Inhalt

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   Inhaltsverzeichnis
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   Kurzfassung
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   Abstract
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   1. Einleitung
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   1.1 Aufbau der Arbeit
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  2. Amorphes Silizium
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   2.1 Herstellung
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   2.2 Strukturelle und kompositionelle Unordnung
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   2.3 Dangling-Bonds
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   2.4 Bandausläufer
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   2.5 Bandabstand
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   2.6 Defektpoolmodell
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   2.7 Staebler-Wronski-Effekt
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   2.8 Hopping
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   2.9 Strompfade
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  3. Herstellung und Charakterisierung der pin-Diode
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   3.1 Herstellung
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   3.2 Defektdichte
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   3.3 Fotostrom
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   3.4 Dunkelstrom
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   3.4.1 Generationsstrom
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   3.4.2 Kontaktinjektionsstrom
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   3.4.3 Alterung
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   3.5 Transienter Detektorstrom
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   3.5.1 Spannungsschalten
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   3.5.2 Lichtschalten
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  3.6 Ersatzschaltbild
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   3.6.1 Differentieller Widerstand
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   3.6.2 Parallelwiderstand
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  3.6.3 Serienwiderstand
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   3.6.3.1 Externer Serienwiderstand
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   3.6.3.2 Interner Serienwiderstand
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   3.6.3.3 Messverfahren
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   3.6.4 Kapazität
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   3.6.5 Dielektrischer Verlustfaktor
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  4. Rauschen
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   4.1 Statistische Beschreibung
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   4.2 Ramos Gesetz
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   4.3 Thermisches Rauschen
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   4.4 Schrotrauschen
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   4.5 Reduziertes Schrotrauschen
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   4.6 Generationsrekombinationsrauschen
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   4.7 1/f-Rauschen
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   4.7.1 Hooges Gesetz
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   4.7.2 1/f-Rauschen durch Wechselwirkung mit Phononen
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   4.7.3 1/f-Rauschen durch Tunneln
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   4.7.4 Quanten-1/f-Rauschen
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   4.7.5 1/f-Rauschen einer kohärenten Welle
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   4.8 Diffusionsrauschen
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   4.9 Koppelrauschen
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   4.10 Rauschmodell des MOSFETs
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   4.10.1 Thermisches Kanalrauschen
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  5. Rauschen der pin-Diode
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   5.1 Messaufbau
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   5.2 Ersatzschaltbild von pin-Diode und Verstärker
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   5.3 Systematische Messfehler
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   5.4 Eigenrauschen
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   5.5 Systemrauschen und Messprinzip
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   5.6 Berechnung des Systemrauschens
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   5.7 Messergebnisse
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   5.7.1 Überschussrauschen des Dunkelstromes bei Durchlassspannung
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   5.7.2 Überschussrauschen des Dunkelstromes bei Sperrspannung
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   5.7.3 Überschussrauschen des Fotostromes
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   5.7.4 Überschussrauschen
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   5.7.5 Einfluss der Alterung
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   5.7.5.1 Schrotrauschen und vermindertes Schrotrauschen
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   5.7.5.2 1/f-Rauschen
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   5.7.6 Superposition des Rauschens von Dunkelstrom und Fotostrom
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   5.8 Skalierung des Überschussrauschens
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  6. Rauschen von pin-Diode und Pixeleingangsstufe
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  6.1 Integration des Stromrauschens
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   6.1.1 Spektrale Leistungsdichte der Rauschspannung
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   6.1.2 Varianz der Detektorspannung
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   6.1.2.1 Schrotrauschen
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   6.1.2.2 1/f-Rauschen
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  6.1.2.3 Thermisches Rauschen
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   6.1.2.3.1 Rauschen dielektrischer Verluste
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   6.1.2.3.2 Rauschen des Parallelwiderstandes
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   6.1.2.3.3 Rauschen des Serienwiderstandes
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  6.2 Resetrauschen
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  6.2.1 Ideales kT/C-Rauschen im statistischen Fall
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   6.2.1.1 Spektraler Ansatz
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   6.2.1.2 Thermodynamischer Ansatz
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   6.2.2 kT/C-Rauschen im transienten Fall
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   6.2.2.1 Rauschen eines RC-Gliedes
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   6.2.2.2 Berechnung des Resetrauschens
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  6.2.3 Reduktion des Resetrauschens
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   6.2.3.1 Variation der Integrationskapazität
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   6.2.3.2 Hard-To-Soft-Reset
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   6.2.3.3 Korrelierte Doppelabtastung
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   6.3 Speicherrauschen
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   6.4 Dynamikbereich und Signalrauschverhältnis bei TFA-Bildsensoren
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   6.4.1 Konventionelle Integrationsverfahren
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   6.4.2 Zwischenspeicherung des Signals im Pixel
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   6.4.3 Variation der Integrationszeit
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   6.5 Skalierung der ASIC-Strukturgrößen
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   6.5.1 Steigende Pixelzahl
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   6.5.2 Gleichbleibende Pixelzahl
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   7. Zusammenfassung und Ausblick
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  8. Anhang
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   8.1 Beleuchtungsverhältnisse und Erwärmung bei direkter Sonneneinstrahlung
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   8.2 Generationsstrom bei vollständiger Verarmung
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   8.3 Symbolverzeichnis
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  9. Literatur
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   9.1 Literatur- und Quellenverzeichnis
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   9.2 Übersicht der Veröffentlichungen im Zusammenhang mit dieser Arbeit
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   9.3 Übersicht der betreuten Studien- und Diplomarbeiten
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   Danksagung