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1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand.

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Präsentation zum Thema: "1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand."—  Präsentation transkript:

1 1Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3 Mikrozustand

2 2Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Maxwell-Boltzmann E0 E1 E2 E3

3 3Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Bose-Einstein Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3

4 4Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Bose-Einstein E0 E1 E2 E3

5 5Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Fermi-Dirac Anzahl der Teilchen Statistik E0 E1 E2 E3

6 6Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Fermi-Dirac E0 E1 E2 E3 E0 E1

7 7Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Statistische Physik - Makrozustand EPotentialenergie Makrogröße - T

8 8Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Statistische Physik EPotentialenergie T1T2 Mittlere Energie

9 9Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Statistische Physik EPotentialenergie T1T2 Mittlere Energie

10 10Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Statistische Physik EPotentialenergie T1

11 11Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Statistische Physik EPotentialenergie Statistik mit vielen Realisierungsmöglichkeiten (Mikrozuständen) T1 Anzahl der Teilchen Statistik mit wenigen…

12 12Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Statistische Physik EPotentialenergie Temperatur Boltzmannsche Konstante Konstante Bei Zimmertemperatur Aufgabe 1, E, N Wahrscheinlichste Statistik

13 13Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Statistische Physik EPotentialenergie T1T2T1T2TM Wärmetransfer

14 14Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Klassisch – Maxwell-Boltzmann EPotentialenergie KM

15 15Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Quantenmechanisch – Bose-Einstein und Fermi-Dirac EPotentialenergie FD BA Ef, T Besetzungswahrscheinlichkeit

16 16Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Fermi-Energie EPotentialenergie FD Ef2, T Ef1, T Besetzungswahrscheinlichkeit

17 17Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Diffusion Teilchentransfer Ef1Ef2EfM

18 18Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Halbleiter Ef2, T E Elektron in Bewegung Bandlücke

19 19Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Teilchendichte p = Na n = ?n = ni p = ni

20 20Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Teilchendichte p = Na p = ? n = Nd n = ?

21 21Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ströme p = Na n = Nd

22 22Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ströme n = Nd

23 23Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Ströme n = Nd

24 24Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs MOS Kondensator V

25 25Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs MOS Kondensator V

26 26Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs MOS Kondensator V

27 27Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs MOS Kondensator V

28 28Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs MOS Kondensator V

29 29Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs MOS Kondensator V

30 30Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs MOS Kondensator V

31 31Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs MOS Kondensator V

32 32Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs DEPFET V

33 33Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang Leitungsband Valenzband ElektronenLöcher Valenzelektronen + Donator-Ione Valenzelektronen + Anzeptor-Ione N SiliziumP Silizium

34 34Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang - Verarmungszone Leitungsband Valenzband

35 35Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang - Verarmungszone Leitungsband Valenzband

36 36Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang - Verarmungszone Leitungsband Valenzband

37 37Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang - Verarmungszone Leitungsband Valenzband

38 38Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang - Kontaktpotential Leitungsband Valenzband

39 39Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang - Gleichgewicht Leitungsband Valenzband Drift Generation Diffusion

40 40Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung Leitungsband Valenzband

41 41Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung Leitungsband Valenzband

42 42Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung Leitungsband Valenzband

43 43Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung Leitungsband Valenzband Diffusion Rekombination

44 44Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung Leitungsband Valenzband Diffusion Rekombination n=?

45 45Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang – Polung in Durchlassrichtung Leitungsband Valenzband Diffusion Rekombination

46 46Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang Leitungsband Valenzband Drift Generation Diffusion

47 47Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang – Polung in Sperrrichtung Leitungsband Valenzband

48 48Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang – Polung in Sperrrichtung Leitungsband Valenzband

49 49Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang – Polung in Sperrrichtung Leitungsband Valenzband

50 50Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs PN Übergang – Polung in Sperrrichtung Leitungsband Valenzband Drift Generation n=?

51 51Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs MOS Transistor NN pn verarmt Leitungsband Valenzband Löcher Elektronen Gate SourceDrain

52 52Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs MOS Transistor – Gate Spannung pn Leitungsband Valenzband Elektronen NN NN - q q

53 53Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs MOS Transistor pn Leitungsband Valenzband Elektronen NN NN - q q

54 54Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs MOS Transistor - Inversion pn Leitungsband Valenzband Elektronen NN NN - q 0 q0q0 0 ψ0 ~ 0.85 V n ψ ψ0ψ0

55 55Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs MOS Transistor pn Leitungsband Valenzband Elektronen NN NN - q 0 q0q0 0 ψ0 ~ 0.85 V n ψ ψ0ψ0

56 56Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Gate Spannung - Kanal NN NN ψ0ψ0 VG=VT+ΔV - Δq - q 0 q0+Δqq0+Δq VG=VT+ΔV pn Leitungsband Valenzband Elektronen

57 57Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Gate Spannung - Kanalladung NN NN ψ0ψ0 VG=VT+ΔV - Δq - q 0 q0+Δqq0+Δq VG=VT+ΔV pn Leitungsband Valenzband Q ( q/cm 2 ) Ladung pro Fläche Oxydkapazität pro Fläche

58 58Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Gate Spannung – Drain/Source Bias NN NN Ψ 0 +V Q ( q/cm 2 ) Ladung pro Fläche Oxydkapazität pro Fläche - Δq - q 0 q0+Δqq0+Δq Vs VG=VT+ΔV Vs pn Leitungsband Valenzband

59 59Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Gate Spannung – Drain/Source Bias NN NN Ψ 0 +V Q ( q/cm 2 ) Ladung pro Fläche Oxydkapazität pro Fläche 0 - q 0 q 0 +0 ΔVΔVΔVΔV VG=VT+ΔV ΔVΔV VT pn Leitungsband Valenzband

60 60Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Drain Spannung - Strom NN NN VG Vds

61 61Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Drain Spannung - Strom NN NN VG Vds Querschnitt Ladungsdichte Mobilität E-Feld Breite/Lange des Gates

62 62Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Drain Spannung - Strom NN NN VG Vds

63 63Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Drain Spannung - Strom NN N N VG Vds eV ds Vds I

64 64Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Drain Spannung - Stromsättigung NN N N VG Vds eV DB VdsVdssat=Vgs-VT Ilim Isat I VT Pinch off

65 65Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Drain Spannung - Stromsättigung NN N N VG Vds I

66 66Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Drain Spannung - Stromsättigung NN N N VG Vds I

67 67Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Drain Spannung - Stromsättigung NN N N VG Vds I

68 68Ausgewählte Themen des analogen Schaltungsentwurfs Stromsättigung NN N N VG Vds I


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