Description
Book SynopsisPhysik der Halbleiterbauelemente Das Standardwerk zur Physik der Halbleiterbauelemente – erstmals auf Deutsch!
Dieses einzigartige Buch, geschrieben von Pionieren auf dem Gebiet, behandelt sämtliche Aspekte der Physik der Halbleiterbauelemente, die zu deren Verständnis, Betrieb, Weiter- und Neuentwicklung notwendig sind. Wie das englische Original ist die deutsche Ausgabe ein äußerst nützliches Nachschlagewerk in der industrieorientierten Halbleiterforschung und eignet sich ebenfalls ausgezeichnet als Einstiegsliteratur für Studierende sowie als Unterrichtsmaterial für Vortragende.
Bei der deutschen Ausgabe wurde besonderer Wert auf eine gute Lesbarkeit gelegt und daher die Übersetzung, teilweise unter Rückgriff auf die von den Autoren zitierten Originalquellen, so gestaltet, dass unnötige Anglizismen vermieden werden. Das englische Fachvokabular ist ergänzend an den entsprechenden Stellen im Text eingearbeitet, um den Leserinnen und Lesern den Gebrauch der englischsprachigen Fachliteratur zu erleichtern. Gelegentliche Anmerkungen im Text und Verweise auf weitere Originalquellen tragen zusätzlich zum besseren Verständnis der Materie bei.
Als das Referenzwerk schlechthin ist der „Sze“ ein Muss für alle, die sich in Forschung, Entwicklung und Lehre mit Halbleiterbauelementen beschäftigen. Die Inhalte sind kompakt und präzise beschrieben und eignen sich perfekt für den Einstieg in das jeweilige Gebiet, komplettiert durch vertiefende Übungsbeispiele zu jedem Kapitel.
Physik der Halbleiterbauelemente bietet eine unerreichte Detailfülle und ausführliche Informationen über die Physik und den Betrieb aller relevanten Halbleiterbauelemente, mit 1000 Literaturangaben, 650 technischen Illustrationen sowie 25 Tabellen mit Material- und Bauelementparametern.
Aus dem Inhalt:
- Halbleiterphysik-Grundlagen
- p-n Übergänge
- Metall-Halbleiter-Kontakte
- MIS-Kondensatoren
- Bipolartransistoren
- MOSFETs
- Nichtflüchtige Speicher
- JFETs
- MESFETs und MODFETs
- Tunnel-Bauelemente
- IMPATT-Dioden
- TE- und RST-Devices
- Thyristoren und Leistungsbauelemente
- Photodetektoren und Solarzellen
- Sensoren
Table of ContentsVorwort v
Vorwort des Übersetzers vii
Biografien xvii
Einführung xix
Teil I Halbleiterphysik 1
1 Physik und Eigenschaften von Halbleitern – ein Überblick 3
1.1 Einleitung 3
1.2 Kristallstrukturen 3
1.3 Energiebänder und Bandlücken 7
1.4 Ladungsträgerkonzentrationen im thermischen Gleichgewicht 11
1.5 Ladungsträgertransportphänomene 21
1.6 Phononen, optische und thermische Eigenschaften 41
1.7 Heteroübergänge und Nanostrukturen 47
1.8 Halbleitergrundgleichungen und Anwendungsbeispiele 54
Teil II Grundstrukturen der Halbleiter-Bauelemente 71
2 p-n-Übergänge 73
2.1 Einleitung 73
2.2 Raumladungszonen 73
2.3 Strom-Spannungs-Kennlinien 83
2.4 p-n-Übergänge im Durchbruchsbereich 95
2.5 Transientes Verhalten und Rauschen 107
2.6 Der p-n-Übergang als Bauelement 110
2.7 Heteroübergänge 117
3 Metall-Halbleiter-Kontakte 127
3.1 Einleitung 127
3.2 Entstehung der Schottky-Barriere 127
3.3 Transportprozesse 144
3.4 Bestimmung der Barrierenhöhe 162
3.5 Diodenstrukturen 171
3.6 Ohmsche Kontakte 177
4 Metall-Isolator-Halbleiter-Kondensatoren 187
4.1 Einleitung 187
4.2 Idealer MIS-Kondensator 187
4.3 Der Silizium-MOS-Kondensator 200
4.4 Ladungsträgertransport inMOS-Kondensatoren 224
Teil III Transistoren 243
5 Bipolartransistoren 245
5.1 Einleitung 245
5.2 Statische Eigenschaften 246
5.3 Kompaktmodelle von Bipolartransistoren 263
5.4 Mikrowelleneigenschaften 273
5.5 Leistungstransistoren und Logikschaltungen 285
5.6 Heterobipolartransistoren 290
5.7 Selbsterhitzungseffekte 296
6 MOSFETs 305
6.1 Einleitung 305
6.2 Grundlegende Bauteilcharakteristiken 309
6.3 Bauelemente mit inhomogener Dotierung und vergrabenem Kanal 335
6.4 Bauelementeskalierung und Kurzkanaleffekte 346
6.5 MOSFET-Strukturen 363
6.6 Schaltungsanwendungen 375
6.7 NCFET und TFET 380
6.8 Der Einzelelektronentransistor 385
7 Nicht flüchtige Speicher 405
7.1 Einleitung 405
7.2 Das Konzept des Floating-Gate 406
7.3 Speicherstrukturen 411
7.4 Kompaktmodelle von Floating-Gate-Speicherzellen 417
7.5 Mehrstufige Zellen und dreidimensionale Strukturen 420
7.6 Herausforderungen bei der Skalierung 432
7.7 Alternative Speicherstrukturen 437
8 JFETs, MESFETs und MODFETs 455
8.1 Einleitung 455
8.2 JFET und MESFET 456
8.3 MODFET 479
Teil IV Bauelementemit negativemWiderstand und Leistungsbauelemente 505
9 Tunnelbauelemente 507
9.1 Einleitung 507
9.2 Tunneldioden 508
9.3 Verwandte Tunnelbauelemente 522
9.4 Resonante Tunneldioden 540
10 IMPATT-Dioden, TE- und RST-Devices 553
10.1 Einleitung 553
10.2 IMPATT-Dioden 554
10.3 Transferred Electron Devices 582
10.4 Real-Space-Transfer Devices 602
11 Thyristoren und Leistungsbauelemente 615
11.1 Einleitung 615
11.2 Thyristorkennlinien 616
11.3 Thyristorvarianten 636
11.4 Andere Leistungsbauelemente 642
Teil V Photonische Bauelemente und Sensoren 661
12 LEDs und Laser 663
12.1 Einleitung 663
12.2 Strahlende Übergänge 664
12.3 Lichtemittierende Dioden (LEDs) 668
12.4 Laserphysik 682
12.5 Laserbetrieb 691
12.6 Spezielle Laser 708
13 Photodetektoren und Solarzellen 721
13.1 Einleitung 721
13.2 Photoleiter 725
13.3 Photodioden 728
13.4 Lawinenphotodioden 738
13.5 Phototransistoren 748
13.6 Charge-Coupled Devices (CCDs) 751
13.7 Metall-Halbleiter-Metall-Photodetektoren 764
13.8 Quantum-Well-Infrarotphotodetektoren (QWIPs) 767
13.9 Solarzellen 771
14 Sensoren 799
14.1 Einleitung 799
14.2 Thermische Sensoren 801
14.3 Mechanische Sensoren 807
14.4 Magnetische Sensoren 816
14.5 Chemische Sensoren 825
14.6 Biosensoren 830
Anhang A Liste der Symbole 839
Anhang B Internationales Einheitensystem 847
Anhang C Einheitenpräfixe 849
Anhang D Das griechische Alphabet 851
Anhang E Physikalische Konstanten 853
Anhang F Eigenschaften der wichtigsten Halbleiter 855
Anhang G Das Bloch-Theoremund die Energiebänder im reziproken Gitter 857
Anhang H Eigenschaften von Si und GaAs 859
Anhang I Die Boltzmann-Transportgleichung und das hydrodynamische Modell 861
Anhang J Eigenschaften von SiO2 und Si3N4 867
Anhang K Kompaktmodelle von Bipolartransistoren 869
Anhang L Die Entdeckung des Floating-Gate-Speicher-Effekts 877
Stichwortverzeichnis 879
