Einführung in die Halbleiter-Schaltungstechnik - download pdf or read online

By Holger Göbel

ISBN-10: 3642538681

ISBN-13: 9783642538681

ISBN-10: 364253869X

ISBN-13: 9783642538698

Dieses Lehrbuch führt in die Prinzipien und die Funktionsweise von Bauelementen und Schaltungen ein und macht den Leser mit den Herstellungsverfahren integrierter Schaltungen vertraut.

Nach einer verständlichen Einführung in die Halbleiterphysik behandelt der Autor die wichtigsten Bauelemente und Grundschaltungen und leitet die entsprechenden Gleichungen so ab, dass der Leser die Vorgehensweise auch auf andere, komplexe Schaltungen übertragen kann. Neben den analogen Grundschaltungen - vom einstufigen Spannungsverstärker bis zum integrierten Operationsverstärker - gibt das Buch eine Übersicht über den Entwurf digitaler Schaltungen in CMOS-Technologie. Eine Einführung in die Technologie zur Herstellung integrierter CMOS-Schaltungen rundet den Inhalt des Buches ab.

Das interaktive Lernprogramm S.m.i.L.E ermöglicht es, komplexe Zusammenhänge mittels interaktiver Applets zu verstehen. Mit Hilfe von PSpice-Dateien kann der Leser die Funktion der im Buch vorgestellten Schaltungen an praktischen Beispielen selbst erproben.

Online-Materialien auf dem Extrasserver: PSpice-Dateien und die Studentenversion des Schaltungssimulators OrCAD-PSpice 9.1.

Die Zielgruppen

Zielgruppe des Lehrbuchs sind Studierende der Elektrotechnik und anderer technischer Studiengänge sowie in der Praxis stehende Ingenieure und Techniker, die ihre vorhandenen Kenntnisse auf dem Gebiet der Elektronik und Halbleiter-Schaltungstechnik vertiefen wollen.

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1 Diode mit langen Abmessungen Nachdem wir das Verhalten des pn-Übergangs bei Anlegen einer Spannung qualitativ untersucht haben, wollen wir nun eine Gleichung ableiten, die den Zusammenhang zwischen Diodenstrom und angelegter Spannung quantitativ beschreibt. Dazu setzen wir schwache Injektion voraus und nehmen an, dass in der Raumladungszone keine Generation bzw. Rekombination von Ladungsträgern stattfindet. Ebenso vernachlässigen wir den ohmschen Spannungsabfall über den Kontakten und den neutralen Bahngebieten.

0, 7 V. 8) die bei Raumtemperatur etwa bei 26 mV liegt. 5) erhält man für die Elektronendichte im p-Gebiet np0 = nn0 exp − q Φi kT . 9) Analog ergibt sich für die Löcherdichte im n-Gebiet der Ausdruck pn0 = pp0 exp − q Φi kT . 10) Die letzten beiden Ausdrücke verknüpfen die Trägerdichten mit der Spannung über dem pn-Übergang und werden daher im Folgenden zur Ableitung der Diodengleichung benutzt. Durch das Zusammenbringen eines p- und eines n-Halbleiters entsteht an der Grenzschicht ein von freien Ladungsträgern ausgeräumter Bereich, die Raumladungszone.

Damit ergibt sich schließlich die vereinfachte Darstellung nach Abb. 14. WV WV Abb. 14. B. Bor) nehmen diese jeweils ein Elektron auf und es entstehen Löcher. Die Löcherdichte im Halbleiter bestimmt sich dann aus der Dichte der Akzeptoren. 1 Berechnung der Ladungsträgerdichten Nach den oben durchgeführten qualitativen Betrachtungen wollen wir nun die Abhängigkeit der Ladungsträgerdichten von den Eigenschaften des Halbleiters genauer untersuchen. Dazu bestimmen wir zunächst die Zahl der möglichen Energiezustände, die von Ladungsträgern in den Energiebändern besetzt werden können, die so genannte Zustandsdichte N .

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Einführung in die Halbleiter-Schaltungstechnik by Holger Göbel


by Ronald
4.1

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