Elektronikus eszközök I.

Tartalom

Előszó 7
I. rész
Félvezetőfizikai alapok
1. Félvezetőfizikai alapok
1.1. A félvezetőanyagok kristályszerkezete 11
1.1.1. Alapfogalmak 11
1.1.2. Köbös rács, gyémántrács, cinkblende 13
1.1.3. Diffrakciós vizsgálatok 14
Feladatok 15
1.2. A kristályrács mechanikus rezgései 15
1.2.1. Rezgések a homogén egydimenziós atomláncon 16
Határfrekvencia, Brillouin zóna 18
Hullámcsomag 20
Fázissebesség, csoportsebesség 21
Diszperzió 23
A megengedett rezgésállapotok száma 23
1.2.2. Összetettebb rendszerek rezgései 24
1.2.3. A rácsrezgés-kvantum: a foton 26
Feladatok 27
1.3. Elektron-állapotok a félvezetőkristályban 27
1.3.1. Kvantummechanikai alapfogalmak 28
1.3.2. Több-részecskés rendszerek 30
1.3.3. Szilárd testek: az atomok közti kötés, megengedett és
tiltott energiasávok 33
1.3.4. A sokelektron-probléma Hartree-Fock megoldása 33
1.3.5. Block-függvények 35
1.3.6. A periodikus potenciáltér általános következményei 38
1.3.7. Megoldás az erősen kötött elektronokra 42
1.3.8. Sávszerkezet az egyszerű köbös rácsnál. Effektív tömeg 48
1.3.9. Vegyértéksáv, vezetési sáv. Töltéshordozók 51
1.3.10. Gyakorlati félvezetőanyagok sávszerkezete 52
Feladatok 55
1.4. Az elektronok egyensúlyi eloszlása 55
1.4.1. Egységcellák a Brillouin zónaban 55
1.4.2. A betöltési valószínűség függvény 56
1.4. 3. A Fermi-Dirac eloszlásfüggvény 56
1.4.4. Az elektron- és lyuksürüség számítása 58
1.4.5. A megengedett állapotok sűrűsége 61
1.4.6. Elektron- és lyuksürüség parabolikus sávszélek esetén 64
1.4.7. Adalékolt (szennyezett) félvezetők 68
1.4.8. A hordozókoncentrációk szennyezés- és hőmérsékletfüggése
1.4.9. Egyensuly inhomogén anyagban 74
Feladatok 76
1.5. Transzport jelenségek 77
1.5.1. Egyszerű elmélet 77
1.5.2. Mozgásegyenletek a félvezetőkristályban 77
1.5.3. Egyensulyi és nem egyensulyi eloszlás 78
1.5.4. A Boltzmann-egyenlet 81
1.5.5. Megoldás a diffuziós és a sodródási áramra 82
Feladatok 88
1.6. Rekombinációs jelenségek 88
1.6.1. Direkt rekombináció 89
1.6.2. Indirekt rekombináció 91
1.7. Potenciálok, kvázi-Fermi-szintek 94
II. rész
Félvezető eszközök
2. Közeghatárok
2.1. Kilépési munka 99
2.2. Félvezető'határfelület 100
2.3. Fém-félvezető átmenet 104
2.4. Félvezető-félvezető átmenet 106
3. A PN átmenet
3.1. PN átmenet sávmodellje 109
3.2. A pn-átmenet nyitóirányu előfeszitéssel 109
3.3. A pn-átmenet záróirányu előfeszitéssel 117
3.4. Letörési jelenségek 119
4. Félvezető diódák
4.1. A rétegdióda és helyettesitőképe 127
4.2. Hőmérsékleti hatások 130
4.3. A dióda átkapcsolása 131
4.4. Különleges diódák (Változó kapacitású-; töltéstároló-; Zener-;
PIN-; Schottky diódák.) 136
4.5. A dióda mint egyenirányító 144
5 1. A rétegtranzisztor normál aktív üzemállapota 147
5.2. A tranzisztor emitterárama 151
5.3. Töltésviszonyok a tranzisztor bázisrétegében 154
5.4. Tranzisztor paraméterek 158
5.5. Nagy injektálási szintek 163
5.6. Transzport faktor (átviteli hatásfok, átviteli tényező) 166
5.7. Erősités-sávszélesség szorzat 170
5.8. A transzverzális bázisellenállás hatása 173
5.9. Termikus visszacsatolás hatása a tranzisztor paramétereire 178
5.10. A tranzisztor kapcsolóüzeme 184
5.11. Különleges tranzisztor strukturák (integrált áramköri tranzisztor,
multiemitteres tranzisztor) 193
6. Térvezérlésű eszközök
Bevezetés 198
6.1. Záróréteges térvezérlésű tranzisztor (JFET) 202
Elvi felépités, a működés leirása 202
6.2. Záróréteges térvezérlésü tranzisztor áram-feszültség karakterisztikájának levezetése 207
6.3. Karakterisztikaegyenlet közös (földelt) forrású kapcsolás esetén 211
6.4. Telitéses üzemmód részletesebb vizsgálata 213
6.5. Kisjelü paraméterek és helyettesitőképek 214
6.6. Karakterisztikák és paraméterek hőmérsékletfüggése 219
6.7. Szerkezeti felépítés 220
6.8. Schottky-gátas FET (SBFET) 222
6.9. Szigetelt vezérlőelektródás térvezérlésű tranzisztor (IGFET,
MOSFET, MISFET) 223
Felépítés és működés 223
6.9.1. A növekményes üzemmódu MOSFET működési leirása 225
6.9.2. Az elektronvezetéses kiüritéses üzemmódu MOSFET működési leirása 228
6.10. Karakterisztikaegyenlet levezetése 233
6.11. Kisjelü paraméterek és helyettesitőképek 240
6.12. Térvezérlésű tranzisztorok a gyakorlatban 242
6.12.1. Záróréteges térvezérlésű tranzisztor (JFET) a gyakorlatban 242
6.12.2. MOSFET a gyakorlatban 245
7. Integrált áramkörök
7.1. Bevezető 247
7.2. Maszkok 248
7.3. Vastagréteg technológia 251
7.3.1. A szita elkészítése 251
7.3.2. A nyomtatás 252
7.3.3. Beégetés 252
7.3.4. A hordozó és a paszta anyagai 254
7 4. Vékonyréteg technológia 255
7.4.1. Trióda rendszerű porlasztó 256
7.4.2. Nagyfrekvenciás porlasztás 257
7.5. Szigetelő alapú integrált áramkörök konstrukciója és technológiája 258
7.5.1. Ellenállások 259
7.5.2. Szigetelő alapú vékonyréteg áramkörök integrált kondenzátorai 261
7.5.3. Vezetékek méretezése 263
7.5.4. A vékonyrétegtechnika maszkjai 264
7.5.5. Hibridizálás, tokozás 265
7.6. Monolit eljárások 269
7.6.1. Termikus oxidáció 269
7.6.2. Adalékanyagok diffuziója sziliciumban 270
7.6.3. Ionimplantáció 271
7.7. Félvezető'alapú áramköri elemek 273
7.7.1. Ellenállások 273
7.7.2. Kapacitások 275
7.7.3. Osztott RC hálózatok 277
7.7.4. Az integrált tranzisztor 278
7.7.5. Integrált diódák 285
7.7.6. Összeköttetések 288
7.7.7. Szigetelések 288
7.8. Félvezető alapu (bipoláris) áramkörök technológiája 289
7.9. Bipoláris logikai áramkörök 293
7.10. MOS integrált áramkörök technológiája 296
7.10.1. Lyukvezetéses növekményes MOS technológia 297
7.10.2. Elektronvezetéses MOS technológia 302
7.10.3. Oxid szigetelési MOS technológia 303
7.10.4. Komplementer mos technológia 304
7.10.5. Kiüritéses módú terhelés 305
7.10.6. Átprogramozható fix memória cella egyetlen MOS
tranzisztorból 306
7.11. Csoportos integrálás 307

Témakörök