Grundlagen der Elektronik - Stefan Goßner

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Résumé :
Das vorliegende Buch behandelt vorzugsweise Themen der Halbleiter-Elektronik auf der Basis von kristallinen Halbleitern. Die Kenntnis anderer elektronischer Bauelemente, wie z.B. Widerst?nde, Kondensatoren, Induktivit?ten, und ihrer Funktionsweise wird vorausgesetzt. Die Abschnitte Halbleiterphysik, pn-?bergang und Metall-Halbleiter-?berg?nge bilden den Einstieg in das Thema. Mit einfachen modellhaften Vorstellungen wird versucht, die physikalischen Grundlagen und Vorg?nge in Halbleiterbauelementen zu erl?utern. Dies erscheint notwendig, da das Verst?ndnis zahlreicher Eigenschaften von Halbleiterbauelementen nur auf der Basis eines ausreichenden Wissens ?ber die physikalischen Zusammenh?nge m?glich ist (z.B. Temperaturabh?ngigkeit, dynamische Eigenschaften, Kennlinienverl?ufe, sich gegenseitig ausschlie?ende Eigenschaften). Schwerpunkt des Buches ist anwendungsbezogenes Wissen ?ber die Funktionsweise von Dioden, Transistoren und Operationsverst?rkern, von optoelektronischen Bauelementen, IGBT, Thyristoren, Triacs, von Halbleiterbauelementen ohne pn-?bergang etc.. F?r alle diese Bauelemente wird der Einsatz in ausgew?hlten elektronischen Schaltungen vorgestellt und analysiert, z.B. Netzgleichrichter, Schaltnetzteile, Stabilisierungsschaltungen, Wechselspannungsverst?rker, Oszillatoren, digitale Grundschaltungen, zahlreiche Operationsverst?rker-Anwendungen. Entwurf und Analyse elektronischer Schaltungen erfolgen heute grunds?tzlich unter Einsatz rechnergest?tzter Hilfsmittel, z.B. mit Netzwerkanalyseprogrammen wie PSpice. Nur wenn der Ingenieur grunds?tzlich in der Lage ist, eine Schaltung auch ohne Rechnerunterst?tzung zu entwerfen, zu verstehen und zu analysieren, wird er die rechnergest?tzten Werkzeuge effektiv n?tzen k?nnen. Aus diesem Grunde wird in diesem Buch dem mit traditionellen Mitteln durchgef?hrten Entwurf, der Dimensionierung sowie der rechnerischen und grafischen Analyse elektroni?scher Grundschaltungen gro?es Gewicht beigemessen. Der besondere Ansatz des Autors besteht darin, dass die aus den Grundlagen der Elektro?technik bekannten rechnerischen und grafischen Methoden der Schaltungsanalyse an ein?fachen Grundschaltungen ge?bt werden, so dass die entsprechenden Fertigkeiten anschlie?end bei komplexeren Schaltungen zur Verf?gung stehen. Dar?ber hinaus wird an Beispielen gezeigt, wie komplizierte schaltungstechnische und funktionelle Zusammenh?nge durch sinnvolle Vereinfachungen aufgel?st werden k?nnen. Diesem Konzept folgend werden nicht nur Gleichungen angegeben, mit denen die wesentlichen Eigenschaften der vorgestellten Schaltungen bestimmt werden k?nnen. Vielmehr wird jeweils die Herleitung dieser Gleichungen aufgezeigt. Auf diese Weise soll der Leser in die Lage versetzt werden, in ?hnlichen F?llen selbst?ndig die entsprechenden Berechnungen vornehmen zu k?nnen. Neben den heute ?blichen Halbleiterbauelementen auf der Basis von z.B. Silizium oder Gallium-Arsenid werden in der vorliegenden 11. Auflage auch Wide-Bandgap-Halbleiter wie Silizium-Karbid und Gallium-Nitrid beschrieben, die wegen ihrer verschwindenden Minorit?tstr?gerdichte, wegen ihrer h?heren Durchbruchspannungen und wegen ihrer h?heren Leistungsbelastbarkeit beginnen, insbesondere z.B. die Leistungselektronik zu revolutionieren....

Sommaire:
Das vorliegende Buch behandelt vorzugsweise Themen der Halbleiter-Elektronik auf der Basis von kristallinen Halbleitern. Die Kenntnis anderer elektronischer Bauelemente, wie z.B. Widerst?nde, Kondensatoren, Induktivit?ten, und ihrer Funktionsweise wird vorausgesetzt. Die Abschnitte Halbleiterphysik, pn-?bergang und Metall-Halbleiter-?berg?nge bilden den Einstieg in das Thema. Mit einfachen modellhaften Vorstellungen wird versucht, die physikalischen Grundlagen und Vorg?nge in Halbleiterbauelementen zu erl?utern. Dies erscheint notwendig, da das Verst?ndnis zahlreicher Eigenschaften von Halbleiterbauelementen nur auf der Basis eines ausreichenden Wissens ?ber die physikalischen Zusammenh?nge m?glich ist (z.B. Temperaturabh?ngigkeit, dynamische Eigenschaften, Kennlinienverl?ufe, sich gegenseitig ausschlie?ende Eigenschaften). Schwerpunkt des Buches ist anwendungsbezogenes Wissen ?ber die Funktionsweise von Dioden, Transistoren und Operationsverst?rkern, von optoelektronischen Bauelementen, IGBT, Thyristoren, Triacs, von Halbleiterbauelementen ohne pn-?bergang etc.. F?r alle diese Bauelemente wird der Einsatz in ausgew?hlten elektronischen Schaltungen vorgestellt und analysiert, z.B. Netzgleichrichter, Schaltnetzteile, Stabilisierungsschaltungen, Wechselspannungsverst?rker, Oszillatoren, digitale Grundschaltungen, zahlreiche Operationsverst?rker-Anwendungen. Entwurf und Analyse elektronischer Schaltungen erfolgen heute grunds?tzlich unter Einsatz rechnergest?tzter Hilfsmittel, z.B. mit Netzwerkanalyseprogrammen wie PSpice. Nur wenn der Ingenieur grunds?tzlich in der Lage ist, eine Schaltung auch ohne Rechnerunterst?tzung zu entwerfen, zu verstehen und zu analysieren, wird er die rechnergest?tzten Werkzeuge effektiv n?tzen k?nnen. Aus diesem Grunde wird in diesem Buch dem mit traditionellen Mitteln durchgef?hrten Entwurf, der Dimensionierung sowie der rechnerischen und grafischen Analyse elektroni?scher Grundschaltungen gro?es Gewicht beigemessen. Der besondere Ansatz des Autors besteht darin, dass die aus den Grundlagen der Elektro?technik bekannten rechnerischen und grafischen Methoden der Schaltungsanalyse an ein?fachen Grundschaltungen ge?bt werden, so dass die entsprechenden Fertigkeiten anschlie?end bei komplexeren Schaltungen zur Verf?gung stehen. Dar?ber hinaus wird an Beispielen gezeigt, wie komplizierte schaltungstechnische und funktionelle Zusammenh?nge durch sinnvolle Vereinfachungen aufgel?st werden k?nnen. Diesem Konzept folgend werden nicht nur Gleichungen angegeben, mit denen die wesentlichen Eigenschaften der vorgestellten Schaltungen bestimmt werden k?nnen. Vielmehr wird jeweils die Herleitung dieser Gleichungen aufgezeigt. Auf diese Weise soll der Leser in die Lage versetzt werden, in ?hnlichen F?llen selbst?ndig die entsprechenden Berechnungen vornehmen zu k?nnen. Neben den heute ?blichen Halbleiterbauelementen auf der Basis von z.B. Silizium oder Gallium-Arsenid werden in der vorliegenden 11. Auflage auch Wide-Bandgap-Halbleiter wie Silizium-Karbid und Gallium-Nitrid beschrieben, die wegen ihrer verschwindenden Minorit?tstr?gerdichte, wegen ihrer h?heren Durchbruchspannungen und wegen ihrer h?heren Leistungsbelastbarkeit beginnen, insbesondere z.B. die Leistungselektronik zu revolutionieren....