1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik...
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1 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Maxwell-Boltzmann
Anzahl der Teilchen
Statistik
E0
E1
E2
E3
Mikrozustand
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2 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Maxwell-Boltzmann
E0
E1
E2
E3
N0N
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3 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Bose-Einstein
Anzahl der Teilchen
Statistik
E0
E1
E2
E3
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4 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Bose-Einstein
E0
E1
E2
E3
10 m
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N
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5 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Fermi-Dirac
Anzahl der Teilchen
Statistik
E0
E1
E2
E3
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6 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Fermi-Dirac
E0
E1
E2
E3
E0
E1
12 m
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!2'2 m
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3
iii NN
M
NNN 30 ...
EENEN 3300 ...
0)ln( M
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7 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik - Makrozustand
EPotentialenergie
Makrogröße - T
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8 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik
EPotentialenergie
T1 T2
kTE ~
Mittlere Energie
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9 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik
EPotentialenergie
T1 T2
kTE ~
Mittlere Energie
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10 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik
EPotentialenergie
T1 T1
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11 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik
EPotentialenergie
Statistik mit vielen Realisierungsmöglichkeiten (Mikrozuständen)
T1 T1
Anzahl der Teilchen
Statistik mit wenigen…
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12 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik
EPotentialenergie
kTEi
ienn /0
TemperaturBoltzmannsche Konstante
Konstante
CmVkT 19106.126 Bei Zimmertemperatur
Aufgabe 1, E, N
Wahrscheinlichste Statistik
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13 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Statistische Physik
EPotentialenergie
T1 T2 T1 T2 TM TM
Wärmetransfer
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14 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Klassisch – Maxwell-Boltzmann
EPotentialenergie
KM
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15 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Quantenmechanisch – Bose-Einstein und Fermi-Dirac
EPotentialenergie
FDBA
Ef, T
Besetzungswahrscheinlichkeit
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16 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Fermi-Energie
EPotentialenergie
FDFD
Ef2, T
Ef1, T
Besetzungswahrscheinlichkeit
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17 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Diffusion
TeilchentransferEf1 Ef2 EfM EfM
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18 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Halbleiter
Ef2, T
E
Elektron in Bewegung
Bandlücke
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19 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Teilchendichte
p = Na
n = ? n = ni
p = ni
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20 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Teilchendichte
p = Na
p = ?
n = Nd
n = ?
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21 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Ströme
p = Na
n = Nd
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22 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Ströme
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V
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23 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Ströme
ExneI nndrift )(
T
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T V
xV
V
xV
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)(
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DeI
T
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n = NdndiffI
ndriftI
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24 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
V
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25 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
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26 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
V
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V
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2
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27 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
V
'C
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28 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
V
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29 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
V
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30 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
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31 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Kondensator
V
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32 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
DEPFET
V
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n
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33 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang
Leitungsband
Valenzband
Elektronen Löcher
Valenzelektronen + Donator-IoneValenzelektronen + Anzeptor-Ione
N Silizium P Silizium
![Page 34: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/34.jpg)
34 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang - Verarmungszone
Leitungsband
Valenzband
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35 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang - Verarmungszone
Leitungsband
Valenzband
![Page 36: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/36.jpg)
36 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang - Verarmungszone
Leitungsband
Valenzband
![Page 37: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/37.jpg)
37 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang - Verarmungszone
Leitungsband
Valenzband
![Page 38: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/38.jpg)
38 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang - Kontaktpotential
Leitungsband
Valenzband
![Page 39: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/39.jpg)
39 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang - Gleichgewicht
Leitungsband
Valenzband
Drift
Generation
Diffusion
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40 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung
Leitungsband
Valenzband
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41 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung
Leitungsband
Valenzband
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42 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung
Leitungsband
Valenzband
![Page 43: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/43.jpg)
43 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung
Leitungsband
Valenzband
Diffusion
Rekombination
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44 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung
Leitungsband
Valenzband
Diffusion
Rekombination
n=?
![Page 45: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/45.jpg)
45 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung
Leitungsband
Valenzband
Diffusion
Rekombination
a
i
N
nn
2
TV
V
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nn
2
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V
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46 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang
Leitungsband
Valenzband
Drift
Generation
Diffusion
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47 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Sperrrichtung
Leitungsband
Valenzband
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48 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Sperrrichtung
Leitungsband
Valenzband
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49 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Sperrrichtung
Leitungsband
Valenzband
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50 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
PN Übergang – Polung in Sperrrichtung
Leitungsband
Valenzband
Drift
Generation
n=?
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51 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Transistor
N N
pn
verarmt
Leitungsband
Valenzband
Löcher
Elektronen
Gate
Source Drain
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52 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Transistor – Gate Spannung
pn
Leitungsband
Valenzband
Elektronen
N NN N- q
q
![Page 53: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/53.jpg)
53 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Transistor
pn
Leitungsband
Valenzband
Elektronen
N NN N- q
q
![Page 54: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/54.jpg)
54 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Transistor - Inversion
pn
Leitungsband
Valenzband
Elektronen
N NN N- q0
q0
0 ψ0 ~ 0.85 V
n
ψ
ψ0
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55 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
MOS Transistor
pn
Leitungsband
Valenzband
Elektronen
N NN N- q0
q0
0 ψ0 ~ 0.85 V
n
ψ
ψ0
![Page 56: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/56.jpg)
56 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Gate Spannung - Kanal
N NN Nψ0
VG=VT+ΔV
- Δq
- q0
q0+ΔqVG=VT+ΔV
pn
Leitungsband
Valenzband
Elektronen
![Page 57: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/57.jpg)
57 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Gate Spannung - Kanalladung
N NN Nψ0
VG=VT+ΔV
- Δq
- q0
q0+ΔqVG=VT+ΔV
pn
Leitungsband
Valenzband)('
TGox VVCQ
Q‘ ( q/cm2)
Ladung pro Fläche
Oxydkapazität pro Fläche
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58 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Gate Spannung – Drain/Source Bias
N NN NΨ0+V
)*(' VVVCQ TGox
Q‘ ( q/cm2)
Ladung pro Fläche
Oxydkapazität pro Fläche
- Δq
- q0
q0+ΔqVs Vs
VG=VT+ΔV
VG=VT+ΔV
Vs
pn
Leitungsband
Valenzband
![Page 59: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/59.jpg)
59 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Gate Spannung – Drain/Source Bias
N NN NΨ0+V
)*(0 TGox VVC
Q‘ ( q/cm2)
Ladung pro Fläche
Oxydkapazität pro Fläche
0
- q0
q0+0ΔV ΔV
VG=VT+ΔV
VG=VT+ΔV
ΔV
VT
pn
Leitungsband
Valenzband
![Page 60: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/60.jpg)
60 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Strom
N NN N
VG Vds
![Page 61: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/61.jpg)
61 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Strom
N NN N
VG Vds
dsTGoxnds
nn VVVCL
W
L
VWQESqI )('
Querschnitt
LadungsdichteMobilität
E-Feld
Breite/Lange des Gates
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62 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Strom
N NN N
VG Vds
![Page 63: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/63.jpg)
63 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Strom
N NN N
VG Vds
eVds
Vds
I
dsTGoxn VVVCL
WI )(
![Page 64: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/64.jpg)
64 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Stromsättigung
N NN N
VG Vds
eVDB
VdsVdssat=Vgs-VT
Ilim
IsatI
2lim )( TGoxn VVC
L
WI
2)(2
1TGoxnsat VVC
L
WI
VT
Pinch off
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65 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Stromsättigung
N NN N
VG Vds
I
Vds
![Page 66: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/66.jpg)
66 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Stromsättigung
N NN N
VG Vds
I
Vds
![Page 67: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/67.jpg)
67 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Drain Spannung - Stromsättigung
N NN N
VG Vds
I
Vds
![Page 68: 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.](https://reader035.fdokument.com/reader035/viewer/2022062404/55204d6749795902118bc5a6/html5/thumbnails/68.jpg)
68 Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs
Stromsättigung
N NN N
VG Vds
I
Vds