Elektronik

• Titel: Elektronik
• Autor: gernot
• Organisation: TU ILMENAU
• Seitenzahl: 91

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Inhalt

• Eigenschaften fester Körper
• Beweglichkeit Proportionalitätskonstante zwischen v und E
• Strom durch Metalldraht
• mit Driftgeschwindigkeit v D
• N n A s n V
• Energiebänder im Festkörper
• Potential um ein Einzelatom
• Potential um Atome im Festkörper
• J Nm VAs J eV
• m Vs n cm
• Beweglichkeit ist temperaturabhängig
• Diamantgitter kfz Si
• Zinkblendegitter GaAs ZnS CdS
• Hexagonales Gitter Wurzit GaN SiC
• Reine Halbleiter Eigenhalbleiter alles am Beispiel des Si
• Photon Licht Phonon Wärme
• Stark unterschiedliche Beweglichkeiten
• Anzahl ist gleich
• ni ist abhängig
• gestörte Halbleiter dotierte Halbleiter
•  Kristallgrenzen Oberflächen Versetzungen ungewollt gewollt
• Phosphor wird bei Raumtemperatur ionisiert
• Welche Konzentration Si
• N Si cm cm cm
• B bei Raumtemperatur ionisiert
• Ferminiveau sinkt energetisch
• Passive elektronische Bauelemente Widerstände Festwiderstände
• Typ PV max To max
• Draht Kohleschicht Metallschicht Metalloxid
• Widerstandsstaffelung Werte errechnen sich durch EReihen Formel
• E E E E E E
• Angewendet auf den Widerstand R
• R R T T T T
• Spannungsabhängige Widerstände Varistoren VDR
• C r As Vm
• Technische Ausführungen von Kondensatoren
• Spulen Induktivitäten Allgemeines
• komplexe Schreibweise im Zeitbereich
• Induktivität einer Spule
• in kompl Darstellung Im
• tan Güte einer Induktivität
• Technische Ausführung von SpulenInduktivitäten
• Spezielle Anwendungen von Spulen Das Relais
• UP NP IS US NS IP
• Sekundärspule muss mehr bewickelt werden
• Zusammenschaltungen passiver Bauelemente HochpassTiefpass Der Tiefpass
• Übertragungsfunktion ua Rechnung im Komplexen ue
• Z Be i Z Bcos j sin
• Im berechnet werden Re
• Übertragungsfunktion in doppelter logarthmischer Darstellung
• üblich Darstellung in dB deziBel
• Dekade bei Leistungen dB bei Spannungen dB
• Übertragungsfunktion Des Tiefpasses in dB
• Komplexe Übertragungsfunktion
• im Seminar U
• Daraus ableitbar das Amplitudenverhältnis
• Grenzfrequenz wird genauso berechnet wie beim Tiefpass
• Zusammenschaltung von Hoch und Tiefpass Bandpass
• zwei Spezialfälle des Schwingkreises
• Aktive elektronische Bauelemente Halbleiterdioden Der pnÜbergang
• pnÜbergang im stromlosen Zustand
• PoissonGleichung mit einer Ortskoordinate x
• Konzentrationen beweglicher Ladungsträger in log Darstellung
• Konzentrationen beweglicher Ladungsträger und Dotandenionen in lin Darstellung
• Resultierende Raumladung in lin Darstellung
• Stromgleichgewicht für Elektronen und Löcher
• eDp dp e p p E dx
• Lösung der DG möglich
• eDn dn en n E dx
• Gesetzmäßigkeit des pnÜbergangs
• Der pnÜbergang bei angelegter Spannung
• negative Spannung am nGebiet positive Spannung am pGebiet
• positive Spannung am nGebiet negative Spannung am pGebiet
• Die Diode Gleichstromverhalten
• Herzstück pnÜbergang Aufbau
• Symbol Pfeil in Durchlassrichtung
• Das Gleichstromverhalten der Diode
• Einfluss des Halbleiters auf Flussspannung und Sperrstrom
• U BR N A D
• N A D Dotierung des niedriger dotierten Gebietes
• Kleinsignalverhalten Das quasistatische Verhalten
• dI I I I I U dU I
• Abbruch der Taylorreihe nach dem linearen Glied
• Einführung des differentiellen Widerstands r
• Was verbirgt sich dahinter
• Erklärung an der Diodenkennlinie gemessen mit Oszillograph
• Das dynamische Verhalten
• C dQ wenn Spannungsänderungen dann Ladungsänderung C dU
• Durchlassrichtung C D
• Sperrschichtkapazität hängt selbst von der Spannung ab
• T Zeitkonstante Trägerlebensdauer us r differntieller Widerstand
• Das Schaltverhalten der Diode
• idealer Verlauf ohne Vorhandensein der Kapazitäten
• realer Verlauf mit Umladung der Kapazitäten
• Hauptanwendungsgebiet der Diode Gleichrichtung von Wechselsignalen
• Welligkeit der Ausgangsspannung W
• C F W C F
• I L mA U DC V R k
• Schaltung und Trafo mit Mittelanzapfung
• Frequenz f W f PRIM
• I mA L C F U DC V
• Spezielle Halbleiterdioden Die Schottkydiode
• anstelle der pSchicht im pnÜbergang eine Metallelektrode
• exakte Durchbruchspannung mit steiler Kennlinie Spannungsreferenz Netzteile
• h eV s
• Aufbau des Bipolartransistors
• Auffbau des Bipolartransistors Beispiel SiPlanartransistor
• Eingangsdiode in Durchlassrichtung Ausgangsdiode in Sperrrichtung
• benannt nach gemeinsamer Elektrode für Ein und Ausgang
• UEB nUT UCB nUT
• IC AN IES e
• I E I ES e
• AI I ES I CS
• I C AN I ES e
• AI I CS I E
• I C I CS AN
• I C AN I E
• I C B N I B I CE
• I CE I CB AN
• Diodenverhalten exp Diodenkennlinie
• Eingangskennlinie und Ausgangskennlinienfeld in Emitterschaltung
• In der Praxis Abweichungen von der Geraden
• Darstellung aller Kennlinienfelder in einem kombinierten Diagramm QuadrantenKennlinienfeld
• QuadrantenKennlinienfeld eines SinpnTransistors
• Widerstandsgerade und Arbeitspunkt
• Zum Verstärkerbetrieb Eingangsdiode in Durchlassrichtung Ausgangsdiode in Sperrrichtung
• Grundschaltung mit nur einer Spannungsquelle
• Berechnung der Schaltungen Dimensionierung der Widerstände im Seminar
• I AN AI I CS CBO AN AN
• I CEO stark temperaturabhängig
• auch B N temperaturabhängig
• dB N K B N dT
• Temperaturabhängigkeit des ICB und des Ausgangskennlinienfeldes in Emitterschaltung
• Eigenschaften der Emitterschaltung
• Anwendungsgebiete HF und NFVerstärker Leistungsverstärker Endstufen Schalter
• Das Kleinsignalersatzschaltbild hParameter
• Der Transistor als Verstärker black box
• hParameter yParameter zParameter dParameter aParameter
• u hi h u i hi h u
• daraus wird ein Ersatzschaltbild entwickelt
• hParameter sind Arbeitspunktabhängig
• i i f u u
• I U I U I U I U
• Übertragungsleitwert rückwärts
• Übertragungsleitwert vorwärts Steilheit
• Daraus entwickeltes Ersatzschaltbild
• yParameter und hParameter sind ineinander umrechenbar
• Der Transistor als Schalter
• SperrschichtFeldeffekttransistor SFET engl JFET Aufbau und Funktion
• Sperrspannung an GSDiode Raumladungszone vergrößert sich
• Aufbau schematisch und Schaltsymbol eines nKanalSFETs
• Am Beispiel des nKanalSFET
• Feldeffekttransistoren mit isolierendem Gate IGFET
• MetallOxidHalbleiterFET MOSFET abgeleitet nach AufbauSchichtfolge
• Aufbau eines pKanalMOSFET
• Berechnung des Potentials und Feldstärkeverlaufs durch die Poissongleichung
• E d Ei d i Randbedingung
• H x imHalbleiter
• Funktion des MOSFET
• Abschnürung des Kanals Selbstregulierung Stabilisierung
• U DS U GS U t
• Typen von MOSFEs
• Ausgangskennlinienfeld und Übertragungskennlinie eines nKanalVerarmungsMOSFET
• Grundschaltungen von MOSFETs
• NMOS U GS leitend U GS sperrt
• PMOS U GS sperrt U GS leitend
• in CMOSTechnologie wird die Mehrzahl aller ICs hergestellt
• Kleinsignalersatzschaltbild von MOSFETs
• üblich KSEB in yParameterDarstellung
• im Abschnürbereich I D
• Operationsverstärker OPV Aufbau und Prinzip
• Komponenten des OPV
• Einfache Schaltung eines OPV
• Grundschaltungen mit OPV
• U E I R I R U A
• Knotensatz I I
• Beispiele für Schaltungen mit OPV
• Herstellungstechnologie von integrierten Schaltungen Halbleitergrundmaterial Si
• Grundmaterial für Schaltkreisherstellung
• Strukturbreite m m m m m m m
• Wichtige Teilschritte der Bauelementefertigung Dotierung
• Was oder wertiges Element in Si wertig Wieviel
• Verfahren Thermische Oxidation von Si
• Oxidationsofen im ZMN
• Schichtabscheidung aus der Gasphase
• Verkappen und Anschließen Packaging
• offener gebondeter re und verkappter Chip li
• Blick in den Cleanroom einer Chipfabrik
• Technologiebegleitende Analytik Ziele und Aufgaben der Analytik
• Analytik auf den folgenden Gebieten
• Elektronenmikroskpisches Bild einer geätzten AlSchicht

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