Hanno Schaumburg Boeken

Herstellungstechnologie gegeben. Inhaltsverzeichnis 1 Elektronen gas.- 1.1 Eingeschlossene Elektronen.- 1.2 Besetzungsstatistik.- 1.3 Eigenschaften von Boltzmanngasen.- 2 Bandstruktur von Festkörpern.- 2.1 Elektronen in Kristallgittern.- 2.2 Elektronen und Löcher in Energiebändern.- 3 Halbleiterwerkstoffe Germanium, Silizium und Galliumarsenid.- 3.1 Eigenschaften der reinen Werkstoffe.- 3.2 Legierungen.- 3.3 Polykristalline und amorphe Werkstoffe.- 4 Bändermodell von Halbleitern.- 4.1 Kenngrößen des Bändermodells.- 4.2 Besetzungsstatistik und Dotierung.- 4.3 Ladungstransport.- 5 Halbleiterübergänge.- 5.1 Thermisches Gleichgewicht an Halbleiterübergängen.- 5.2 Übergänge zwischen Halbleitern.- 5.3 Übergänge zwischen Halbleitern und Nichthalbleiternx.- 6 Überschuüladungsträger.- 6.1 Ausgleich unterschiedlicher Ladungsträgerdichten.- 6.2 Elektron-Loch-Paare.- 6.3 Kontinuitätsgleichung mit Generation und Rekombination von Ladungsträgern.- 7 Stromfluü über Barrieren.- 7.1 Energiebarrieren bei Halbleiterübergängen.- 7.2 Stromfluümodelle.- 7.3 Vergleich der Stromfluümodelle.- 8 Halbleitertechnologie.- 8.1 Herstellung von Halbleiterscheiben.- 8.2 Die Planartechnologie.- 8.3 Bonden. Gehäuse und Normen.- 9 Dioden.- 9.1 Energiebarrieren als Bauelemente.- 9.2 Schottky-Dioden.- 9.3 pn-Dioden.- 9.4 MIS-Dioden.- 9.5 Diodenanwendungen.- 10 Transistoren.- 10.1 Steuerbare Energiebarrieren und gesättigte Kennlinien.- 10.2 Bipolare Transistoren.- 10.3 Sperrschicht-Feldeffekt-Transistorenx.- 10.4 MOS-Feldeffekt-Transistoren.- 10.5 Transistoranwendungen.- 11 Thyristoren.- 11.1 Elektrische Kenndaten.- 11.2 RCTs, DIACs, TRIACs, GTOs.- 12 Integrierte Schaltungen.- 12.1 Bipolare integrierte Schaltungen.- 12.2 Integrierte MOS-Schaltungen.- 13. Wärme in Halbleiterbauelementen.- 13.1 Wärmeentstehung und -ableitung.-13.2 Sicherer Arbeitsbereich (SOAR).- 14. Rauschen.- 14.1 Rauschquellen.- 14.2 Einfluü auf die Bauelementeigenschaften.- Literatur.- A. Dimensionen und Formelzeichen.- B. Naturkonstanten.- C. Teilchenbewegung und Teilchenstrom.- Cl: Ballistische Bewegung.- C2: Teilchenstromdichte.- C3: Kontinuitätsgleichung.- C4: Raumladungsbegrenzter Strom.- D. Vierpolkoeffizienten.- E. Englische Fachausdrücke.- F. Gehäusetypen von Halbleiterbauelementen.- Stichwortverzeichnis.

Dieses ist der erste Band einer Reihe "Werkstoffe und Bauelemente" mit den Folgebänden "Halbleiter", "Sensoren" und "Quanten", in denen die Grundla gen der Werkst off wissenschaften und Festkörperphysik und deren Anwendung auf die Herstellung und Funktionsweise elektronischer Bauelemente dargestellt werden. Dabei wird angestrebt, die theoretischen Grundlagen der Werkstoffseite (überwiegend Eigenschaften von Atomen und Festkörpern) mit denen der Bau elementseite (Eigenschaften von Elektronen und Dipolen) weitgehend zu ver einheitlichen. Es wird ausgegangen von bekannten Prinzipien der Thermo dynamik, die in vereinfachter Form eingeführt und weiterentwickelt werden. Eine zentrale Rolle spielt dabei das chemische Potential (in der Halbleiterphy sik Fermi-Energie genannt), dieses ist bestimmend für das Transportverhalten, sowie die thermischen und galvanischen Eigenschaften der Systeme. Im Vordergrund steht das Ziel, ein auf Anschauung begründetes und trotz dem theoretisch fundiertes Verständnis für den Aufbau und das Verhalten der elektronischen Bauelemente zu vermitteln. Die physikalischen und mathema tischen Grundlagen werden in möglichst einfacher Form dargestellt, so daß nur Grundkenntnisse der Mathematik (Differential- und Integralrechnung, Vektor und Matrizenrechnung) vorausgesetzt werden müssen. Die Buchreihe ist daher besonders geeignet für Studenten der Technischen Universitäten und Fach hochschulen. Sie ist aber auch ausgelegt zum Selbststudium, zur fachlichen Weiterbildung von Studenten anderer Fachrichtungen und für den Anwender in der industriellen Praxis. Inhaltsverzeichnis 1 Atome und Festkörper.- 1.1 Atomaufbau und Periodensystem.- 1.2 Größen von Atomen und Ionen.- 1.3 Atombindung und Kristallstruktur.- 1.4 Raumgitter und reziproke Gitter.- 1.5 Bragg-Reflexion.- 2 Einfuhrung in die Gibbs sche Thermodynamik.- 2.1 Entropie.- 2.2 Chemisches Potential.- 2.3 Kristallenergie.- 2.4 Freie Energie von Legierungen.- 2.5 Zustandsdiagramme.- 2.6 Ternäre Legierungen.- 2.7 Punktfehler und Diffusion.- 2.8 Ubergang in das thermische Gleichgewicht.- 3 Mechanische Formgebung und Stabilität.- 3.1 Elastizität.- 3.2 Plastizität und Härte.- 3.3 Pulvertechniken.- 3.4 Mikromechanik.- 3.5 Rißbildung und Bruch.- 3.6 Übersicht über die Verbundwerkstoffe.- 3.7 Verfahren der Werkstoffprüfung.- 4 Leiter und Widerstände.- 4.1 Elektronenleitung.- 4.2 Leiter und Verbindungen.- 4.3 Widerstände.- 5 Wärme in Festkörpern.- 5.1 Wärmekapazität.- 5.2 Wärmeleitfähigkeit.- 5.3 Thermische Ausdehnung.- 6 Isolatoren und Kondensatoren.- 6.1 Isolatoren.- 6.2 Dielektrische Polarisation.- 6.3 Kondensatoren.- 6.4 Optische Werkstoffe.- 7 Magnete.- 7.1 Magnetische Felder und Momente.- 7.2 Weichmagnete.- 7.3 Permanentmagnete.- A FORMELZEICHEN UND DIMENSIONEN.- B Naturkonstanten.- C Teilchenbewegung und Teilchenstrom.- Literatur.

Im ersten Band dieser Reihe, "Werkstoffe", stand die Problematik des thermischen Gleichgewichts im Vordergrund: Die Frage, in welchen Phasen eine Legierung vor gegebener Zusammensetzung vorkommt, die Verteilung von Elektronen auf vorge gebene Energieniveaus, die Anordnung von elektrischen und magnetischen Dipolen bei einer vorgegebener Temperatur, etc. Zwischen zwei unterschiedlichen Systemen - die sich beide unabhängig voneinander jeweils in einem thermischen Gleich gewichtszustand befinden - können Kräfte (Summe aus Feld-und Entropiekräften) entstehen, die zu einem Teilchentransport führen : Die Berechnung führt zu den für die Praxis bedeutenden Stromdichtegleichungen. Auf der Basis der Stromdichtegleichungen und anderer Beziehungen können die durch Zusammenführung von Bereichen mit verschiedenen Werkstoffeigenschaften entstehenden elektronischen Bauelemente mit ihren für die Praxis nützlichen Eigen schaften (Dioden-, Verstärkerverhalten u.a.) verstanden werden. Dieses gilt insbe sondere für die im Band "Halbleiter" dargestellten Halbleiterwerkstoffe. Zur Verein fachung der - teilweise recht aufwendigen Rechnungen - wurde grundsätzlich der isotherme Fall betrachtet, bei dem die betrachteten Systeme auf derselben Tempera tur gehalten werden. Inhaltsverzeichnis 1 Überblick über die Sensorik.- 2 Ladungsträger in Festkörpern.- 2.1 Bändermodell.- 2.2 Stromdichtegleichungen.- 3 Temperatursensoren.- 3.1 Überblick.- 3.2 Thermoelektrische Sensoren.- 3.3 Resistive Temperatursensoren.- 3.4 Transistoren als Temperatursensoren.- 3.5 Pyroelektrische Temperatursensoren.- 3.6 Quarz-Temperatursensoren.- 3.7 Faseroptische Temperatursensoren.- 3.8 Mechanische und chemische Temperatursensoren.- 4 Kraft- und Drucksensoren.- 4.1 Resistive Kraft- und Drucksensoren.- 4.2 Piezoelektrische Kraft- und Drucksensoren.- 4.3 Induktive und kapazitive Kraft- und Drucksensoren.- 4.4 Andere Kraft- und Drucksensortechniken.- 5 Magnetsensoren.- 5.1 Halleffekt-Sensoren.- 5.2 Magnetoresistive Sensoren.- 5.3 Spulen.- 5.4 Wiegand- und Impulsdrahtsensoren.- 5.5 Andere Magnetsensortechniken.- 5.6 Anwendungen von Magnetsensoren.- 6 Optische Sensoren (Photosensoren).- 6.1 Wirkung optischer Strahlung auf Festkörper.- 6.2 Kenngrößen optischer Sensoren.- 6.3 Thermische Photosensoren (Bolometer).- 6.4 Photokathoden und -multiplier.- 6.5 Photoleiter.- 6.6 Bipolare optische Halbleitersensoren.- 6.7 Ladungsspeicher und CCDs.- 6.8 Überblick über die Glasfasersensoren.- 6.9 Gasgefüllte Strahlungsdetektoren.- 6.10 Halbleiter-Kernstrahlungsdetektoren.- 7 Feuchtesensoren.- 7.1 Kapazitive und resistive Feuchtesensoren.- 7.2 Taupunktverfahren.- 8 Chemische Sensoren.- 8.1 Übersicht und Funktionsprinzipien.- 8.2 Pellistoren.- 8.3 Elektrochemische Sensoren mit ionensensitiven Elektroden.- 8.4 Sensoren mit Feststoffelektrolyten.- 8.5 Metalloxidsensoren.- 8.6 Chemisch sensitive Feldeffekttransistoren (CHEMFETs).- A. Dimensionen und Formelzeichen.- B. Naturkonstanten.- C. Sensorspezifische Themenkreise.- Cl: Elektromotorische Kraft (EMK).- C2: Verallgemeinerter Halleffekt.-C3: Verallgemeinerter geometrischer Magnetowiderstandseffekt.- D. Kennwerte (Merkmale) von Sensoren.- Literatur.

Nach den Lehrbüchern "Werkstoffe", "Halbleiter" und "Sensoren" liegt jetzt der er ste herausgegebene Band innerhalb der Buchreihe "Werkstoffe und Bauelemente der Elektrotechnik" vor. Auf dem wichtigen und zukunftsträchtigen Gebiet der Elektro keramik beschreiben bekannte Forscher, Entwickler und Fertigungsspezialisten ihr Spezialgebiet. Bereits aus dem Inhaltsverzeichnis ist die enorme Bandbreite für den Einsatz von Keramiken in der Elektrotechnik und Elektronik erkennbar: Die Anwendungen rei chen weit über die bekannte Isolatorfunktion hinaus bis hin zu Leitern und Supralei tern. Zunehmende Bedeutung bekommen Bauelemente - wie nichtlineare Widerstän de und Sensoren -, deren Eigenschaften sich nur mit Hilfe spezieller Keramiken rea lisieren lassen. Auch bei neueren Magnetwerkstoffen mit großer Anwendungsbreite bringen Keramiken Vorteile - sowohl in den Eigenschaften als auch in der Ferti gungstechnik. Wie in allen Büchern dieser Reihe werden die neuen technischen Entwicklungen praxisnah und umfassend, aber dennoch leicht verständlich dargestellt. Auf diese Weise sollen auch den Fachleuten in der Praxis wichtige Informationen zugänglich gemacht werden. Der inzwischen beachtlichen Leserschar der ersten drei Lehrbücher dieser Reihe wird die Möglichkeit geboten, ihre Kenntnisse auf einem Spezialgebiet zu vertiefen. Im Band "Keramik" wird die bewährte Zusammenarbeit mit dem Teubner-Verlag fortgesetzt, die jetzt schon zu einer Vielzahl auch drucktechnisch hervorragend ge lungener Bücher geführt hat. Hier ist die erfahrene Handschrift von G. Krümmel, Art Type Kommunikation, unverkennbar. Für das große Interesse und die Vielzahl anre gender Gespräche sei auch Herrn Dr. J. Schlembach vom Verlag B. G. Teubner wie der einmal herzlichst gedankt. Inhaltsverzeichnis Einführung.- I. Mikrostruktur keramischer Werkstoffe.- 1 Einleitung.- 2 Moderne Methoden der Strukturuntersuchung.- 3 Phasengleichgewichte.- 4 Gefügeausbildung.- 5 Korngrenzen.- 6 Gefüge und mechanische Eigenschaften.- Literatur.- II. Herstellverfahren der Keramik.- 1 Einleitung.- 2 Rohstoffe.- 3 Masseaufbereitung.- 4 Formgebung.- 5 Sintern.- 6 Fertigbearbeiten.- 7 Fügen.- Literatur.- III. Lineare und nicht-lineare Widerstände.- 1 Einleitung.- 2 Elektronische Leitung in Keramiken.- 3 Lineare Dickschichtwiderstände.- 4 NTC-Widerstände.- 5 Varistoren.- 6 PTC Widerstände.- Literatur.- IV. Keramische Gassensoren.- 1 Einleitung.- 2 Festelektrolyt-Sensoren.- 3 Halbleiter-(Taguchi)-Sensoren.- 4 Resistive Sensoren.- 5 PTC-Mikrokalorimeter.- 6 Schlußbemerkung.- Literatur.- V. Supraleitende Keramiken.- 1 Grundlagen der Supraleitung.- 2 Strukturen.- 3 Herstellung und Eigenschaften.- 4 Anwendungen.- Literatur.- VI. Thermodynamik supraleitender Keramiken.- 1 Einleitung.- 2 Das System Y-Ba-Cu-O.- 3 Das System Bi-Sr-Ca-Cu-O.- Literatur.- VII. Dielektrische Keramiken.- 1 Einleitung.- 2 Polarisationsprozesse.- 3 Leitungsmechanismen und spannungsinduzierte Ausfallprozesse.- 4 Herstellungstechnologien.- 5 Isolatoren und Substrate.- 6 Kondensatoren.- 7 Mikrowellen-Bauelemente.- Literatur.- VIII. Piezoelektrische Keramiken.- 1 Grundlagen.- 2 Piezoelektrische Parameter.- 3 Piezoelektrische Werkstoffe.- 4 Piezoelektrische Applikationen.- Literatur.- IX. Pyroelektrische Keramiken.- 1 Einleitung.- 2 Thermodynamik der Pyroelektrika.- 3 Dynamisches Verhalten der Pyroelektrika.- 4 Pyroelektrische Detektoren.- 5 Pyroelektrische Materialklassen.- 6 Zusammenfassung.- Literatur.- X. Elektrooptische Keramik.- 1 Einleitung.- 2 Materialien.- 3 Pulverpräparation.- 4 Probenherstellung.- 5Eigenschaften.- 6 Anwendungen.- 7. Zusammenfassung.- Literatur.- XI. Hartmagnetische Keramiken.- 1 Einführung.- 2 Magnetische Grundlagen.- 3 Hexagonale Ferrite.- 4 Herstellung von Ferriten.- 5 Magnetische Eigenschaften von Hartferriten.- 6 Anwendung von Hartferriten.- 7 Vergleich der Eigenschaften verschiedener Dauermagnetwerkstoffe.- Literatur.- XII. Weichmagnetische Keramiken.- 1 Einführung.- 2 Ferrite Struktur und wesentliche Eigenschaften.- 3 Chemische Zusammensetzung und die Eigenschaften von Weichferriten.- 4 Ferrit-Technologie und -Produkte.- 5 Anwendung von weichmagnetischen Ferriten.- 6 Gegenwärtige Entwicklungen auf dem Gebiet der Ferrite.- Literatur.- Stichwortverzeichnis.