZEICHNIS 7. WIDERSTAENDE 265 7.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 265
7.2 OHMSCHE WIDERSTAENDE 269 7.2.1 KENNGROESSEN UND ERSATZSCHALTUNG REALER
WIDERSTAENDE 269 7.2.2 DRAHTWIDERSTAENDE 280 7.2.3 MASSEWIDERSTAENDE 281
7.2.4 SCHICHTWIDERSTAENDE 281 7.2.5 POTENTIOMETER 284 7.2.6 MODELLIERUNG
OHMSCHER WIDERSTAENDE IN SPICE 285 7.3 HEISSLEITER 287 7.4 KERAMISCHE
KALTLEITER (PTC-WIDERSTAENDE) 293 7.5 PPTC-WIDERSTAENDE (POLY SWITCH) 301
7.6 SICHERUNGEN 302 7.6.1 FEINSICHERUNGEN 302 7.6.2 UEBERLASTSCHUTZ MIT
KERAMISCHEN KALTLEITERN 303 7.7 VARISTOREN (VDR-WIDERSTAENDE) 306 7.8
EDELGASGEFUELLTE UEBERSPANNUNGSABIEITER 312 7.9 LITERATURVERZEICHNIS 313
8. KONDENSATOREN 315 8.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 315 8.1.1
POLARISATIONSMECHANISMEN . . 316 8.1.2 IONENLEITUNG, DURCHSCHLAG . 318
8.1.3 DIELEKTRISCHE ABSORPTION 319 8.1.4 FERROELEKTRIKA 320 8.2
BAUFORMEN 322 8.3 KENNGROESSEN UND ERSATZSCHALTUNG DES REALEN KONDENSATORS
324 8.3.1 KENNDATEN, GRENZWERTE 324 8.3.2 GRENZSPANNUNGEN,
PULSBELASTBARKEIT 325 8.3.3 PARALLELERSATZSCHALTUNG 327 8.3.4
SERIENERSATZSCHALTUNG 329 8.3.5 PARALLEL- UND REIHENSCHALTUNG VON
KONDENSATOREN 331 8.3.6 MODELLIERUNG VON KAPAZITAETEN IN SPICE #. 332
8.3.7 ANWENDUNG: STUETZ- UND ABBLOCKKONDENSATOREN 334 8.3.8
ZUVERLAESSIGKEIT VON KONDENSATOREN ./. 336 8.4 AUSFUEHRUNGEN . . / 337
8.4.1 METALLPAPIERKONDENSATOREN 337 8.4.2 FOLIENKONDENSATOREN 337 8.4.3
KERAMIKKONDENSATOREN 342 8.4.4 GLIMMERKONDENSATOREN 346 8.4.5
ELEKTROLYTKONDENSATOREN 346 8.4.6 DOPPELSCHICHTKONDENSATOREN, ULTRACAPS
355 8.5 LITERATURVERZEICHNIS 356 INHALTSVERZEICHNIS XXVII 9. SPULEN UND
UEBERTRAGER 357 9.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 357 9.2
INDUKTIONSKOEFFIZIENTEN AUSGEWAEHLTER LEITERFORMEN 362 9.3 DEFINITION VON
INDUKTIVITAETEN IN SPICE 365 9.4 SPULEN 366 9.4.1 ERSATZSCHALTUNG UND
ELEKTRISCHES VERHALTEN 366 9.4.2 DRAHT WIDER ST AND, KUPFERVERLUSTE 368
9.4.3 KERNVERLUSTWIDERSTAND 368 9.4.4 EFFEKTIVE PERMEABILITAET,
LUFTSPALTE 369 9.4.5 WICKLUNGSKAPAZITAET 372 9.4.6 SPULENGUETE,
VERLUSTFAKTOR 373 9.4.7 TEMPERATURKOEFFIZIENT 374 9.4.8 KERNFORMEN 376
9.5 DAEMPFUNGSPERLEN 380 9.6 VORMAGNETISIERUNG, DROSSELSPULEN 382 9.7
EIGENSCHAFTEN UND MODELLIERUNG FERRO- UND FERRIMAGNETISCHER KERN-
MATERIALIEN 387 9.7.1 FERROMAGNETISMUS UND FERRIMAGNETISMUS 387 9.7.2
MAGNETISIERUNG 388 9.7.3 BESCHREIBUNG VON SPULEN MIT KERN IN PSPICE 391
9.7.4 KERNVERLUSTE 394 9.8 TRANSFORMATOREN UND UEBERTRAGER 398 9.8.1 DER
VERLUSTLOSE UEBERTRAGER 399 9.8.2 UNVOLLSTAENDIGE KOPPLUNG 401 9.8.3
UEBERTRAGUNGSFAKTOR 403 9.8.4 LEISTUNGSUEBERTRAGER, TRANSFORMATOREN 406
9.8.5 BESCHREIBUNG GEKOPPELTER SPULEN IN SPICE 407 9.9
LITERATURVERZEICHNIS 408 10. LEITUNGEN 409 10.1 GRUNDLAGEN . 409 10.1.1
LEITUNGSGLEICHUNGEN, TELEGRAPHENGLEICHUNG . 410 10.1.2 LEITUNGSWELLEN
411 10.1.3 PULSE AUF LEITUNGEN * 413 10.1.4 KURZE LEITUNGEN , 414 /
10.1.5 VERLUSTLOSE LEITUNG 415 10.1.6 LEITUNG MIT GERINGEN VERLUSTEN 415
10.2 LEITUNG MIT BESCHALTUNG 417 10.2.1 REFLEXIONSFAKTOR 417 10.2.2
SCHALTVORGAENGE AUF VERLUSTLOSEN LEITUNGEN 418 10.2.3 EINGANGSIMPEDANZ,
WIDERSTANDSTRANSFORMATION 421 10.2.4 SPANNUNGSUEBERTRAGUNGSFAKTOR 421
10.2.5 RC-LEITUNG 422 10.3 MODELLIERUNG DER LEITUNG IN SPICE 426 10.4
LEITUNGSFORMEN 429 XXVIII INHALTSVERZEICHNIS 10.4.1 ZWEIDRAHTLEITUNG 429
10.4.2 KOAXIALKABEL 431 10.4.3 STREIFENLEITER 433 10.4.4 GESCHIRMTE
LEITUNGEN, TRIAXIALKABEL 435 10.5 VERKOPPELTE LEITUNGEN 436 10.5.1
ERSATZSCHALTUNG 436 10.5.2 SIMULATION VERKOPPELTER LEITUNGEN 437 10.5.3
WELLEN IN ZWEI GEKOPPELTEN LEITUNGEN 440 10.6 LITERATURVERZEICHNIS 445
11. RESONATOREN UND FILTER 447 11.1 RESONATOREN UND FILTER MIT
RLC-KOMBINATIONEN 447 11.2 LEITUNGSRESONATOREN 448 11.3 SCHWINGQUARZE
UND QUARZFILTER 451 11.3.1 DER PIEZOELEKTRISCHE EFFEKT 451 11.3.2
SCHWINGQUARZE 452 11.3.3 QUARZFILTER 461 11.4
OBERFLAECHENWELLENBAUELEMENTE 464 11.5 DIELEKTRISCHE RESONATOREN UND
FILTER 467 11.6 LITERATURVERZEICHNIS 470 12. HALBLEITER 471 12.1
HALBLEITERMATERIALIEN, LEITUNGSMECHANISMEN 471 12.2 GRUNDELEMENTE DES
BAENDERMODELLS 475 12.2.1 ENERGIEBAENDER, BANDSCHEMA 475 12.2.2 ZUR
BANDSTRUKTUR 479 12.2.3 BLOCH-WELLEN 482 12.3 HALBLEITER IM THERMISCHEN
GLEICHGEWICHT 487 12.3.1 MASSENWIRKUNGSGESETZ 487 12.3.2 ZUSTANDSDICHTE
UND BESETZUNGSWAHRSCHEINLICHKEIT 489 12.3.3 DOTIERUNG 492 12.3.4
LADUNGSTRAEGERDICHTEN IM DOTIERTEN HALBLEITER 494 12.3.5 LAGE DER
FERMI-ENERGIE 496 12.3.6 STARK DOTIERTE HALBLEITER ' . 497 12.4
HALBLEITER IM NICHTGLEICHGEWICHT ./. 500 12.4.1 DRIFTSTRON) 500 12.4.2
DIFFUSIONSSTROM 509 12.4.3 GENERATION UND REKOMBINATION 511 12.4.4
GRUNDGLEICHUNGEN DER DRIFT-DIFFUSIONS-THEORIE 520 12.4.5 ABSCHIRMUNG 528
12.4.6 QUASI-FERMIPOTENTIALE 530 12.4.7 THERMOELEKTRISCHE EFFEKTE 532
12.4.8 GALVANOMAGNETISCHE EFFEKTE 533 12.4.9 PIEZORESISTIVER EFFEKT- 536
12.5 EIGENSCHAFTEN AUSGEWAEHLTER HALBLEITER. 538 INHALTSVERZEICHNIS XXIX
12.5.1 GERMANIUM 538 12.5.2 SILIZIUM-GERMANIUM 538 12.5.3 SILIZIUMKARBID
(SIC) 541 12.5.4 III-V-VERBINDUNGSHALBLEITER 543 12.6
LITERATURVERZEICHNIS 545 13. HERSTELLUNG VON HALBLEITERBAUELEMENTEN 549
13.1 HERSTELLUNG VON SILIZIUM-EINKRISTALLEN, WAFER 549 13.2 THERMISCHE
OXIDATION VON SILIZIUM 552 13.3 SCHICHTABSCHEIDUNG 555 13.3.1
ABSCHEIDUNG ISOLIERENDER SCHICHTEN 555 13.3.2 ABSCHEIDEN VON
SILIZIUMSCHICHTEN 556 13.4 DOTIERUNG 558 13.4.1 STOERSTELLENDIFFUSION 558
13.4.2 IONENIMPLANTATION 560 13.5 STRUKTURUEBERTRAGUNG 563 13.5.1
BELICHTUNG 564 13.5.2 AETZTECHNIK 567 13.6 METALLISIERUNG 568 13.7
LAYOUT, DESIGN RULES 574 13.8 INTEGRATION PASSIVER BAUELEMENTE 576
13.8.1 WIDERSTAENDE 576 13.8.2 KONDENSATOREN 579 13.8.3 INTEGRIERTE
INDUKTIVITAETEN 580 13.9 KONTAKTIERUNG UND PACKAGING 582 13.9.1
KONTAKTIERUNG 582 13.9.2 GEHAEUSE. 584 13.10LITERATURVERZEICHNIS 585 14.
KONTAKTE 587 14.1 PN-UEBERGANG: GLEICHBETRIEB 587 14.1.1 THERMISCHES
GLEICHGEWICHT 587 14.1.2 FLUSSPOLUNG 593 14.1.3 DIODENKENNLINIE,
PARAMETERBESTIMMFING 602 14.1.4 ARBEITSPUNKT BEI SPANNUNGSSTEUERUNG 605
, 14.1.5 TEMPERATURABHAENGIGKEIT 607 14.1.6 SPERRPOLUNG, DURCHBRUCH 611
14.1.7 LOW-HIGH UEBERGAENGE, EPITAXIALDIODEN 617 14.2 PN-UEBERGAENGE:
SPEICHERLADUNGEN, SCHALTVERHALTEN 620 14.2.1 SPERRSCHICHTKAPAZITAET 620 I
, 14.2.2 MINORITAETSSPEICHERLADUNG, DIFFUSIONSKAPAZITAET 625 14.2.3
SCHALTVERHALTEN, LADUNGSSTEUERUNGSTHEORIE 627 14.3 PN-UEBERGAENGE:
KLEINSIGNALMODELL UND RAUSCHVERHALTEN 632 14.3.1 QUASISTATISCHE
BESCHREIBUNG 632 14.3.2 HF-DIODENLEITWERT 636 XXX INHALTSVERZEICHNIS
14.3.3 RAUSCHEN DER PN-DIODE 639 14.4 GROSSSIGNALMODELL DER PN-DIODE 640
14.4.1 ERSATZSCHALTUNG UND MODELLANWEISUNG 640 14.4.2 MODELLGLEICHUNGEN
642 14.4.3 MODELLGENAUIGKEIT UND BAUTEILTOLERANZEN 646 14.5
HETEROUEBERGAENGE 648 14.5.1 THERMISCHES GLEICHGEWICHT 649 14.5.2
FLUSSPOLUNG 651 14.5.3 SPERRSCHICHTKAPAZITAET 653 14.6
METALL-HALBLEITER-KONTAKTE 654 14.6.1 SCHOTTKY-KONTAKTE IM THERMISCHEN
GLEICHGEWICHT 654 14.6.2 FLUSS- UND SPERRPOLUNG 657 14.6.3 NIEDEROHMIGE
KONTAKTE 660 14.6.4 PELTIER-EFFEKT 662 14.7 MOS-KONDENSATOREN 663 14.7.1
THERMISCHES GLEICHGEWICHT 664 14.7.2 AKKUMULATION 666 14.7.3 INVERSION
667 14.7.4 TIEFE VERARMUNG (DEEP DEPLETION) 673 14.7.5 DIE KAPAZITAET DES
MOS-KONDENSATORS 674 14.7.6 STROMFLUSS DURCH DAS GATEOXID 675 14.8
LITERATURVERZEICHNIS 677 15. HALBLEITERDIODEN 679 15.1
GLEICHRICHTERDIODEN 679 15.1.1 AUFBAU UND ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN 679
15.1.2 KENNDATEN, GRENZWERTE 681 15.1.3 PARALLEL- UND REIHENSCHALTUNG
VON GLEICHRICHTERDIODEN 683 15.1.4 EINWEGGLEICHRICHTER 685 15.1.5
ZWEIPULSIGE BRUECKENSCHALTUNG 688 15.1.6 SPANNUNGSVERVIELFACHER 689
15.1.7 SPANNUNGSBEGRENZUNG, FREILAUFDIODEN 690 15.1.8 SCHALTEN
INDUKTIVER LASTEN 691 15.2 PIN-DIODEN \ . 692 15.2.1 LANGE PIN-DIODEN,
LEISTUNGSGLEICHRICHTER/ 693 15.2.2 KURZE PIN/-DIODEN 699 15.3
SCHOTTKY-DIODEN 705 15.3.1 ERSATZSCHALTUNG 705 15.3.2 SCHOTTKY-DIODEN
FUER KLEINE LEISTUNGEN 707 15.3.3 SCHOTTKY-DIODEN FUER GROSSE LEISTUNGEN
708 15.4 Z-DIODEN 710 15.4.1 KENNGROESSEN, MODELLIERUNG 710 15.4.2
SPANNUNGSSTABILISIERUNG, SPANNUNGSREFERENZ 715 15.4.3
UEBERSPANNUNGSSCHUTZ, 717 15.5 VARAKTO/EN 719 INHALTSVERZEICHNIS XXXI
15.5.1 KAPAZITAETSDIODEN, EIGENSCHAFTEN 719 15.5.2 ANWENDUNGEN 724 15.5.3
SPEICHERVARAKTOREN, STEP-RECOVERY-DIODEN 726 15.6 TUNNELDIODEN 728
15.6.1 KENNLINIE DER ESAKI-DIODE 728 15.6.2 KLEINSIGNALBETRACHTUNG 730
15.6.3 OSZILLATOREN MIT TUNNELDIODEN 731 15.6.4 RESONANTE TUNNELDIODEN
733 15.7 LAUFZEITDIODEN 735 15.7.1 IMPATT-DIODEN ; 735 15.7.2
BARITT-DIODEN 739 15.8 GUNN-ELEMENTE 741 15.9 LITERATURVERZEICHNIS 745
16. BIPOLARTRANSISTOREN 747 16.1 EINFUEHRUNG 747 16.2
GROSSSIGNALBESCHREIBUNG 754 16.2.1 TRANSFERSTROM, BASISTRANSITZEIT 755
16.2.2 STROMVERSTAERKUNG 758 16.2.3 ELEMENTARES GROSSSIGNALMODELL 759
16.2.4 DIE GUMMEL'SCHE TRANSFERSTROM-BEZIEHUNG 764 16.2.5
SPICE-MODELLANWEISUNG 767 16.2.6 KENNLINIEN 767 16.2.7 DAS
EBERS-MOLL-MODELL 774 16.2.8 TEMPERATURABHAENGIGKEIT 775 16.2.9
HOCHINJEKTION 778 16.3 KLEINSIGNALBESCHREIBUNG 785 16.3.1 DAS ELEMENTARE
KLEINSIGNALMODELL 785 16.3.2 NF-HYBRIDPARAMETER 789 16.3.3
T-ERSATZSCHALTUNG 792 16.3.4 TRANSISTORKAPAZITAETEN UND GRENZFREQUENZEN
794 16.4 RAUSCHVERHALTEN 806 16.4.1 EFFEKTIVE RAUSCHQUELLEN , 807 16.4.2
RAUSCHZAHL, RAUSCHANPASSUNG 811 16.5 SPERRVERHALTEN, GRENZDTFTEN 812 /
16.5.1 RESTSTROEME 812 16.5.2 GRENZSPANNUNGEN, DURCHBRUECHE 813 16.5.3 DER
SICHERE ARBEITSBEREICH 817 16.6 HETEROSTRUKTUR-BIPOLARTRANSISTOREN
(HBTS) 819 16.7 EINZELTRANSISTOREN 826 16.8 INTEGRIERTE
BIPOLARTRANSISTOREN 831 16.8.1 ISOLATION DER KOLLEKTORBAHNGEBIETE 832
16.8.2 HERSTELLUNG VON EMITTER- UND BASISBAHNGEBIET 834 16.9
LITERATURVERZEICHNIS 842 XXXII INHALTSVERZEICHNIS 17. GRUNDSCHALTUNGEN
MIT BIPOLARTRANSISTOREN 845 17.1 EMITTERSCHALTUNG 845 17.1.1
ARBEITSPUNKT, VERLUSTLEISTUNG, GEGENKOPPLUNG 845 17.1.2 VERLUSTLEISTUNG
UND WIRKUNGSGRAD 850 17.1.3 FREQUENZGANG 851 17.1.4 SCHALTBETRIEB 855
17.1.5 VERZERRUNGEN 863 17.1.6 RAUSCHEN 865 17.1.7 DARLINGTON-SCHALTUNG
868 17.2 KOLLEKTORSCHALTUNG (EMITTERFOLGER) 870 17.2.1
UEBERTRAGUNGSFAKTOR, EIN- UND AUSGANGS WIDERST AND 871 17.2.2
FREQUENZGANG 872 17.2.3 KOMPLEMENTAERE ENDSTUFE 876 17.3 BASISSCHALTUNG
878 17.3.1 KASKODE 879 17.4 DIODENSCHALTUNG 880 17.5 STROMQUELLEN 882
17.5.1 EINFACHE STROMSPIEGEL 883 17.5.2 WILSON-STROMSPIEGEL 885 17.5.3
AKTIVE LAST 886 17.6 DIFFERENZVERSTAERKER 888 17.6.1
UEBERTRAGUNGSKENNLINIE 888 17.6.2 DIFFERENZ- UND GLEICHTAKTVERSTAERKUNG
891 17.6.3 ANALOG-MULTIPLIZIERER 893 17.6.4 SCHMITT-TRIGGER 895 17.7
BANDABSTANDSREFERENZEN 897 17.8 DIGITALSCHALTUNGEN 899 17.8.1
TTL-SCHALTUNGEN 899 17.8.2 EMITTER-COUPLED LOGIC (ECL) 901 17.9
LITERATURVERZEICHNIS 908 18. CAD-MODELLE FUER BIPOLARTRANSISTOREN . 909
18.1 GUMMEL-POON MODELL .,. . 909 18.1.1 ERSATZSCHALTUNG UND
MODELLANWEISUNG 909 18.1.2 TRANSFERSTROM, GUMMEL-POON-ANSATZ . ./ 914
18.1.3 STROMVERSTAERKUNG 916 18.1.4 TEMPERATURABHAENGIGKEIT 918 18.1.5
BAHNWIDERSTAENDE 919 18.1.6 PARAMETERBESTIMMUNG 924 18.2 KOMPLEXERE
MODELLE FUER INTEGRIERTE BIPOLARTRANSISTOREN 928 18.3
LITERATURVERZEICHNIS 932 INHALTSVERZEICHNIS XXXIII 19. THYRISTOREN 933
19.1 RUECKWAERTSSPERRENDE THYRISTOREN 934 19.1.1 AUFBAU UND WIRKUNGSWEISE
935 19.1.2 HERSTELLUNG VON THYRISTOREN 938 19.1.3 SPANNUNGS- UND
STROMGRENZWERTE 940 19.1.4 SPERRVERMOEGEN 941 19.1.5 ZUENDEN DES
THYRISTORS, DURCHLASSZUSTAND 944 19.1.6 LOESCHEN DES THYRISTORS 950 19.1.7
PARALLEL- UND REIHENSCHALTUNG VON THYRISTOREN 954 19.1.8
PHASENANSCHNITTSTEUERUNG MIT THYRISTOREN 955 19.-2 SONDERFORMEN DES
THYRISTORS 956 19.2.1 ASYMMETRISCH SPERRENDE THYRISTOREN, RCTS 956
19.2.2 GATE TURN-OFF THYRISTOREN (GTO) 957 19.2.3 UEBERSPANNUNGSSCHUTZ
MIT THYRISTOREN 959 19.3 MODELLIERUNG VON THYRISTOREN IN PSPICE 960 19.4
DIACS UND TRIACS 965 19.4.1 DIACS 965 19.4.2 TRIACS 966 19.5
UNIJUNCTIONTRANSISTOREN 969 19.6 LITERATURVERZEICHNIS 972 20.
MOS-FELDEFFEKTTRANSISTOREN 973 20.1 EINFUEHRUNG 973 20.1.1 MOSFET-TYPEN
974 20.1.2 GEGENUEBERSTELLUNG VON BIPOLARTRANSISTOR UND MOSFET 976 20.2
DER MOSFET IN EINFACHSTER NAEHERUNG 978 20.2.1 DRAINSTROM 979 20.2.2
GESCHWINDIGKEITSSAETTIGUNG 984 20.2.3 SUBSTRATSTEUEREFFEKT 987 20.2.4
KENNLINIEN IM LEVELL-MODELL 989 20.2.5 NF-KLEINSIGNALBESCHREIBUNG 992
20.2.6 TRANSISTORKAPAZITAETEN, TRANSITFREQUENZ 993 20.2.7 DER
N-KANAL-MOSFET ALS SCHALTER 995 20.2.8 P-KANAL-MOSFETS .' 999 20.2.9
TEMPERATURVERHALTEN 1002 20.3 KANALIMPLANTATION, BURIED-CHANNEL-MOSFETS
1004 20.3.1 EINSTELLEN DER EINSATZSPANNUNG 1004 20.3.2
BURIED-CHANNEL-MOSFETS 1005 20.4 MEHR ZUR PHYSIK DES MOSFET 1009 20.4.1
DIE CHARGE-SHEET NAEHERUNG 1009 20.4.2 LANGKANAL-MOSFETS, GRADUAL-CHANNEL
NAEHERUNG 1011 20.5 ELEKTRISCHES VERHALTEN VON KURZKANAL-MOSFETS 1020
20.5.1 EINSATZSPANNUNG, KURZKANALEFFEKTE 1020 20.5^.2
KANALLAENGENMODULATION, AUSGANGSLEITWERT 1022 20.5.3 BAHNWIDERSTAENDE 1022
XXXIV INHALTSVERZEICHNIS 20.5.4 GATE LEAKAGE, TDDB 1023 20.5.5
SOURCE-DRAIN-DURCHBRUCH 1025 20.5.6 GATE-INDUCED DRAIN LEAKAGE (GIDL)
1028 20.5.7 UNTERSCHWELLSTROEME, DRAINRESTSTROM 1029 20.6
KLEINSIGNALBESCHREIBUNG DES MOSFET 1032 20.6.1
KLEINSIGNALERSATZSCHALTUNG 1032 20.6.2 RAUSCHEN 1037 20.7 MOSFETS IN
INTEGRIERTEN SCHALTUNGEN 1040 20.7.1 HERSTELLUNG INTEGRIERTER
CMOS-BAUSTEINE 1040 20.7.2 LATCHUP 1044 20.7.3 DIE IDEE DER SKALIERUNG
1046 20.7.4 DEGRADATION 1049 20.7.5 LDD-MOSFETS 1051 20.7.6
GATEDIELEKTRIKUM 1053 20.7.7 DOTIERSTOFFVERTEILUNG, KURZKANALEFFEKTE,
PIEZOWIDERSTANDSEFFEKT 1054 20.7.8 SOI-MOSFETS, FINFETS 1056 20.8
LITERATURVERZEICHNIS 1060 21. GRUNDSCHALTUNGEN MIT MOSFETS 1063 21.1
GRUNDSCHALTUNGEN MIT N-KANAL MOSFETS 1063 21.1.1 SOURCESCHALTUNG UND
NMOS-INVERTER 1063 21.1.2 DRAINSCHALTUNG (SOURCEFOLGER) MIT
N-KANAL-MOSFET 1068 21.2 STATISCHE CMOS-LOGIK 1071 21.2.1 DER
CMOS-INVERTER 1071 21.2.2 LOGISCHE VERKNUEPFUNGEN IN CMOS 1080 21.2.3
TRANSFERGATE 1083 21.2.4 PSEUDO-NMOS-LOGIK 1087 21.2.5 TRISTATE-TREIBER
1089 21.2.6 TREIBEN GROSSER KAPAZITIVER LASTEN 1090 21.2.7 FLIPFLOPS 1091
21.2.8 SCHMITT-TRIGGER 1094 21.3 CURRENT-MODE LOGIK (MCML) 1096 21.4
DYNAMISCHE CMOS-LOGIK 1098 21.5 STUB-SERIES-TERMINATED LOGIC (SSTL) *.
1100 21.6 ESD-SCHUTZSCHALTUNGEN Y , 1101 21.7 ANALOGSCHALTUNGERY : 1102
21.7.1 KONSTANTSTROMQUELLE 1102 21.7.2 STROMSPIEGEL,
KONSTANTSTROMQUELLEN 1103 21.7.3 STEUERBARER WIDERSTAND 1105 21.7.4
DIFFERENZVERSTAERKER MIT STROMSPIEGELLAST 1106 21.8 BICMOS 1111 21.9
LITERATURVERZEICHNIS 1113 INHALTSVERZEICHNIS XXXV 22. SPEICHERBAUSTEINE
1115 22.1 SRAMS 1118 22.1.1 SINGLE-PORT-SRAMS 1118 22.1.2
SCHREIB-LESE-SCHALTUNG 1121 22.1.3 DUAL-PORT-SRAMS 1122 22.1.4 CAM,
ASSOZIATIVSPEICHER 1122 22.2 DRAMS 1124 22.2.1 WORTLEITUNGSTREIBER
(BOOST-SCHALTUNG) 1125 22.2.2 DYNAMISCHER LESE VERSTAERKER 1128 22.2.3
ALPHA-TEILCHEN, STOERSICHERHEIT : 1130 22.2.4 ZUR TECHNOLOGIE VON
DRAM-BAUSTEINEN 1131 22.2.5 REFRESH 1135 22.2.6 ADRESSIERUNG,
ZUGRIFFSZEITEN 1136 22.2.7 MASSNAHMEN ZUR VERBESSERUNG DER ZUGRIFFSZEIT
1137 22.3 ROM, PROM 1138 22.4 EPROMS, EEPROMS, FLASH-MEMORY 1140 22.4.1
MOSFETS MIT FLOATING GATE 1143 22.4.2 EPROMS, EEPROMS 1145 22.4.3
FLASH-EPROMS 1147 22.4.4 ZUR SCHALTUNGSTECHNIK 1148 22.5 ALTERNATIVE
SPEICHERKONZEPTE 1151 22.5.1 FRAM 1152 22.5.2 MRAM 1155 22.5.3 PRAM 1156
22.6 LITERATURVERZEICHNIS 1158 23. MOS-LEISTUNGSBAUELEMENTE 1161 23.1
VERTIKALE LEISTUNGS-MOSFETS 1162 23.1.1 BAUFORMEN VERTIKALER
LEISTUNGS-MOSFETS 1162 23.1.2 EINSCHALTWIDERSTAND 1165 23.1.3
KOMPENSATIONSBAUELEMENTE, COOLMOS 1167 23.1.4 EIGENSCHAFTEN, KENNDATEN,
ANWENDUNGSHINWEISE 1170 23.1.5 SCHALTBETRIEB , 1171 23.2 LATERALE
DMOSFETS 1178 23.3 IGBTS /. 1180 * 23.4 MOS-GESTEUERTE THYRISTOREN
(MCTS) 1186 23.5 INTEGRATION, SMART-POWER ICS 1187 23.5.1
HOCHVOLT-CMOS-PROZESS 1187 23.5.2 BCDMOS-PROZESS 1188 23.5.3
SOI-TECHNOLOGIEN 1189 23.6 LITERATURVERZEICHNIS 1189 XXXVI
INHALTSVERZEICHNIS 24. CAD-MODELLE FUER MOSFETS 1191 24.1 EINFUEHRUNG 1191
24.2 LEVEL 1 - MODELL 1193 24.3 LEVEL 3- MODELL 1197 24.3.1
EINSATZSPANNUNG 1198 24.3.2 EFFEKTIVE BEWEGLICHKEIT,
SAETTIGUNGSGESCHWINDIGKEIT 1201 24.3.3 SAETTIGUNGSSPANNUNG 1203 24.3.4
KANALLAENGENMODULATION 1203 24.3.5 SUBTHRESHOLDSTROM 1204 24.3.6
TRANSISTORKAPAZITAETEN 1205 24.4 WEITERENTWICKELTE MOS-MODELLE 1209
24.4.1 DIE BSIM-MODELLE 1209 24.4.2 CHARGE-SHEET MODELLE 1210 24.5
LITERATURVERZEICHNIS 1214 25. SPERRSCHICHTFELDEFFEKTTRANSISTOREN 1215
25.1 SPERRSCHICHTFELDEFFEKTTRANSISTOREN (JFETS) 1215 25.1.1 KENNLINIEN
DES JFET 1216 25.1.2 GROSSSIGNALMODELL, BESCHREIBUNG IN SPICE 1221 25.1.3
KLEINSIGNALBESCHREIBUNG DES JFET 1224 25.1.4 VERSTAERKERSTUFE MIT
N-KANAL-JFET IN SOURCESCHALTUNG 1226 25.2 GAAS-MESFETS 1229 25.2.1
ANWENDUNGEN 1231 25.2.2 DUAL-GATE-MESFETS 1233 25.2.3 SPICE-MODELLE FUER
MESFETS 1233 25.3 MODFETS 1236 25.4 LITERATURVERZEICHNIS 1240 26.
GRUNDLAGEN OPTOELEKTRONIK 1241 26.1 LICHT 1241 26.1.1 PHOTONEN 1242
26.1.2 GRUPPENGESCHWINDIGKEIT, MATERIALDISPERSION 1244 26.2
STRAHLUNGSGROESSEN 1246 26.2.1 RADIOMETRISCHE STRAHLUNGSGROESSEN 1247 26.2.2
FOTOMETRISCHE STRAHLUNGSGROESSEN I249 26.2.3 DAS FOTOMETRISCHE GRUNDGESETZ
1253 26.2.4 BRECHUNG UND REFLEXION /. 1254 26.3 FARBSEHEN UND
FART^NETRIK 1256 26.4 ABSORPTION UND DAEMPFUNG 1259 26.5
LICHTWELLENLEITER 1261 26.5.1 DAEMPFUNG IN GLASFASERN 1262 26.5.2
BANDBREITE-LAENGE-PRODUKT VON LICHTWELLENLEITERN 1263 26.5.3
MULTIMODEFASER 1265 26.5.4 GRADIENTENFASER 1267 26.5.5 MONOMODEFASER
1268 26.6 WAERMESTRAHLUNG U 1270 26.7 LITERATURVERZEICHNIS 1272
INHALTSVERZEICHNIS XXXVII 27. DETEKTOREN FUER OPTISCHE STRAHLUNG 1273
27.1 KENNGROESSEN FUER FOTODETEKTOREN 1273 27.2 FOTOWIDERSTAENDE (LDR) 1275
27.2.1 MECHANISMEN DER FOTOLEITUNG 1275 27.2.2 LEITWERT UND
EMPFINDLICHKEIT 1276 27.2.3 ANSPRECHGESCHWINDIGKEIT UND RAUSCHEN 1278
27.2.4 BEISPIELE 1279 27.3 PIN-FOTODIODEN 1283 27.3.1
STROM-SPANNUNGS-KENNLINIE UND EMPFINDLICHKEIT 1283 27.3.2 FOTOMETRISCHE
STRAHLUNGSMESSUNG MIT PIN-DIODE . . = 1286 27.3.3 BEITRAEGE ZUM
FOTOSTROM, QUANTENWIRKUNGSGRAD 1288 27.3.4 ERSATZSCHALTUNG DER PIN-DIODE
1289 27.3.5 ANSPRECHGESCHWINDIGKEIT, GRENZFREQUENZ 1290 27.3.6
REALISIERUNG VON PIN-FOTODIODEN 1292 27.3.7 RAUSCHEN VON PIN-FOTODIODEN
1293 27.3.8 UNITRAVELLING-CARRIER FOTODIODEN 1298 27.4
AVALANCHE-FOTODIODEN (APDS) 1299 27.5 SCHOTTKY-FOTODIODEN,
MSM-FOTODIODEN 1303 27.6 FOTODIODEN MIT LATERALER ORTSAUFLOESUNG 1304
27.7 FOTOTRANSISTOREN 1306 27.7.1 FREQUENZVERHALTEN 1308 27.7.2 RAUSCHEN
1311 27.7.3 HETEROSTRUKTUR-FOTOTRANSISTOREN 1312 27.8 PYROELEKTRISCHE
IR-DETEKTOREN 1312 27.9 PHOTOMULTIPLIER 1318 27.10FARBSENSOREN 1319
27.11LITERATURVERZEICHNIS 1319 28. SOLARZELLEN 1321 28.1
SONNENEINSTRAHLUNG 1322 28.1.1 DIREKTE, DIFFUSE UND GLOBALE
SONNENEINSTRAHLUNG 1323 28.2 SPEKTRALE EMPFINDLICHKEIT 1328 28.3
KENNGROESSEN UND ERSATZSCHALTUNG D 1333 28.4 EINKRISTALLINE SOLARZELLEN
1337 28.5 POLYKRISTALLINE SILIZIUMSJOELARZELLEN 1347 / 28.6
DUENNSCHICHTSOLARZELLEN 1347 28.6.1 AMORPHE SILIZIUMSOLARZELLEN 1348
28.6.2 HETEROSTRUKTUR-DUENNSCHICHT-SOLARZELLEN 1350 28.7
SOLARZELLENARRAYS 1353 28.8 LITERATURVERZEICHNIS 1355 XXXVIII
INHALTSVERZEICHNIS 29. LICHTEMITTIERENDE DIODEN 1357 29.1 LEUCHTDIODEN
(LEDS) 1357 29.1.1 WIRKUNGSWEISE UND KENNDATEN 1357 *. 29.1.2
MODULATION DES AUSGESTRAHLTEN LICHTS 1362 * RIL 29.1.3 BAUFORMEN 1363
CTTF* 29.2 LASERDIODEN 1371 (V 29.2.1 PRINZIP DES LASERS UND
SCHWELLENBEDINGUNG 1371 29.2.2 ABGESTRAHLTE LEISTUNG, OPTISCHER GEWINN
1374 29.2.3 TEMPERATURABHAENGIGKEIT UND ABSTRAHLCHARAKTERISTIK 1376
29.2.4 ALTERUNG 1378 29.2.5 BILANZGLEICHUNGERI, GROSSSIGNALMODELL 1379
29.2.6 KLEINSIGNALBETRIEB, MODULATIONSGRENZFREQUENZ 1384 29.2.7
BAUFORMEN KANTENEMITTIERENDER LASERDIODEN 1387 29.2.8 VCSELS,
OBERFLAECHENEMITTIERENDE LASERDIODEN 1389 29.3 OPTOKOPPLER 1391 29.3.1
KENNGROESSEN 1391 29.3.2 FREQUENZVERHALTEN, ANSPRECHGESCHWINDIGKEIT 1393
29.3.3 GALVANISCHE TRENNUNG 1396 29.3.4 LICHTSCHRANKEN 1399 29.3.5
MODELLIERUNG IN PSPICE 1400 29.4 LITERATURVERZEICHNIS 1402 30. DISPLAYS
1403 30.1 FLUESSIGKRISTALL-ANZEIGEN (LCDS) 1403 30.1.1 FLUESSIGKRISTALLE
1403 30.1.2 TN-ZELLE 1405 30.1.3 STN-ZELLE 1408 30.1.4 REFLEKTIVE ZELLEN
1409 30.1.5 ANSTEUERUNG IN MATRIX-DISPLAYS 1410 30.1.6
HINTERGRUNDBELEUCHTUNG 1412 30.2 PLASMA-DISPLAYS 1412 30.3
VAKUUM-FLUORESZENZ- UND FIELD-EMISSION DISPLAYS 1415 30.4 OLED-DISPLAYS
.,1417 30.5 LITERATURVERZEICHNIS 1418 31. BILDWANDLER ; 1419 31.1 CHARGE
COUPLED DEVICES 1419 31.1.1 SURFACE CHANNEL CCDS (SCCDS) 1419 31.1.2
BURIED-CHANNEL CCDS (BCCDS) 1424 31.1.3 LADUNGSBEWERTUNG 1427 31.1.4
CCD-SENSOREN, EIGENSCHAFTEN UND KENNGROESSEN 1428 31.1.5 BAUFORMEN UND
BEISPIELE 1433 31.2 CMOS-BILDWANDLER 1437 31.3 BILDWANDLER FUER
FARBBILDER. . * 1440 31.4 LITERATURVERZEICHNIS 1441 INHALTSVERZEICHNIS
XXXIX 32. SENSORBAUELEMENTE 144 3 32.1 TEMPERATURSENSOREN 1443 32.1.1
WIDERSTANDS-TEMPERATURSENSOREN 1443 32.1.2 TEMPERATURMESSUNG MIT
HEISSLEITERN 1448 32.1.3 HALBLEITER-TEMPERATURSENSOREN 1449 32.1.4
THERMOELEMENTE 1450 32.1.5 THERMOPILES 1452 32.2 MAGNETFELDSENSOREN 1453
32.2.1 HALL-SENSOREN 1453 32.2.2 MAGNETOWIDERSTANDSSENSOREN - 1455 32.3
DEHNUNGSMESSSTREIFEN 1459 32.3.1 METALLFOLIEN-DMS, DUENNSCHICHT-DMS 1460
32.3.2 HALBLEITER-DMS 1461 32.3.3 BRUECKENSCHALTUNG 1461 32.4
DRUCKSENSOREN 1462 32.4.1 DMS-DRUCKSENSOREN 1462 32.4.2 PIEZORESISTIVE
SILIZIUM-DRUCKSENSOREN 1463 32.4.3 KAPAZITIVE DRUCKSENSOREN 1463 32.5
KAPAZITIVE FEUCHTESENSOREN 1464 32.6 DETEKTOREN FUER IONISIERENDE
STRAHLUNG 1465 32.6.1 IONISATIONSKAMMERN, ZAEHLROHRE 1466 32.6.2
HALBLEITERDETEKTOREN 1467 32.7 LITERATURVERZEICHNIS 1468 33. BATTERIEN
UND AKKUMULATOREN 1469 33.1 ELEKTROCHEMISCHE ZELLEN 1469 33.1.1
GRUNDPRINZIPIEN 1469 33.1.2 ELEKTRODENPROZESSE 1472 33.1.3 KENNGROESSEN,
SPEZIFISCHE ENERGIE, LEISTUNGSABGABE 1476 33.1.4 REIHEN- UND
PARALLELSCHALTUNG 1480 33.1.5 BETRIEB MIT SOLARZELLEN 1482 33.2
ULTRACAPS 1482 33.3 BRENNSTOFFZELLEN , 1485 33.4 LITERATURVERZEICHNIS
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Inhaltsverzeichnis
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| Signatur: |
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