Halbleiter-Bauelemente:
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|---|---|
| Format: | Electronic eBook |
| Language: | German |
| Published: |
Berlin [u.a.]
Springer
2007
|
| Edition: | 2., bearb. Aufl. |
| Series: | Springer-Lehrbuch
|
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| Online Access: | BFB01 BHS01 BTU01 BTW01 FAB01 FAN01 FAW01 FCO01 FHD01 FHI01 FHM01 FHN01 FHO01 FHR01 FRO01 FWS01 FWS02 HTW01 TUM01 UBG01 UBM01 UBT01 UBW01 UBY01 UER01 UPA01 Volltext Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | 1 Online-Ressource Illustrationen |
| ISBN: | 9783540731993 9783540732006 |
| DOI: | 10.1007/978-3-540-73200-6 |
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|---|---|
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1. Grundlagen 1
1.1 Elektrische Netzwerke, CAD Werkzeuge 1
1.2 Ideale Netzwerkelemente 3
1.2.1 Widerstände 3
1.2.2 Kapazitäten 5
1.2.3 Unabhängige und gesteuerte Quellen 6
1.3 Netzwerke aus linearen Elementen 7
1.3.1 Impedanzen, Admittanzen 7
1.3.2 Übertragungsfaktor, Bode Diagramm 8
1.4 Verlustleistung und Eigenerwärmung 12
1.4.1 Thermischer Widerstand, thermische Zeitkonstante .... 12
1.4.2 Zulässige Verlustleistung und Wärmeabfuhr 15
1.4.3 Zulässige Verlustleistung bei Impulsbetrieb 19
1.5 Halbleiter 21
1.5.1 Elektronen und Löcher, Bandschema 21
1.5.2 Halbleiter im thermischen Gleichgewicht 25
1.5.3 Stromtransport 32
1.5.4 Generation und Rekombination 37
1.5.5 Die Poisson Gleichung 42
1.5.6 Abschirmung injizierter Minoritäten 42
1.6 Aufgaben 43
1.7 Literaturverzeichnis 46
2. Kontakte 47
2.1 Der pn Übergang 47
2.1.1 Thermisches Gleichgewicht 47
2.1.2 Flußpolung 52
2.1.3 Sperrpolung 58
2.2 Diodenkennlinie, Parameterbestimmung 63
2.2.1 Kennlinie und Bahnwiderstand 63
2.2.2 Temperaturabhängigkeit 68
2.3 Speicherladungen 73
2.3.1 Sperrschichtkapazität 73
xviii Inhaltsverzeichnis
2.3.2 Minoritätsspeicherladung, Diffusionskapazität 77
2.4 Schaltverhalten, Ladungssteuerungstheorie 79
2.5 Kleinsignalmodell der pn Diode 84
2.6 Schottky Kontakte 86
2.6.1 Thermisches Gleichgewicht 86
2.6.2 Fluß und Sperrpolung 88
2.6.3 Großsignal und Kleinsignalbeschreibung 90
2.6.4 Niederohmige Kontakte 90
2.7 HeteroÜbergänge 92
2.7.1 Thermisches Gleichgewicht 93
2.7.2 Flußpolung 95
2.7.3 Sperrschichtkapazität 97
2.8 Der MOS Kondensator 98
2.8.1 Thermisches Gleichgewicht ¦ ¦ ¦ 99
2.8.2 Akkumulation 101
2.8.3 Inversion 102
2.8.4 Tiefe Verarmung (Deep Depletion) • ¦ • 1°5
2.8.5 Stromfluß durch das Gateoxid 1°6
2.9 Aufgaben 108
2.10 Literaturverzeichnis • ¦ ¦ m
3. Halbleiterdioden H3
3.1 Gleichrichterdioden • • • H3
3.2 Z Dioden 118
3.2.1 Kenngrößen, Modellierung H8
3.2.2 Anwendungen ¦ ¦ ¦ 121
3.3 Varaktoren 125
3.3.1 Kapazitätsdioden, Eigenschaften • • ¦ i25
3.3.2 Speichervaraktoren, Step recovery Dioden ¦ ¦ ¦ 129
3.4 pin Dioden • •. 131
3.5 Tunneldioden • ¦. 136
3.6 Schottky Dioden 138
3.7 Aufgaben 141
3.8 Literaturverzeichnis • ¦ • 142
4. Bipolartransistoren ¦ 143
4.1 Einführung 143
4.2 Transistoren als Verstärker und Schalter • • 147
4.3 Großsignalbeschreibung •• • I50
4.3.1 Der Ansatz von Gummel und Poon • ¦ ¦ 1* 3
4.3.2 Das elementare Großsignalmodell ¦ • • 154
4.3.3 SPICE Modellanweisung • • ¦ 157
Inhaltsverzeichnis xix
4.3.4 Eingangs und Transferstromkennlinie 158
4.3.5 Ausgangskennlinienfeld in Emitterschaltung 158
4.3.6 Temperaturabhängigkeit 162
4.3.7 Mitlaufeffekt, thermische Stabilität 163
4.4 Kleinsignalbeschreibung 166
4.4.1 Das elementare Kleinsignalmodell 166
4.4.2 NF Hybridparameter 170
4.5 Transistorkapazitäten und Grenzfrequenzen 174
4.6 Sperrverhalten, Grenzdaten, SOAR Diagramm 178
4.6.1 Restströme 178
4.6.2 Grenzspannungen, Durchbrüche 179
4.6.3 Der sichere Arbeitsbereich 182
4.7 Bauformen 184
4.7.1 Einzeltransistoren 184
4.7.2 Integrierte Bipolartransistoren 187
4.8 Heterostruktur Bipolartransistoren (HBTs) 188
4.9 Beispielschaltungen 191
4.9.1 Emitterschaltung 191
4.9.2 Differenzverstärker 206
4.10 Aufgaben 210
4.11 Literaturverzeichnis 215
5. Feldeffekttransistoren 217
5.1 MOSFETs Eine Einführung 218
5.1.1 Gegenüberstellung von Bipolartransistor und MOSFET 218
5 1.2 Der n Kanal MOSFET in einfachster Näherung 222
5.1.3 Kennlinien im LEVELl Modell 230
5.1.4 NF Kleinsignalbeschreibung 234
5 1.5 Temperaturverhalten 235
5.1.6 Transistorkapazitäten, Transitfrequenz 236
5.1.7 Der n Kanal MOSFET als Schalter 238
5.1.8 P Kanal MOSFETs 242
5.2 Grundschaltungen 245
5 2.1 Sourceschaltung und nMOS Inverter 245
5.2.2 Grundlagen der CMOS Technik 249
5.3 MOSFETs in integrierten Schaltungen 261
5.3.1 Zur Herstellung integrierter MOSFETs 262
5.3.2 Elektrisches Verhalten von Kurzkanal MOSFETs 264
5.3.3 Elektrostatische Entladungen 270
5.4 Leistungs MOSFETs und IGBTs 272
5.4.1 Aufbau von Leistungs MOSFETs 273
5.4.2 Eigenschaften und Kenndaten von Leistungs MOSFETs 275
5.4.3 IGBTs 280
5.5 Aufgaben 282
5.6 Literaturverzeichnis 286
xx Inhaltsverzeichnis
6. Optoelektronische Bauelemente 287
6.1 Grundlagen 287
6.1.1 Licht 287
6.1.2 Strahlungsgrößen 290
6.1.3 Absorption und Dämpfung 297
6.2 Fotodioden und Fototransistoren 299
6.2.1 pin Fotodioden 299
6.2.2 Fototransistoren 306
6.3 Solarzellen 311
6.3.1 Kenngrößen und Ersatzschaltung 312
6.3.2 Einkristalline Solarzellen 315
6.3.3 Polykristalline Siliziumsolarzellen 317
6.3.4 Dünnschichtsolarzellen 318
6.4 Lichtemittierende Dioden 319
6.4.1 Leuchtdioden (LEDs) 319
6.4.2 Laserdioden 328
6.5 Optokoppler 334
6.6 Aufgaben 336
6.7 Literaturverzeichnis 339
6. Optoelektronische Bauelemente 287
6.1 Grundlagen 287
6.1.1 Licht 287
6.1.2 Strahlungsgrößen 290
6.1.3 Absorption und Dämpfung 297
6.2 Fotodioden und Fototransistoren 299
6.2.1 pin Fotodioden 299
6.2.2 Fototransistoren 306
6.3 Solarzellen 311
6.3.1 Kenngrößen und Ersatzschaltung 312
6.3.2 Einkristalline Solarzellen 315
6.3.3 Polykristalline Siliziumsolarzellen 317
6.3.4 Dünnschichtsolarzellen 318
6.4 Lichtemittierende Dioden 319
6.4.1 Leuchtdioden (LEDs) 319
6.4.2 Laserdioden 328
6.5 Optokoppler 334
6.6 Aufgaben 336
6.7 Literaturverzeichnis 339
Inhaltsverzeichnis xxi
7. Thyristoren 341
7.1 Rückwärtssperrende Thyristoren 342
7.1.1 Aufbau und Wirkungsweise 343
7.1.2 Herstellung von Thyristoren 345
7.1.3 Zünden des Thyristors, Durchlaßzustand 347
7.1.4 Löschen des Thyristors 351
7.1.5 Phasenanschnittsteuerung mit Thyristoren 352
7.2 Asymmetrisch sperrende Thyristoren, RCTs 354
7.3 Gate Turn Off Thyristoren (GTO) 355
7.4 TRIACs 357
7.5 Literaturverzeichnis 359
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
1. Grundlagen 1
1.1 Elektrische Netzwerke, CAD Werkzeuge 1
1.2 Ideale Netzwerkelemente 3
1.2.1 Widerstände 3
1.2.2 Kapazitäten 5
1.2.3 Unabhängige und gesteuerte Quellen 6
1.3 Netzwerke aus linearen Elementen 7
1.3.1 Impedanzen, Admittanzen 7
1.3.2 Übertragungsfaktor, Bode Diagramm 8
1.4 Verlustleistung und Eigenerwärmung 12
1.4.1 Thermischer Widerstand, thermische Zeitkonstante . 12
1.4.2 Zulässige Verlustleistung und Wärmeabfuhr 15
1.4.3 Zulässige Verlustleistung bei Impulsbetrieb 19
1.5 Halbleiter 21
1.5.1 Elektronen und Löcher, Bandschema 21
1.5.2 Halbleiter im thermischen Gleichgewicht 25
1.5.3 Stromtransport 32
1.5.4 Generation und Rekombination 37
1.5.5 Die Poisson Gleichung 42
1.5.6 Abschirmung injizierter Minoritäten 42
1.6 Aufgaben 43
1.7 Literaturverzeichnis 46
2. Kontakte 47
2.1 Der pn Übergang 47
2.1.1 Thermisches Gleichgewicht 47
2.1.2 Flußpolung 52
2.1.3 Sperrpolung 58
2.2 Diodenkennlinie, Parameterbestimmung 63
2.2.1 Kennlinie und Bahnwiderstand 63
2.2.2 Temperaturabhängigkeit 68
2.3 Speicherladungen 73
2.3.1 Sperrschichtkapazität 73
xviii Inhaltsverzeichnis
2.3.2 Minoritätsspeicherladung, Diffusionskapazität 77
2.4 Schaltverhalten, Ladungssteuerungstheorie 79
2.5 Kleinsignalmodell der pn Diode 84
2.6 Schottky Kontakte 86
2.6.1 Thermisches Gleichgewicht 86
2.6.2 Fluß und Sperrpolung 88
2.6.3 Großsignal und Kleinsignalbeschreibung 90
2.6.4 Niederohmige Kontakte 90
2.7 HeteroÜbergänge 92
2.7.1 Thermisches Gleichgewicht 93
2.7.2 Flußpolung 95
2.7.3 Sperrschichtkapazität 97
2.8 Der MOS Kondensator 98
2.8.1 Thermisches Gleichgewicht ¦ ¦ ¦ 99
2.8.2 Akkumulation 101
2.8.3 Inversion 102
2.8.4 Tiefe Verarmung (Deep Depletion) • ¦ • 1°5
2.8.5 Stromfluß durch das Gateoxid 1°6
2.9 Aufgaben 108
2.10 Literaturverzeichnis • ¦ ¦ m
3. Halbleiterdioden H3
3.1 Gleichrichterdioden • • • H3
3.2 Z Dioden 118
3.2.1 Kenngrößen, Modellierung H8
3.2.2 Anwendungen ¦ ¦ ¦ 121
3.3 Varaktoren 125
3.3.1 Kapazitätsdioden, Eigenschaften • • ¦ i25
3.3.2 Speichervaraktoren, Step recovery Dioden ¦ ¦ ¦ 129
3.4 pin Dioden • •. 131
3.5 Tunneldioden • ¦. 136
3.6 Schottky Dioden 138
3.7 Aufgaben 141
3.8 Literaturverzeichnis • ¦ • 142
4. Bipolartransistoren ¦ 143
4.1 Einführung 143
4.2 Transistoren als Verstärker und Schalter • • 147
4.3 Großsignalbeschreibung •• • I50
4.3.1 Der Ansatz von Gummel und Poon • ¦ ¦ 1* 3
4.3.2 Das elementare Großsignalmodell ¦ • • 154
4.3.3 SPICE Modellanweisung • • ¦ 157
Inhaltsverzeichnis xix
4.3.4 Eingangs und Transferstromkennlinie 158
4.3.5 Ausgangskennlinienfeld in Emitterschaltung 158
4.3.6 Temperaturabhängigkeit 162
4.3.7 Mitlaufeffekt, thermische Stabilität 163
4.4 Kleinsignalbeschreibung 166
4.4.1 Das elementare Kleinsignalmodell 166
4.4.2 NF Hybridparameter 170
4.5 Transistorkapazitäten und Grenzfrequenzen 174
4.6 Sperrverhalten, Grenzdaten, SOAR Diagramm 178
4.6.1 Restströme 178
4.6.2 Grenzspannungen, Durchbrüche 179
4.6.3 Der sichere Arbeitsbereich 182
4.7 Bauformen 184
4.7.1 Einzeltransistoren 184
4.7.2 Integrierte Bipolartransistoren 187
4.8 Heterostruktur Bipolartransistoren (HBTs) 188
4.9 Beispielschaltungen 191
4.9.1 Emitterschaltung 191
4.9.2 Differenzverstärker 206
4.10 Aufgaben 210
4.11 Literaturverzeichnis 215
5. Feldeffekttransistoren 217
5.1 MOSFETs Eine Einführung 218
5.1.1 Gegenüberstellung von Bipolartransistor und MOSFET 218
5 1.2 Der n Kanal MOSFET in einfachster Näherung 222
5.1.3 Kennlinien im LEVELl Modell 230
5.1.4 NF Kleinsignalbeschreibung 234
5 1.5 Temperaturverhalten 235
5.1.6 Transistorkapazitäten, Transitfrequenz 236
5.1.7 Der n Kanal MOSFET als Schalter 238
5.1.8 P Kanal MOSFETs 242
5.2 Grundschaltungen 245
5 2.1 Sourceschaltung und nMOS Inverter 245
5.2.2 Grundlagen der CMOS Technik 249
5.3 MOSFETs in integrierten Schaltungen 261
5.3.1 Zur Herstellung integrierter MOSFETs 262
5.3.2 Elektrisches Verhalten von Kurzkanal MOSFETs 264
5.3.3 Elektrostatische Entladungen 270
5.4 Leistungs MOSFETs und IGBTs 272
5.4.1 Aufbau von Leistungs MOSFETs 273
5.4.2 Eigenschaften und Kenndaten von Leistungs MOSFETs 275
5.4.3 IGBTs 280
5.5 Aufgaben 282
5.6 Literaturverzeichnis 286
xx Inhaltsverzeichnis
6. Optoelektronische Bauelemente 287
6.1 Grundlagen 287
6.1.1 Licht 287
6.1.2 Strahlungsgrößen 290
6.1.3 Absorption und Dämpfung 297
6.2 Fotodioden und Fototransistoren 299
6.2.1 pin Fotodioden 299
6.2.2 Fototransistoren 306
6.3 Solarzellen 311
6.3.1 Kenngrößen und Ersatzschaltung 312
6.3.2 Einkristalline Solarzellen 315
6.3.3 Polykristalline Siliziumsolarzellen 317
6.3.4 Dünnschichtsolarzellen 318
6.4 Lichtemittierende Dioden 319
6.4.1 Leuchtdioden (LEDs) 319
6.4.2 Laserdioden 328
6.5 Optokoppler 334
6.6 Aufgaben 336
6.7 Literaturverzeichnis 339
6. Optoelektronische Bauelemente 287
6.1 Grundlagen 287
6.1.1 Licht 287
6.1.2 Strahlungsgrößen 290
6.1.3 Absorption und Dämpfung 297
6.2 Fotodioden und Fototransistoren 299
6.2.1 pin Fotodioden 299
6.2.2 Fototransistoren 306
6.3 Solarzellen 311
6.3.1 Kenngrößen und Ersatzschaltung 312
6.3.2 Einkristalline Solarzellen 315
6.3.3 Polykristalline Siliziumsolarzellen 317
6.3.4 Dünnschichtsolarzellen 318
6.4 Lichtemittierende Dioden 319
6.4.1 Leuchtdioden (LEDs) 319
6.4.2 Laserdioden 328
6.5 Optokoppler 334
6.6 Aufgaben 336
6.7 Literaturverzeichnis 339
Inhaltsverzeichnis xxi
7. Thyristoren 341
7.1 Rückwärtssperrende Thyristoren 342
7.1.1 Aufbau und Wirkungsweise 343
7.1.2 Herstellung von Thyristoren 345
7.1.3 Zünden des Thyristors, Durchlaßzustand 347
7.1.4 Löschen des Thyristors 351
7.1.5 Phasenanschnittsteuerung mit Thyristoren 352
7.2 Asymmetrisch sperrende Thyristoren, RCTs 354
7.3 Gate Turn Off Thyristoren (GTO) 355
7.4 TRIACs 357
7.5 Literaturverzeichnis 359 |
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