imported>Wdwd: Siehe-Auch Linkliste entf. da Bezug nicht dargestellt. Bitte WP:ASV beachten.

2026-03-22T17:47:47Z

Siehe-Auch Linkliste entf. da Bezug nicht dargestellt. Bitte WP:ASV beachten.

Neue Seite

Die '''Halbleiterelektronik''' ist der Teil der [[Elektronik]], der sich allgemein mit Entwicklung, Herstellung und Anwendung von [[Elektrisches Bauelement|elektronischen Bauelementen]] auf Basis von [[Halbleiter]]n beschäftigt. Sie ist Nachfolger der [[Elektronenröhre|Röhrenelektronik]]. Die [[Physik]] der Bauelemente ist Teil der Halbleiterphysik oder [[Festkörperphysik]] und verwandten Fachgebieten wie der [[Nanoelektronik]].

Die Halbleiterelektronik ermöglicht seit den [[1950er]] Jahren [[Rechnerarchitektur|Rechner]] bzw. moderne [[Computer]]. Der Grad der [[Integrationsgrad|Integration]] von Halbleiterelektronik beschreibt die Mikrostrukturierung der Bauelemente. Den Trend dieser Technologie beschreibt man mittels der [[Technologieknoten]], wobei man seit den [[2010er]] Jahren im Sub-Nanometerbereich (< 10 nm) angekommen ist.

== Grundprinzip ==
Bei auf Halbleitermaterialien basierten Bauelementen wird unter anderem und im trivialsten Fall ausgenutzt, dass sich die Ladungsträgerverteilung von [[Elektron]]en und [[Defektelektron]]en (Löchern) in Abhängigkeit von elektrischen Strömen und Spannungen beeinflussen lässt. Durch Kombination von unterschiedlich und unterschiedlich stark [[Dotierung|dotierten]] Bereichen in einem [[Halbleiter]] und einer entsprechenden Ansteuerung können so beispielsweise gezielt elektrische Ströme ohne Bewegung von mechanischen Teilen (vgl. [[Relais]]) geschaltet werden. Die Halbleiterelektronik ergänzt sich mit der [[Akustoelektronik]], der [[Magnetoelektronik]] und vor allem der [[Optoelektronik]]. Die [[Photovoltaik]] ist ein weiterer Anwendungsbereich von Halbleiterbauelementen.

== Bauelemente ==
Zu den Bausteinen der Halbleiterelektronik und speziell der [[Rechnerarchitektur|Digitallogik]] zählen (seit [[1960er]] Jahren) [[Complementary metal-oxide-semiconductor|CMOS]], [[Feldeffekttransistor|FET]], (seit [[2010er]] Jahren) [[Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor#FinFET|FinFET]] und die modernen (seit [[2020er]] Jahren) [[Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor#Substratvorspannung, Back-Gate-Steuerung, Body-Effekt|Gate-All-Around FET]] (GAAFET)-Transistoren, welche zu komplexen [[Prozessor]]en oder anderen ICs (Analog/Digital) zusammengeschaltet werden. Auch die Speichertechnologie hat sich durch integrierte Bauelemente weiterentwickelt. Ein Meilenstein dabei waren [[Flash-Speicher|FLASH-Speicher]]. Ebenfalls sind eine Vielzahl von [[Hochfrequenztechnik|Hochfrequenz]]<nowiki/>bauteilen erfunden worden, wie z. B. die [[Gunndiode|Gunn-]] oder [[IMPATT-Diode|IMPATT]]-Dioden, welche innerhalb eines [[Monolithic Microwave Integrated Circuit]] (MMIC) integriert werden können.<ref>{{Literatur |Autor=Behzad Razavi |Titel=75 Years of RF Design: Highlights and Paradigm Shifts |Sammelwerk=IEEE Solid-State Circuits Magazine |Band=15 |Nummer=3 |Datum=2023 |Sprache=en |ISSN=1943-0590 |DOI=10.1109/MSSC.2023.3280435 |Seiten=62–79 |Online=https://ieeexplore.ieee.org/document/10224594/ |Abruf=2026-02-16}}</ref> Des Weiteren wurden die halbleiterbasierten [[Laser]] erfunden, vgl. auch [[Heteroübergang]]. Viele weitere optisch-elektrische Bauelemente existieren, darunter auch [[CCD-Sensor]]en u. a., welche teilweise eigenständige [[System-on-a-Chip|Systeme auf einem Chip]] (SoC) darstellen. Zudem spielen [[Leistungselektronik#Bauelemente|Leistungsbauteile]] wie [[Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode|IGBTs]] eine zunehmend wichtigere Rolle.

Weitere Bauelemente existieren in oder aus den Teilgebieten:

* [[III-V-Verbindungshalbleiter]]
* [[II-VI-Verbindungshalbleiter]]
* [[Halbleiter mit breitem Bandabstand]]
* [[Nanotechnologie]]
* [[Quantenpunkt]]
* [[Quantenoptik|Quantenelektronik]] (heute die Quantenoptik)
* [[Tunneleffekt|Quantentunneleffekt]]

Elektronische Bauteile werden in Modelle bzw. [[Ersatzschaltbild]]er überführt und anschließend zu Simulationszwecken eingesetzt, beispielsweise mit [[SPICE (Software)|SPICE]].

== Geschichte ==
{{Siehe auch|Rechnerarchitektur#Geschichte|Digitaltechnik#Geschichte|Prozessorarchitektur#Geschichte}}
Die wesentliche Aufgabe der Halbleiterelektronik war daher seit ihren Anfängen Mitte des [[20. Jahrhundert]]s die Entwicklung und Anwendung von Halbleiterbauelementen, wie der [[Diode|Halbleiterdiode]], dem [[Transistor]] oder dem [[Thyristor]]. Diese erfolgte zunächst in Form von einzelnen (diskreten) Bauelementen die anschließend mithilfe von [[Leiterplatte]]n zu [[Elektronische Schaltung|elektronischen Schaltungen]] zusammengefügt wurden. Ab Anfang der [[1970er]] Jahre, wurden dann viele dieser einzelnen Bauelemente gleichzeitig auf einem Halbleiter[[einkristall]] gefertigt. Diese ersten [[Integrierter Schaltkreis|integrierten Schaltkreise]] (ICs) waren der Beginn der [[Mikroelektronik]], welche mittels den [[Rechnergestützte Entwicklung|rechnerbasierten Methoden und Verfahren]] der [[Electronic Design Automation]] (EDA) entwickelt wird. Mittels EDA-Werkzeugen werden [[Mikroprozessor|Mikroprozessen]] und andere IC-Bausteine oder Geräte oder Systeme entwickelt und in einer [[Halbleiterwerk|Halbleiterfabrik]] hergestellt.

== Literatur ==
{{Siehe auch|Digitaltechnik|Halbleitertechnik|Mikroelektronik}}
* {{Literatur |Titel=The VLSI Handbook |Hrsg=Wai-Kai Chen |Auflage=2nd |Verlag=CRC/Taylor & Francis |Ort=Boca Raton, FL |Datum=2007 |Sprache=en |Reihe=The Electrical Engineering Handbook Series |ISBN=978-0-8493-4199-1}}
* {{Literatur |Autor=[[Simon Sze|S. M. Sze]], M. K. Lee |Titel=Semiconductor Devices, Physics and Technology |Auflage=3. |Verlag=Wiley |Ort=Hoboken, NJ |Datum=2012 |Sprache=en |ISBN=978-0-470-53794-7}}
* {{Literatur |Autor=Harry J.M. Veendrick |Titel=Nanometer CMOS ICs: From Basics to ASICs |Verlag=Springer International Publishing |Ort=Cham |Datum=2017 |Sprache=en |ISBN=978-3-319-47595-0 |DOI=10.1007/978-3-319-47597-4}}
* {{Literatur |Autor=[[Richard C. Dorf]] |Titel=Electronics, Power Electronics, Optoelectronics, Microwaves, Electromagnetics, and Radar |Auflage=1. |Verlag=CRC Press |Ort=Boca Raton |Datum=2018 |Sprache=en |Reihe=The Electrical Engineering Handbook Series |ISBN=978-1-351-83804-7}}
* {{Literatur |Autor=Joachim Knoch |Titel=Nanoelectronics. Device Physics, Fabrication, Simulation |Verlag=De Gruyter |Ort=Berlin |Datum=2021 |Sprache=en |Reihe=De Gruyter graduate |ISBN=978-3-11-057421-0 |Online=https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.1515/9783110575507/html}}
* {{Literatur |Autor=Klaus Beuth, Olaf Beuth |Titel=Bauelemente |Auflage=21., überarbeitete und erweiterte Auflage |Verlag=Vogel Communications Group |Ort=Würzburg |Datum=2022 |Reihe=Elektronik |BandReihe=2 |ISBN=978-3-8343-3499-2}}

== Einzelnachweise ==
<references />
[[Kategorie:Halbleiterelektronik| ]]
[[Kategorie:Technisches Fachgebiet]]
[[Kategorie:Ingenieurwissenschaftliches Fachgebiet]]

Halbleiterelektronik - Versionsgeschichte

imported>Wdwd: Siehe-Auch Linkliste entf. da Bezug nicht dargestellt. Bitte WP:ASV beachten.