Elektronische Bauelemente - Funktion, Grundschaltungen, Modellierung mit SPICE

Aus dem Vorwort zur 1. Auflage

Inhaltsverzeichnis

1 Grundlagen

1.1 Elektrische Netzwerke, CAD-Werkzeuge

1.2 Ideale Netzwerkelemente

1.3 Lineare Netzwerke

1.4 Nichtlineare Netzwerke

1.5 Literaturverzeichnis

2 Aktive Vierpole

2.1 Transistoren als Verstärker und Schalter

2.2 Kleinsignalanalyse, Vierpolkenngrößen

2.3 Kenngrößen beschalteter Vierpole

2.4 S-Parameter

2.5 Verstärker

2.6 Literaturverzeichnis

3 Rauschen

3.1 Grundlagen

3.2 Rauschmechanismen

3.3 Analyse rauschender Netzwerke

3.4 Rauschende lineare Vierpole

3.5 Literaturverzeichnis

4 SPICE

4.1 Steuerdatei, Netzliste, Modellanweisungen

4.2 Ergebnisausgabe

4.3 Erste Schritte

4.4 Steuerbefehle

4.5 Unabhängige Quellen V, I

4.6 Gesteuerte Quellen

4.7 Literaturverzeichnis

5 Praktischer Schaltungsaufbau

5.1 Leiterplatten

5.2 Hybridschaltungen

5.3 Verlustleistung und Eigenerwärmung

5.4 Qualität und Zuverlässigkeit

5.5 Literaturverzeichnis

6 Operationsverstärker

6.1 Prinzipien, Kenndaten

6.2 Lineare Grundschaltungen

6.3 Rückkopplung und Stabilität

6.4 Rauschen von Operationsverstärkern

6.5 Makromodelle für die Schaltungssimulation

6.6 Literaturverzeichnis

7 Widerstände

7.1 Physikalische Grundlagen

7.2 Ohmsche Widerstände

7.3 Heißleiter

7.4 Keramische Kaltleiter (PTC-Widerstände)

7.5 PPTC-Widerstände ( Poly Switch)

7.6 Sicherungen

7.7 Varistoren (VDR-Widerstände)

7.8 Edelgasgefüllte Überspannungsableiter

7.9 Literaturverzeichnis

8 Kondensatoren

8.1 Physikalische Grundlagen

8.2 Bauformen

8.3 Kenngrößen und Ersatzschaltung des realen Kondensators

8.4 Ausführungen

8.5 Literaturverzeichnis

9 Spulen und Übertrager

9.1 Physikalische Grundlagen

9.2 Induktionskoe.zienten ausgewählter Leiterformen

9.3 De.nition von Induktivitäten in SPICE

9.4 Spulen

9.5 Dämpfungsperlen

9.6 Vormagnetisierung, Drosselspulen

9.7 Eigenschaften und Modellierung ferro- und ferrimagnetischer Kernmaterialien

9.8 Transformatoren und Übertrager

9.9 Literaturverzeichnis

10 Leitungen

10.1 Grundlagen

10.2 Leitung mit Beschaltung

10.3 Modellierung der Leitung in SPICE

10.4 Leitungsformen

10.5 Verkoppelte Leitungen

10.6 Literaturverzeichnis

11 Resonatoren und Filter

11.1 Resonatoren und Filter mit RLC-Kombinationen

11.2 Leitungsresonatoren

11.3 Schwingquarze und Quarz.lter

11.4 Oberflächenwellenbauelemente

11.5 Dielektrische Resonatoren und Filter

11.6 Literaturverzeichnis

12 Halbleiter

12.1 Halbleitermaterialien, Leitungsmechanismen

12.2 Grundelemente des Bändermodells

12.3 Halbleiter im thermischen Gleichgewicht

12.4 Halbleiter im Nichtgleichgewicht

12.5 Eigenschaften ausgewählter Halbleiter

12.6 Literaturverzeichnis

13 Herstellung von Halbleiterbauelementen

13.1 Herstellung von Silizium-Einkristallen, Wafer

13.2 Thermische Oxidation von Silizium

13.3 Schichtabscheidung

13.4 Dotierung

13.5 Strukturübertragung

13.6 Metallisierung

13.7 Layout, Design Rules

13.8 Integration passiver Bauelemente

13.9 Kontaktierung und Packaging

13.10 Literaturverzeichnis

14 Kontakte

14.1 PN- Übergang: Gleichbetrieb

14.2 PN- Übergänge: Speicherladungen, Schaltverhalten

14.3 PN- Übergänge: Kleinsignalmodell und Rauschverhalten

14.4 Groflsignalmodell der pn-Diode

14.5 Heteroübergänge

14.6 Metall-Halbleiter-Kontakte

14.7 MOS-Kondensatoren

14.8 Literaturverzeichnis

15 Halbleiterdioden

15.1 Gleichrichterdioden

15.2 PIN-Dioden

15.3 Schottky-Dioden

15.4 Z-Dioden

15.5 Varaktoren

15.6 Tunneldioden

15.7 Laufzeitdioden

15.8 Gunn-Elemente

15.9 Literaturverzeichnis

16 Bipolartransistoren

16.1 Einführung

16.2 Groflsignalbeschreibung

16.3 Kleinsignalbeschreibung

16.4 Rauschverhalten

16.5 Sperrverhalten, Grenzdaten

16.6 Heterostruktur-Bipolartransistoren (HBTs)

16.7 Einzeltransistoren

16.8 Integrierte Bipolartransistoren

16.9 Literaturverzeichnis

17 Grundschaltungen mit Bipolartransistoren

17.1 Emitterschaltung

17.2 Kollektorschaltung (Emitterfolger)

17.3 Basisschaltung

17.4 Diodenschaltung

17.5 Stromquellen

17.6 Di.erenzverstärker

17.7 Bandabstandsreferenzen

17.8 Digitalschaltungen

17.9 Literaturverzeichnis

18 CAD-Modelle für Bipolartransistoren

18.1 Gummel-Poon Modell

18.2 Komplexere Modelle für integrierte Bipolartransistoren

18.3 Literaturverzeichnis

19 Thyristoren

19.1 Rückwärtssperrende Thyristoren

19.2 Sonderformen des Thyristors

19.3 Modellierung von Thyristoren in PSPICE

19.4 DIACs und TRIACs

19.5 Unijunctiontransistoren

19.6 Literaturverzeichnis

20 MOS-Feldeffekttransistoren

20.1 Einführung

20.2 Der MOSFET in einfachster Näherung

20.3 Kanalimplantation, Buried-channel-MOSFETs

20.4 Mehr zur Physik des MOSFET

20.5 Elektrisches Verhalten von Kurzkanal-MOSFETs

20.6 Kleinsignalbeschreibung des MOSFET

20.7 MOSFETs in integrierten Schaltungen

20.8 Literaturverzeichnis

21 Grundschaltungen mit MOSFETs

21.1 Grundschaltungen mit n-Kanal MOSFETs

21.2 Statische CMOS-Logik

21.3 Current-Mode Logik (MCML)

21.4 Dynamische CMOS-Logik

21.5 Stub-Series-Terminated Logic (SSTL)

21.6 ESD-Schutzschaltungen

21.7 Analogschaltungen

21.8 BiCMOS

21.9 Literaturverzeichnis

22 Speicherbausteine

22.1 SRAMs

22.2 DRAMs

22.3 ROM, PROM

22.4 EPROMs, EEPROMs, Flash-Memory

22.5 Alternative Speicherkonzepte

22.6 Literaturverzeichnis

23 MOS-Leistungsbauelemente

23.1 Vertikale Leistungs-MOSFETs

23.2 Laterale DMOSFETs

23.3 IGBTs

23.4 MOS-gesteuerte Thyristoren (MCTs)

23.5 Integration, Smart-Power ICs

23.6 Literaturverzeichnis

24 CAD-Modelle für MOSFETs

24.1 Einführung

24.2 LEVEL 1 - Modell

24.3 LEVEL 3 - Modell

24.4 Weiterentwickelte MOS-Modelle

24.5 Literaturverzeichnis

25 Sperrschichtfelde.ekttransistoren

25.1 Sperrschichtfelde.ekttransistoren (JFETs)

25.2 GaAs-MESFETs

25.3 MODFETs

25.4 Literaturverzeichnis

26 Grundlagen Optoelektronik

26.1 Licht

26.2 Strahlungsgrößen

26.3 Farbsehen und Farbmetrik

26.4 Absorption und Dämpfung

26.5 Lichtwellenleiter

26.6 Wärmestrahlung

26.7 Literaturverzeichnis

27 Detektoren für optische Strahlung

27.1 Kenngrößen für Fotodetektoren

27.2 Fotowiderstände ( LDR)

27.3 pin-Fotodioden

27.4 Avalanche-Fotodioden (APDs)

27.5 Schottky-Fotodioden, MSM-Fotodioden

27.6 Fotodioden mit lateraler Ortsaufl ¨ osung

27.7 Fototransistoren

27.8 Pyroelektrische IR-Detektoren

27.9 Photomultiplier

27.10 Farbsensoren

27.11 Literaturverzeichnis

28 Solarzellen

28.1 Sonneneinstrahlung

28.2 Spektrale Empfindlichkeit

28.3 Kenngrößen und Ersatzschaltung

28.4 Einkristalline Solarzellen

28.5 Polykristalline Siliziumsolarzellen

28.6 Dünnschichtsolarzellen

28.7 Solarzellenarrays

28.8 Literaturverzeichnis

29 Lichtemittierende Dioden

29.1 Leuchtdioden (LEDs)

29.2 Laserdioden

29.3 Optokoppler

29.4 Literaturverzeichnis

30 Displays

30.1 Flüssigkristall- Anzeigen ( LCDs)

30.2 Plasma-Displays

30.3 Vakuum-Fluoreszenz- und Field-Emission Displays

30.4 OLED-Displays

30.5 Literaturverzeichnis

31 Bildwandler

31.1 Charge Coupled Devices

31.2 CMOS-Bildwandler

31.3 Bildwandler für Farbbilder

31.4 Literaturverzeichnis

32 Sensorbauelemente

32.1 Temperatursensoren

32.2 Magnetfeldsensoren

32.3 Dehnungsmeflstreifen

32.4 Drucksensoren

32.5 Kapazitive Feuchtesensoren

32.6 Detektoren für Ionisierende Strahlung

32.7 Literaturverzeichnis

33 Batterien und Akkumulatoren

33.1 Elektrochemische Zellen

33.2 Ultracaps

33.3 Brennstoffzellen

33.4 Literaturverzeichnis

Index