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Halbleiterbauelemente
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Informationen zur Vorlesung

Vorlesungsverzeichnis

227-0056-00L "Halbleiterbauelemente"

Dozenten

Schenk A.

Umfang/Kredit

3G im 4. Semester O (4KE)

Zielsetzung

Einführung in die Grundlagen moderner Halbleiterbauelemente der Mikro-, Opto- und Leistungselektronik.

Inhalt



  • Kurze Geschichte des Transistors
  • Die Kristallstruktur der Festkörper
    • Halbleitermaterialien
    • Typen von Festkörpern
    • Raumgitter
    • Atomare Bindung
    • Störstellen und Verunreinigungen
  • Einführung in die Quantenmechanik
    • Prinzipien der Quantenmechanik
    • Die Schrödinger-Gleichung
    • Anwendungen der Schrödinger-Gleichung
    • Anwendung der Wellentheorie auf Atome
  • Quantentheorie des Festkörpers
    • Erlaubte Energiebänder und verbotene Zonen
    • Elektrische Leitung in Festkörpern
    • Verallgemeinerung auf den dreidimensionalen Fall
    • Die Zustandsdichte
    • Statistische Mechanik
  • Der Halbleiter im Gleichgewicht
    • Ladungsträger in Halbleitern
    • Dotieratome und ihre Energieniveaus
    • Der extrinsische Halbleiter
    • Statistik von Donatoren und Akzeptoren
    • Ladungsneutralität
    • Lage des Ferminiveaus
  • Transportphänomene
    • Einfluss des elektrischen Feldes: Drift
    • Einfluss von Dichtegradienten: Diffusion
    • Gradienten der Dotierkonzentration
    • Generation und Rekombination
    • Quasi-Ferminiveaus
  • Der pn-Übergang
    • Die Struktur des pn-Übergangs
    • Der Fall V=0
    • Der Fall des gesperrten pn-Übergangs
  • Die pn-Diode
    • Stromfluss im pn-Übergang
    • Kleinsignal-Verhalten der pn-Diode
    • Generations-Rekombinationsströme
    • Durchbrüche von Dioden
  • Metall-Halbleiter und Halbleiter-Halbleiter-Übergänge
    • Die Schottky-Diode
    • Der Ohmsche Kontakt
    • Hetero-Übergänge
  • Der Bipolar-Transistor
    • Wirkungsweise des Bipolar-Transistors
    • Minoritätsladungsträger-Verteilungen
    • Stromverstärkung in Basisschaltung
    • Abweichungen vom idealen Verhalten
    • Frequenz-Verhalten
    • Moderne Bipolar-Transistoren
  • Die MOS-Diode
    • Grundprinzipien der MOS-Struktur
    • CV-Kennlinien
  • Der MOSFET
    • Die Wirkungsweise des MOSFETs
    • Das Frequenz-Verhalten
    • CMOS-Technologie
    • Das nichtideale Verhalten des MOSFETs
    • Schwellspannungseffekte
    • Weitere wichtige Effekte
  • Optische Bauelemente
    • Optische Absorption
    • Die Solarzelle
    • Der Photodetektor
    • Photo- und Elektrolumineszenz
    • Die lichtemittierende Diode
    • Die Laserdiode

Voraussetzung

Physikgrundlagen

Unterlagen

  • Donald D. Neamen: Semiconductor Physics & Devices - Basic Principles. McGraw-Hill 2003
  • Eigenes Skript und Kopien der Folien auf dem Netz zum Download verfügbar

Last change: 10 February 2009    Author:  Andreas Schenk