Félvezető eszközök konstrukciója

Tartalom

BEVEZETÉS 3
1. FÉLVEZETŐ FIZIKAI ALAPOK 5
1.1. Energiasávok és energiaszintek a félvezetőben 6
1.2. Mozgékonyság és vezetőképesség 15
1.3. Gerjesztési és rekombinációs folyamatok 18
1.4. Áramok a félvezetőben. A folytonossági egyenlet 22
1.5. pn-átmenet a félvezetőben 25
1.6. Fém-félvezető átmenetek 34
2. DIÓDAKONSTRUKCIÓK 37
2.1. A félvezető diódák áttekintése 37
2.2. Áramköri diódák 38
2.2.1. A nyitóirányú jelleggörbe számítása 39
2.2.2. A nyitóirányú jelleggörbe hőmérsékletfüggése 47
2.2.3. A záróirányú jelleggörbe tervezése 48
2.2.4. A pn-átmenet letörése 50
2.3. A pn-átmenet töltéstárolása, a diódák működési sebességét meghatározó tényezők 56
2.3.1. Keskeny bázisú diódák 60
2.3.2. Széles bázisú diódák 61
2.3.3. Vegyes bázisú diódák 62
2.3.4. A dióda elektromos helyettesítő képe 63
2.4. Néhány alapvető dióda-konstrukció ismertetése 67
2.4.1. Mesa- és planár-diodák 67
2.4.2. Schottky-dióda 68
2.5. Különleges diódák 70
2.5.1. Feszültségstabilizátor diódák 70
2.5.2. Kapacitásdióda (varikap-dióda) 73
2.5.3. PIN-diódák 75
2.5.4. A töltéstároló dióda 75
2.5.5. Fényérzékelő fotodiódák 73
2.5.6. Fényemittáló diódák (LED-ek) 35
3. TRANZISZTORKONSTRUKCIÓK 92
3.1. A tranzisztorok általános jellemzése 92
3.2. Az alfa-áramerősítési tényező meghatározása kis injekciós szint esetén 96
3.2.1. Homogén bázisú tranzisztor alfa-áramerősítési tényezője 97
3.2.2. Fokozatosan adalékolt bázisú tranzisztor áramerősítési tényezője 101
3.2.3. Az alfa-növekedését károsan befolyásoló tényezők 104
3.3. A béta áramerősítési tényező meghatározása az injekciós szint függvényében 105
3.4. A tranzisztor működési sebességét meghatározó tényezők 112
3.4.1. Tranzisztorok vizsgálata szinuszos vezérléssel 113
3.4.2. A tranzisztorok működési sebessége kapcsolóüzemmódban 117
3.5. A határfrekvencia szintfüggése (Kirk-hatás) 120
3.5.1. p+np+ struktúra 120
3.5.2. p+np- struktúra 122
3.6. Záróáram és telítési feszültség 125
3.7. Letörési feszültségek a tranzisztorban 127
3.8. Példa planár epitaxiális kapcsolótranzisztor tervezésére 131
3.9. Teljesítménytranzisztorok konstrukciói 144
3.9.1. A teljesítménytranzisztorok működését korlátozó tényezők 144
3.9.2. A második letörés jelensége 148
3.9.3. Teljesítménytranzisztorok adalékeloszlási profiljai és konstrukciós jellemzői 151
3.9.4. Nagyteljesítményű térvezérlésű tranzisztorok 159
3.9.5. Teljesítménytranzisztorok hőellenállása és tokozása 160
3.9.6. Teljesítménytranzisztorok hűtőbordára szerelése 166
4. ANALÓG INTEGRÁLT ÁRAMKÖRÖK 168
4.1. Az integrált áramkörök osztályozása és csoportosítása 168
4.2. A bipoláris monolitikus integrált áramkörök felépítése 170
4.3. A monolitikus integrált áramkörök alkotórészei 172
4.3.1. Tranzisztorok 172
4.3.2. Térvezérlésű tranzisztorok 178
4.3.3. Diódák 180
4.3.4. Ellenállások és kondenzátorok 182
4.3.5. A bipoláris integrált áramkörök tervezési szempontjai 186
4.4. A monolit integrált áramkörök alapáramkörei 188
4.4.1. Alapkapcsolások 188
4.4.2. A differenciálerősítő 192
4.4.3. Különleges differenciálerősítők 201
4.4.4. Áramvezérelt áramgenerátorok 203
4.4.5. Bázisösszegzők 209
4.4.6. Állandó feszültségű kétpólusok 210
4.4.7. Szintáttevők 212
4.4.8. Végfokozatok 214
4.5. Műveleti erősítők 217
4.5.1. A műveleti erősítők felépítése és katalógusjellemzői 218
4.5.2. Integrált műveleti erősítők típusai 223
4.5.3. Integrált műveleti erősítők alkalmazása 232
4.6. Analóg szorzók 250
5. DIGITÁLIS INTEGRÁLT ÁRAMKÖRÖK 256
5.1. A Boole-algebra alapjai; logikai függvények 257
5.2. Logikai áramkörcsaládok, katalógusjellemzők 261
5.2.1. Statikus jellemzők; terhelhetőség 263
5.2.2. A logikai szintek tartománya és a zavarvédettség 263
5.2.3. Működési sebesség 265
5.2.4. Teljesítményfelvétel és a működés hőmérséklettartománya 266
5.3. A TTL-rendszer jellemzői 268
5.3.1. A TTL kapuáramkörök felépítése és működése 269
5.3.2. TTL áramkörcsaládok 274
5.4. Tárolók (flip-flopok) 282
5.4.1. Master-slave (impulzusvezérelt) tárolók 285
5.4.2. Élvezérlésű tárolók 288
5.5. Frekvenciaosztók 293
5.6. Számlálók 298
5.6.1. Kódok, kódolás 298
5.6.2. Aszinkron számlálók 302
5.6.3. Szinkron számlálók 304
5.7. Léptető tárolók 307
5.8. Példa TTL áramkörök alkalmazására. 7-szegmenses kijelzőegység vezérlése 309

Témakörök