Bipolarbauelemente (Wintersemester 2024/2025)

Diese zweistündige Vorlesung wird im Wintersemester gelesen und durch eine einstündige Übung begleitet. Sie ergänzt die Vorlesung MOS-Transistoren und Speicher, die im Sommersemester gelesen wird. Die Vorlesung baut auf den Vorlesungen Grundlagen der Halbleiterbauelemente und Grundlagen der Materialwissenschaften auf und konzentriert sich im Wesentlichen auf die Diskussion Silizium-basierter Halbleiterbauelemente. Zu Beginn werden die Grundlagen der Halbleiterphysik, speziell hinsichtlich Bandstruktur, Ladungsträgerkonzentration im intrinsischen und dotierten Halbleiter, Ladungstransport sowie Generation und Rekombination von Ladungsträgern aufgefrischt und vertieft. Danach folgt die Behandlung des statischen und dynamischen Verhaltens der pn-Diode, ehe die Eigenschaften von Metall-Halbleiter-Übergängen diskutiert werden. Die anschließende Betrachtung der Halbleiterheteroübergänge bezieht auch die optoelektronischen Anwendungen, wie LED und Laser, mit ein. Als weiterer Schwerpunkt werden Bipolartransistoren behandelt, wobei neben dem grundlegenden Funktionsprinzip, das sich aus der pn-Diode ableitet, das statische und dynamische Verhalten anhand von einfachen Modellen vorgestellt werden. Den Abschluss bildet die Vorstellung von Heterobipolartransistoren.

Als Studienleistung erarbeiten die Studierenden Posterpräsentationen zu verschiedenen anwendungsspezifischen Diodentypen, die sie in einem Posterworkshop vorstellen.