By Leonhard Stiny

Das Werk bietet ein umfangreiches Wissen über diskrete und integrierte Bauelemente der Halbleitertechnik. Beim Entwurf elektronischer Schaltungen sind gründliche Kenntnisse über eingesetzte Bauelemente erforderlich, um sowohl technisch als auch wirtschaftlich beste Lösungen zu finden und fehlerfreie Produkte zu realisieren. Als foundation werden die theoretischen und physikalischen Grundlagen der Halbleitertechnik vermittelt. Für alle Halbleiter-Bauelemente werden Aufbau, Wirkungsweise, Kenngrößen, Eigenschaften und Charakteristiken erläutert. Mögliche Anwendungen werden unter Bezug auf die Praxis aufgezeigt. Das Buch kann im Studium, in der Lehre sowie als Nachschlagewerk in der Praxis verwendet werden.

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2 Störstellenleitung im Bändermodell Das nicht an der Kristallbindung beteiligte Valenzelektron des Donators befindet sich auf einem Energieniveau ED knapp unterhalb der Leitungsbandkante des Halbleiters (Abb. 20 links). Für dieses Valenzelektron gilt das Existenzverbot für die verbotene Zone des Halbleiters nicht, da es einer anderen Atomart angehört. Durch geringe Energiezufuhr ED kann das Valenzelektron des Donators in das Leitungsband des Halbleiters gehoben werden, dies ist bereits bei Zimmertemperatur der Fall.

Die an ihm auftretenden physikalischen Vorgänge werden hier nur soweit erklärt, wie sie für das Verständnis dieser Bauelemente erforderlich sind. Zunächst wird der pn-Übergang ohne äußere Spannung (im thermodynamischen Gleichgewicht), dann mit äußerer Spannung betrachtet. 1 Der ideale abrupte pn-Übergang Bei einem pn-Übergang sind unterschiedliche Verläufe der Dotierung realisierbar, siehe Abb. 1. Hier wird hauptsächlich der abrupte Dotierungsverlauf behandelt. Abb. 1 Mögliche Dotierungsverläufe bei pn-Übergängen (linear, abrupt, hyperabrupt) © Springer Fachmedien Wiesbaden 2015 L.

19) mit k D 2 und ! D 2T D 2 f . Dabei handelt es sich um ein mathematisches Modell, diese Welle wird nicht durch eine physikalische Größe repräsentiert. Im Impulsraum wird die Abhängigkeit der Energie der Ladungsträger von k ersichtlich, die Ladungsträger werden außer mit ihrem Energieniveau im Bänderschema auch durch ihren Impuls bzw. durch die Wellenzahl k charakterisiert. Beim Bändermodell im Impulsraum sind die Werte von Leitungs- und Valenzbandkante nicht für jeden Impuls bzw. jedes k gleich, beide Bandkanten weisen Extremwerte auf.

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