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Table of Contents
A Die physikalischen Grundlagen des Transistors.- I. Das Bändermodell der Halbleiter.- 1. Energiebänder in Kristallen.- 2. Die effektiven Massen von Elektronen in Kristallen.- 3. Metalle — Nichtleiter — Halbleiter.- 4. Fermi-Statistik.- 5. Störstellen.- II. Raumladungsschichten bei inhomogener Störstellenkonzentration.- 1. Flache und steile Störstellengradienten.- a) Flacher Störstellengradient.- b) Steiler Störstellen gradient.- 2. pn-Übergärige.- 3. Spezielle pn-Übergänge.- a) Linearer pn-Übergang.- b) Abrupter pn-Übergang.- c) pin-Übergang.- 4. Oberflächenrandschichten und Metall-Halbleiterkontakt.- III. Elektronen- und Löcherströme in homogenen Halbleitern und durch pn-Übergänge.- 1. Die Leitfähigkeit homogener Halbleiter.- 2. Inhomogene Störstellendichte; Diffusion und Lebensdauer.- 3. Das Gleichstromverhalten des pn-Überganges.- 4. Das Frequenzverhalten des pn-Überganges.- 5. pn-Übergänge mit Driftfeld.- 6. Verfeinerungen der Theorie.- a) Thermische Generation und Rekombination in der Raumladungsschicht.- b) Feldinduzierte Trägererzeugung.- c) Oberflächeneffekte.- d) Sonstiges.- IV. Allgemeine Theorie des Transistors.- 1. Das Prinzip des Transistors.- 2. Mathematische Formulierung einer elementaren Theorie des Transistors.- a) Gleichstromanteil.- b) Wechselstromanteil.- 3. Frequenzverhalten.- a) Diffusionstransistor.- b) Drifttransistor.- 4. Übersicht über die notwendigen Verfeinerungen der Theorie.- 5. Oberflächenrekombination.- 6. Die Stromdichteabhängigkeit der Stromverstärkung.- 7. Der endliche Kollektorleitwert und die Rückwirkung des Kollektors auf den Emitter.- 8. Der Basiswiderstand.- 9. Hochfrequenztransistoren.- 10. Transistoren mit ? > 1.- a) Transistor mit Stoßvervielfachung.- b) Trägerinjektion in den Kollektor (Vierschichtentransistor, Thyristor).- Literaturverzeichnis zu Teil A.- B Die technologischen Grundlagen des Transistors.- I. Die Technologie des Halbleitermaterials.- 1. Halbleiterelemente und Halbleiterverbindungen.- 2. Physikalische Eigenschaften von Germanium und Silizium.- 3. Präparation von Germaniumeinkristallen.- a) Reinigung des Ausgangsmaterials.- b) Kristallzüchtung.- 4. Präparation von Siliziumeinkristallen.- 5. Prüfung des Kristallmaterials.- a) Widerstand und Homogenität.- b) Lebensdauer der Minoritätsladungsträger.- c) Orientierung der Kristalle.- d) Kristallbaufehler.- II. Die Technologie von pn-Übergängen und Transistoren.- 1. Die Zugtechnik der pn-Übergänge und Transistoren.- a) Das Zugverfahren.- b) Das Stufenziehverfahren.- 2. Die Legierungstechnik der pn-Übergänge und Transistoren.- 3. Die Diffusionstechnik.- a) Die Herstellung von pn-Übergängen nach dem Diffusionsverfahren.- b) Die Markierung des diffundierten pn-Überganges.- c) Die technische Durchführung der Diffusionsverfahren.- 4. Oberflächenprobleme und Ätzmethoden.- a) Die reine und technische Oberfläche von Germanium und Silizium.- b) Oberflächeneffekte am pn-Übergang, die Stabilität von Transistorparametern.- c) Oberflächenbehandlung.- 1. Die chemische Ätzung.- 2. Die elektrolytische Ätzung.- 3. Die elektrolytische Formgebung.- 5. Der Hochfrequenztransistor.- a) Der elektrochemische Transistor.- b) Der Drifttransistor.- c) Der Flächentransistor mit diffundierter Basis (Mesa-Transistor, Planartransistor).- 6. Der Leistungstransistor.- a) Stromdichteeffekte.- b) Hochspannungseffekte.- c) Legierte und diffundierte Leistungstransistoren.- d) Wärmeableitung.- Literaturverzeichnis zu Teil B.- C Allgemeine Schaltungstheorie des Transistors.- Vorbemerkung.- I. Der Transistor als Schaltelement.- 1. Das Gleichstromverhalten des Transistors.- a) Grundschaltungen.- b) Restströme.- c) Arbeitspunkteinstellung.- d) Temperaturverhalten.- e) Arbeitspunktstabilisierung.- f) Betriebstemperatur und Verlustleistung.- g) Stabilisierung von Betriebsspannung und -ström.- 2. Das Wechselstrom-Ersatzschaltbild des Transistors.- a) Herleitung des Ersatzschaltbildes.- b) Wechselstromverhalten der Basisschaltung.- c) Wechselstromverhalten der Emitterschaltung.- d) Wechselstromverhalten der Kollektorschaltung.- 3. Analogie zur Vakuumröhre.- a) Analogkennwerte.- b) Analogersatzschaltbild.- II. Grundlagen der Schaltungsberechnung.- 1. Vierpolformen und Ersatzschaltbilder.- 2. Leistungsverstärkung und Stabilität.- a) Reelle Kenngrößen.- b) Komplexe Kenngrößen.- c) Schwingabstand.- 3. Vergleich der drei Transistor-Grundschaltungen.- 4. Gegenkopplung.- III. Transistorschaltungen.- 1. Kleinsignalverstärkung.- a) Gleichstromverstärker.- b) Niederfrequenzverstärker.- c) Hochfrequenzverstärker.- d) Breitbandverstärker.- e) Schwingungserzeugung und Entdämpfung.- 2. Großsignalverstärkung.- 3. Impulsverhalten.- a) Der Transistor als Schalter.- b) Umschaltverhalten.- c) Impulsschaltungen.- Hilfsblätt.- Hilfsblatt 1 Temperatur kompensation.- Hilfsblatt 2 Optimale Vierpol-Verstärkung.- Hilfsblatt 3 Wirkanpassung.- Hilfsblatt 4 Blindanpassung.- Literaturverzeichnis zu Teil C.- D Physikalische und technische Eigenschaften der Transistoren.- I. Transistormeßtechnik.- 1. Kennlinienschreiber.- 2. Messung der quasistatischen Vierpolparameter.- 3. Messung der Hf-Parameter.- 4. Rausch- und Klirrfaktormessungen.- II. Eigenschaften verschiedener Typen von Transistoren.- 1. Die Kennlinienfelder.- 2. Die Abhängigkeit der quasistatischen Vierpolparameter vom Arbeitspunkt.- 3. Die Temperaturabhängigkeit.- 4. Rauscheigenschaften.- III. Spezielle Halbleiterbauelemente.- 1. Photodiode und Phototransistor.- 2. Der Unipolartransistor.- 3. Vierschichtentransistor und Vierschichtendiode.- 4. Doppelbasisdiode und speichernder Schalttransistor.- 5. Die Tunneldiode.- Literaturverzeichnis zu Teil D.- Namenverzeichnis.

Der Transistor: Physikalische und technische Grundlagen

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    Publisher: Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG
    Publication Date: 10/11/2013
    ISBN13: 9783642861758, 978-3642861758
    ISBN10: 364286175X
    Also in:
    Physics Engineering: general

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    Table of Contents
    A Die physikalischen Grundlagen des Transistors.- I. Das Bändermodell der Halbleiter.- 1. Energiebänder in Kristallen.- 2. Die effektiven Massen von Elektronen in Kristallen.- 3. Metalle — Nichtleiter — Halbleiter.- 4. Fermi-Statistik.- 5. Störstellen.- II. Raumladungsschichten bei inhomogener Störstellenkonzentration.- 1. Flache und steile Störstellengradienten.- a) Flacher Störstellengradient.- b) Steiler Störstellen gradient.- 2. pn-Übergärige.- 3. Spezielle pn-Übergänge.- a) Linearer pn-Übergang.- b) Abrupter pn-Übergang.- c) pin-Übergang.- 4. Oberflächenrandschichten und Metall-Halbleiterkontakt.- III. Elektronen- und Löcherströme in homogenen Halbleitern und durch pn-Übergänge.- 1. Die Leitfähigkeit homogener Halbleiter.- 2. Inhomogene Störstellendichte; Diffusion und Lebensdauer.- 3. Das Gleichstromverhalten des pn-Überganges.- 4. Das Frequenzverhalten des pn-Überganges.- 5. pn-Übergänge mit Driftfeld.- 6. Verfeinerungen der Theorie.- a) Thermische Generation und Rekombination in der Raumladungsschicht.- b) Feldinduzierte Trägererzeugung.- c) Oberflächeneffekte.- d) Sonstiges.- IV. Allgemeine Theorie des Transistors.- 1. Das Prinzip des Transistors.- 2. Mathematische Formulierung einer elementaren Theorie des Transistors.- a) Gleichstromanteil.- b) Wechselstromanteil.- 3. Frequenzverhalten.- a) Diffusionstransistor.- b) Drifttransistor.- 4. Übersicht über die notwendigen Verfeinerungen der Theorie.- 5. Oberflächenrekombination.- 6. Die Stromdichteabhängigkeit der Stromverstärkung.- 7. Der endliche Kollektorleitwert und die Rückwirkung des Kollektors auf den Emitter.- 8. Der Basiswiderstand.- 9. Hochfrequenztransistoren.- 10. Transistoren mit ? > 1.- a) Transistor mit Stoßvervielfachung.- b) Trägerinjektion in den Kollektor (Vierschichtentransistor, Thyristor).- Literaturverzeichnis zu Teil A.- B Die technologischen Grundlagen des Transistors.- I. Die Technologie des Halbleitermaterials.- 1. Halbleiterelemente und Halbleiterverbindungen.- 2. Physikalische Eigenschaften von Germanium und Silizium.- 3. Präparation von Germaniumeinkristallen.- a) Reinigung des Ausgangsmaterials.- b) Kristallzüchtung.- 4. Präparation von Siliziumeinkristallen.- 5. Prüfung des Kristallmaterials.- a) Widerstand und Homogenität.- b) Lebensdauer der Minoritätsladungsträger.- c) Orientierung der Kristalle.- d) Kristallbaufehler.- II. Die Technologie von pn-Übergängen und Transistoren.- 1. Die Zugtechnik der pn-Übergänge und Transistoren.- a) Das Zugverfahren.- b) Das Stufenziehverfahren.- 2. Die Legierungstechnik der pn-Übergänge und Transistoren.- 3. Die Diffusionstechnik.- a) Die Herstellung von pn-Übergängen nach dem Diffusionsverfahren.- b) Die Markierung des diffundierten pn-Überganges.- c) Die technische Durchführung der Diffusionsverfahren.- 4. Oberflächenprobleme und Ätzmethoden.- a) Die reine und technische Oberfläche von Germanium und Silizium.- b) Oberflächeneffekte am pn-Übergang, die Stabilität von Transistorparametern.- c) Oberflächenbehandlung.- 1. Die chemische Ätzung.- 2. Die elektrolytische Ätzung.- 3. Die elektrolytische Formgebung.- 5. Der Hochfrequenztransistor.- a) Der elektrochemische Transistor.- b) Der Drifttransistor.- c) Der Flächentransistor mit diffundierter Basis (Mesa-Transistor, Planartransistor).- 6. Der Leistungstransistor.- a) Stromdichteeffekte.- b) Hochspannungseffekte.- c) Legierte und diffundierte Leistungstransistoren.- d) Wärmeableitung.- Literaturverzeichnis zu Teil B.- C Allgemeine Schaltungstheorie des Transistors.- Vorbemerkung.- I. Der Transistor als Schaltelement.- 1. Das Gleichstromverhalten des Transistors.- a) Grundschaltungen.- b) Restströme.- c) Arbeitspunkteinstellung.- d) Temperaturverhalten.- e) Arbeitspunktstabilisierung.- f) Betriebstemperatur und Verlustleistung.- g) Stabilisierung von Betriebsspannung und -ström.- 2. Das Wechselstrom-Ersatzschaltbild des Transistors.- a) Herleitung des Ersatzschaltbildes.- b) Wechselstromverhalten der Basisschaltung.- c) Wechselstromverhalten der Emitterschaltung.- d) Wechselstromverhalten der Kollektorschaltung.- 3. Analogie zur Vakuumröhre.- a) Analogkennwerte.- b) Analogersatzschaltbild.- II. Grundlagen der Schaltungsberechnung.- 1. Vierpolformen und Ersatzschaltbilder.- 2. Leistungsverstärkung und Stabilität.- a) Reelle Kenngrößen.- b) Komplexe Kenngrößen.- c) Schwingabstand.- 3. Vergleich der drei Transistor-Grundschaltungen.- 4. Gegenkopplung.- III. Transistorschaltungen.- 1. Kleinsignalverstärkung.- a) Gleichstromverstärker.- b) Niederfrequenzverstärker.- c) Hochfrequenzverstärker.- d) Breitbandverstärker.- e) Schwingungserzeugung und Entdämpfung.- 2. Großsignalverstärkung.- 3. Impulsverhalten.- a) Der Transistor als Schalter.- b) Umschaltverhalten.- c) Impulsschaltungen.- Hilfsblätt.- Hilfsblatt 1 Temperatur kompensation.- Hilfsblatt 2 Optimale Vierpol-Verstärkung.- Hilfsblatt 3 Wirkanpassung.- Hilfsblatt 4 Blindanpassung.- Literaturverzeichnis zu Teil C.- D Physikalische und technische Eigenschaften der Transistoren.- I. Transistormeßtechnik.- 1. Kennlinienschreiber.- 2. Messung der quasistatischen Vierpolparameter.- 3. Messung der Hf-Parameter.- 4. Rausch- und Klirrfaktormessungen.- II. Eigenschaften verschiedener Typen von Transistoren.- 1. Die Kennlinienfelder.- 2. Die Abhängigkeit der quasistatischen Vierpolparameter vom Arbeitspunkt.- 3. Die Temperaturabhängigkeit.- 4. Rauscheigenschaften.- III. Spezielle Halbleiterbauelemente.- 1. Photodiode und Phototransistor.- 2. Der Unipolartransistor.- 3. Vierschichtentransistor und Vierschichtendiode.- 4. Doppelbasisdiode und speichernder Schalttransistor.- 5. Die Tunneldiode.- Literaturverzeichnis zu Teil D.- Namenverzeichnis.

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