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Halbleitertechnik I - Bipolartechnik (HL I - Bipolar)5 ECTS (englische Bezeichnung: Bipolar Technology)
Modulverantwortliche/r: Jörg Schulze Lehrende:
Jörg Schulze, Jannik Schwarberg
Start semester: |
SS 2022 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Language: |
Deutsch |
Lectures:
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Halbleitertechnik I - Bipolartechnik
(Vorlesung, 2 SWS, Jörg Schulze, Mon, 12:15 - 13:45, 0.111; single appointment on 25.4.2022, 8:15 - 9:45, 0.111)
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Übungen zu Halbleitertechnik I - Bipolartechnik
(Übung, 2 SWS, Jannik Schwarberg, Mon, 8:15 - 9:45, 0.111; starting 2.5.2022)
Empfohlene Voraussetzungen:
Kenntnisse aus den Vorlesungen Halbleiterbauelemente und HLT I - Technologie Integrierter Schaltungen von Vorteil
Inhalt:
- Beschreibung eines psn-Übergangs im thermodynamischen Gleichgewicht (Raumladungszonen, Poisson-Gleichung, Depletion-Näherung und Built-in-Spannung),
Beschreibung eines psn-Übergangs im Nicht-Gleichgewicht (I-U-Charakterisitik des idealen pn-Übergangs, Rekombinationsmechanismen in pn-Übergängen, I-U-Charakterisitik des realen pn-Übergangs, Durchbruchmechanismen in pn-Übergängen),
Dioden-Spezialformen: Schottky-Diode und Ohmscher Kontakt, Z-Dioden (Zener-Diode und Avalanche-Diode), IMPATT-Diode (Impact-Ionization-Avalanche-Transit-Time-Diode), Gunn-Diode, Uni-Tunneldiode, Esaki-Tunneldiode, Shockley-Diode, DIAC (Diode for Alternating Current),
Aufbau und Funktionsweise von Bipolar- und Heterobiplartransistoren: Ideales und reales Verhalten und Hochfrequenzbetrieb,
Thyristor und lichtgezündeter Thyristor, TRIAC (Triode for Alternating Current).
Als Ausblick wird zum Schluss der Vorlesung auf Leistungsbipolartransistoren mit isoliertem Gate wie dem Gate-Turn-Off-Thyristor (GTO-Thyristor) und dem Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)und auf BiCMOS-Schaltungen eingegangen.
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden besitzen die Kenntnis und das Verständnis der mathematisch-physikalischen Grundlagen der Bauelement-Modellierung, kennen die ideale und die reale Funktionsweise und den Aufbau diverser Halbleiterdioden und haben ein umfassendes Verständnis vom Aufbau und vom idealen/ realen Verhalten eines Bipolar- und eines Heterobipolartransistors. Darüber hinaus kennen sie die prinzipielle Funktionsweise von Thyristoren und haben erste Grundkenntnisse von der Funktionsweise von Leistungsbipolartransistoren mit isoliertem Gate und von BiCMOS-Schaltungen (BiCMOS: Schaltungstechnik, bei der Bipolar- und Feldeffekttransistoren miteinander kombiniert werden). Außerdem kennen sie die prinzipiellen Herstellungsprozessabläufe moderner Bipolar- und BiCMOS-Prozesse.
Literatur:
- Schaumburg: Halbleiter, Teubner Verlag, 1991
Löcherer: Halbleiterbauelemente, Teubner Verlag, 1992
Thuselt: Physik der Halbleiterbauelemente, Springer Verlag, 2005
Sze: Physics of Semiconductor Devices, John Wiley & Sons, 1981
Roulsten: An Introduction to the Phys. of Sem. Devices, Oxford Univ. Press, 1999
Chang: ULSI Devices, John Wiley & Sons, 2000
Weitere Informationen:
Keywords: Halbleitertechnik, Bipolartechnik
Studien-/Prüfungsleistungen:
Halbleitertechnik I - Bipolartechnik (HL I) (Prüfungsnummer: 25211)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: SS 2022, 1. Wdh.: WS 2022/2023
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