Halbleiter-Elektronik
2 primary works
Book 10
Obwohl optoelektronische Effekte in der Physik und den Ingenieurwis- senschaften schon lange eine wichtige Rolle spielen, ist die Halbleiter- optoelektronik noch ein relativ neues Gebiet, das erst in den letzten 10 Jahren einen groBen Aufschwung genommen hat. Inzwischen haben jedoch die optoelektronischen Halbleiterbauelemente nicht nur einen festen Platz im Lieferprogramm nahezu aller Halbleiterbauelemente-Her- steller gefunden, vielmehr ist die wirtschaftliche Wachstumsrate dieser Bauelemente zur Zeit die hochste unter allen Einzelhalbleitern und wird nur von der der integrierten Schaltungen iibertroffen. Bei den optoelektronischen Effekten in Halbleitern unterscheidet man im wesentlichen zwischen der Erzeugung elektromagnetischer Strahlung unter dem EinfluB eines elektrischen Feldes und den elektrischen Wir- kungen von elektromagnetischer Strahlung in Halbleiterbauelementen. Dementsprechend wurde der sich mit der Halbleiteroptoelektronik befas- sende Teil dieser Buchreihe auf zwei Bande verteilt. Der vorliegende erste Band befaBt sich ausschlieBlich mit Halbleiterlichtquellen, den Lumineszenz- und Laserdioden, die gegeniiber den Gliihlampen ahn- che Vorziige aufweisen wie die Transistoren gegeniiber den Vakuum- rohren. Sie sind extrem zuverlassig und von den Betriebsdaten her kom- patibel mit Halbleiterschaltkreisen, so daB sie mit diesen in der Opto- elektronik bevorzugt fUr zwei Aufgaben eingesetzt werden: a) Als Indikatorlampchen und Displays, wo sie an der Schnittstelle Mensch-Maschine durch Anzeigen von Betriebszustanden oder durch Visualisierung von Daten die notige Verbindung herstellen. b) Als modulierbare Lichtsender, vor aHem in Infrarotlichtbereich. Hier werden Regel- und Steuersignale oder andere Informationen dem emit- tierten Lichtstrahl aufgepragt und dann entweder direkt oder iiber ei- nen Lichtwellenleiter dem Empfanger zugefiihrt. Dort wird das ur- spriingliche elektrische Signal wieder hergestellt.
Book 11
Nachdem sich der Band -Optoelektronik I" mit der Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung durch Strominjektion in speziel- len Halbleiterbauelementen befaBt hat, beschaftigen sich die beiden Folgebande "Optoelektronik II und III" umgekehrt mit de Umwandlung elektromagnetischer Strahlung bzw. energetischer Teilchen in elektrische Energie mit Halbleiterbauelementen. Die allgemein als Strahlungsempfanger bzw. -detektoren bezeich neten Bauelemente finden hauptsachlich Anwendung - beim Nachweis bzw. bei der Messung von elektromagnetischer Strahlung oder von Teilchen. Bei diesen Anwendungen wird ein moglichst hohes Signal-Gerausch-Verhaltnis angestrebt, d. h. die Em findlichkeit dieser Bauelemente muB groB sein und der Beitrag der detektorspezifischen Rauschmechanismen muB minimiert werden; - bei der Umwandlung von elektromagnetischer Strahlung in elektrische Energie in Photoelementen und Solarzellen, wo- bei Solarzellen vornehmlich wirtschaftlichkeitsaspekte be- rucksichtigt werden mussen. Dieses setzt eine Billigtechno- logie bei moglichst hohem Zellenwirkungsgrad voraus, wobei letztlich die Gesamtkosten des Systems die entscheidende Rolle spielen; bei der Umwandlungeines sichtbaren oder IR-Bildes in elek- trische Signale mittels ein- oder zweidimensionaler Anord- nungen. Bei dies en Anwendungen spielt die Integrationsfa- higkeit des verwendeten Halbleitermaterials eine groBe Rolle Die als Strahlungsempfanger bzw. -detektoren in Frage kommen- den Halbleiterbauelemente sind Photodioden, Avalanchephotodi- oden, Phototransistoren, Photoleiter, Halbleiterbildsensoren, Solarzellen, Halbleiterphotokathoden und die sog. Halbleiter- 5 strahlungsdetektoren zum Nachweis hochenergetischer elektro- magnetischer und korpuskularer Strahlung.