Mikroelektronik. Halbleiterbauelemente und deren Anwendung in elektronischen Schaltungen. Bearbeitet von Thomas Tille, Doris Schmitt-Landsiedel

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1 Mikroelektronik Halbleiterbauelemente und deren Anwendung in elektronischen Schaltungen Bearbeitet von Thomas Tille, Doris Schmitt-Landsiedel 1. Auflage Buch. xx, 240 S. Hardcover ISBN Format (B x L): 15,5 x 23,5 cm Gewicht: 1220 g Weitere Fachgebiete > Technik > Elektronik > Mikroprozessoren schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.

2 Inhaltsverzeichnis Formelzeichen und Naturkonstanten... XIII 1 Halbleiter-Grundlagen Halbleitermaterialien Bindungsmodell Gitterstruktur Eigenleitung Störstellenleitung Bändermodell Aufbau des Bändermodells Bänderstruktur im Energie-Impuls-Raum Bänderbesetzung Zustandsdichte Besetzungswahrscheinlichkeit Ladungsträgerverteilung Entartete Halbleiter Ladungsträgertransport Driftstromdichte Diffusionsstromdichte Konvektionsstromdichte Halbleiter im Nichtgleichgewicht Majoritätsträgerinjektion Minoritätsträgerinjektion Minoritäts- und Majoritätsträgerinjektion Minoritätsträgerdiffusion Ladungsträgerbilanz Weitere Halbleitereffekte Lawineneffekt Thermoeffekt Thermospannung im homogenen Halbleiter Thermospannung zwischen verschiedenen Materialien Halleffekt Halbleiterdioden pn-übergang Abrupter pn-übergang im thermodynamischen Gleichgewicht...32

3 VIII Inhaltsverzeichnis Abrupter pn-übergang unter Vorspannung Raumladungszone des pn-übergangs pn-übergang in Flusspolung pn-übergang in Sperrpolung Diodenkennlinien Kennlinie der idealen Diode Kennlinie der realen Diode Diodenkennlinie mit 2-Geraden-Näherung Durchbruchsmechanismen Lawineneffekt Zenereffekt Thermischer Durchbruch Technologische Realisierung Netzwerkmodelle der pn-diode Sperrschicht- und Diffusionskapazität Großsignalersatzschaltbild Kleinsignalersatzschaltbild Schaltverhalten der pn-diode Schalten ohmscher Lasten Schalten induktiver Lasten Diodentypen pin-diode Z-Diode Tunneldiode Schottky-Diode Kapazitätsdiode Fotodiode Solarzelle Lumineszenzdiode Dioden-Grundschaltungen Einweggleichrichter Zweiwegbrückenschaltung Spannungsvervielfacher Frequenzmodulation Spannungsbegrenzung Bipolartransistoren Aufbau und Funktionsweise des Bipolartransistors Aufbau des Bipolartransistors Bipolartransistor im thermodynamischen Gleichgewicht Bipolartransistor in Vorwärtsbetrieb Beschaltungsarten Strom-Spannungs-Charakteristik des Bipolartransistors Transistorkennlinie Basisweitenmodulation Durchbruchsmechanismen...86

4 Inhaltsverzeichnis IX Lawinendurchbruch Durchbruch zweiter Art (thermischer Durchbruch) Punch-Through-Effekt Technologische Realisierung Netzwerkmodelle des Bipolartransistors Sperrschicht- und Diffusionskapazität Großsignalersatzschaltbild Kleinsignalersatzschaltbild Grenzfrequenzen Schaltverhalten des Bipolartransistors Bipolartransistor-Grundschaltungen Darlington-Schaltung Stromquelle und Stromspiegel Differenzverstärker Feldeffekttransistoren MOS-Struktur MOS-Struktur im thermodynamischen Gleichgewicht MOS-Struktur im Flachbandfall MOS-Struktur in Akkumulation MOS-Struktur in Verarmung MOS-Struktur in Inversion Kapazität der MOS-Struktur Komplementäre MOS-Strukturen Aufbau und Funktionsweise des MOS-Feldeffekttransistors Aufbau des MOSFETs Funktionsweise des MOSFETs Strom-Spannungs-Charakteristik des MOSFETs Theorie der Ladungssteuerung Einsatzspannung des MOSFETs Substratsteuerung des MOSFETs Unterschwellstrom des MOSFETs Thermisches Verhalten des MOSFETs Geometrieabhängigkeit von MOSFET-Parametern Durchbruchsmechanismen und Degradation Technologische Realisierung Netzwerkmodelle des MOSFETs MOSFET-Kapazitäten Großsignalersatzschaltbild Kleinsignalersatzschaltbild MOSFET-Grundschaltungen Einfache Verstärkerschaltungen Source-Schaltung Drain- und Gate-Schaltung CMOS-Inverter Statisches Übertragungsverhalten

5 X Inhaltsverzeichnis Schaltverhalten des CMOS-Inverters Transmissiongate Stromspiegel Differenzverstärker Operationsverstärker Vergleich von Bipolartransistor und MOSFET Technologischer und parametrischer Vergleich Einsatzkriterien von Bipolar- und Feldeffekttransistoren Leistungsbauelemente psn-leistungsdiode Leistungsbipolartransistor Leistungs-MOSFET Thyristor Aufbau und Wirkungsweise des Thyristors Thyristorkennlinie Zündverhalten des Thyristors Schaltverhalten des Thyristors Weitere Thyristortypen Fotothyristor GTO-Thyristor Anwendung des Thyristors IGBT Aufbau und Wirkungsweise des IGBTs Kennlinie des IGBTs Schaltverhalten des IGBTs Weitere IGBT-Typen Punch-Through-IGBT Trench-IGBT Anwendung des IGBTs Latch-up-Effekt Halbleitersensoren Temperatursensoren Grenzflächen-Temperatursensoren Spreading-Resistance Si-Temperatursensoren Thermopiles Magnetosensoren Optische Sensoren Chemosensoren Metalloxid-Gassensoren Chemosensitiver Feldeffekttransistor Sensoren für mechanische Größen Piezoresistive Kraft- und Drucksensoren Halbleiter-Dehnungsmessstreifen Piezoresistiver Drucksensor

6 Inhaltsverzeichnis XI Kapazitiver Drucksensor Integrierte Schaltungen CMOS-Grundschaltungen Statische CMOS-Logik Realisierung logischer Verknüpfungen Tristate-Treiber Addierer Dynamische CMOS-Logik Dynamisches Latch Dynamisches Schieberegister Speicher Nichtflüchtige Speicher ROM PROM EPROM EEPROM Flash-EPROM FRAM Flüchtige Speicher SRAM DRAM Integrierte Logik-Bausteine PLD PAL und GAL CPLD FPGA ASIC Gate-Array Standardzellen-IC Voll-kundenspezifischer IC Literaturverzeichnis Sachverzeichnis...227