Popis předmětu - XP34SDS

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
XP34SDS Polovodičové struktury
Role:S Rozsah výuky:2P
Katedra:13134 Jazyk výuky:CS
Garanti:Hazdra P. Zakončení:ZK
Přednášející:Hazdra P. Kreditů:3
Cvičící:Hazdra P. Semestr:L

Anotace:

Cílem tohoto předmětu je poskytnout postgraduálním studentům hlubší a detailnější pohled na principy činnosti a vlastnosti pokročilých elektronických a optoelektronických struktur. Předpokládá se, že absolvováním tohoto předmětu si doktorand doplní základní poznatky, které získal v bakalářské a magisterské etapě studia, tak, aby byl schopen řešit náročné vědecké úkoly v oblasti elektroniky a optoelektroniky zaměřené na návrh, analýzu činnosti a aplikace pokročilých elektronických a optoelektronických struktur. Posluchač získá především hluboké znalosti fyzikálních principů činnosti struktur PiN a MOS, neboť tyto dominují současné integrované a výkonové polovodičové technice. Výklad bude dále zaměřen na využití nových principů spojených s miniaturizací a využitím pokročilých materiálů. Popsány budou i jevy vyšších řádů, jejichž znalost je pro pochopení soudobých polovodičových součástek nezbytná. Předpokládá se, že kurz bude zaměřen na konkrétní problematiku podle zájmů a vědeckého zaměření účastníků.

Cíle studia:

Detailnější pohled na principy činnosti a vlastnosti pokročilých elektronických a optoelektronických struktur.

Obsah:

Předmět poskytuje postgraduálním studentům hlubší a detailnější pohled na principy činnosti a vlastnosti pokročilých elektronických a optoelektronických struktur. Posluchač získá především hluboké znalosti fyzikálních principů činnosti struktur PiN a MOS, neboť tyto dominují současné integrované a výkonové polovodičové technice. Výklad bude dále zaměřen na využití nových principů spojených s miniaturizací a využitím pokročilých materiálů. Popsány budou i jevy vyšších řádů, jejichž znalost je pro pochopení soudobých polovodičových součástek nezbytná. Předpokládá se, že kurz bude zaměřen na konkrétní problematiku podle zájmů a vědeckého zaměření účastníků.

Osnovy přednášek:

1. Úvod do problematiky polovodičů, polovodičové materiály (Si, SiC, GaN, apod.) a jejich vlastnosti.
2. Přechod PN, termodynamická rovnováha, propustná a závěrná polarizace, bariérová a difúzní kapacita,
mechanismy průrazu, teplotní jevy.
3. Přechod kov-polovodič, Schottkyho a ohmické kontakty, propustná a závěrné charakteristiky, průraz a svod.
4. Heteropřechody a heterostruktury. Kvantové struktury - kvantové jámy, dráty a tečky.
5. Polovodičové diody. PiN, Schottky a MPS dioda, usměrňovací diody a diody s rychlým zotavením. Křemíkové
a SiC diody.
6. Struktura kov-izolant-polovodič (MIS): povrchové stavy, ochuzení, akumulace, slabá a silná inverze, prahové
napětí, potenciálová jáma, mechanismy průrazu.
7. Tranzistor MOSFET: struktura, principy činnosti, ideální a reálné charakteristiky, prahové napětí, jev zpětného
hradla, průrazné napětí a teplotní závislosti charakteristik.
8. Tranzistor MOSFET: vysokofrekvenční a spínací vlastnosti, škálování a efekty krátkého kanálu. High-Electron-
Mobility-Transistor (HEMT), pokročilé struktury tranzistorů MOSFET (SOI, FinFET, napjatý křemík, high-k dielektrika, apod.).
9. Bipolární tranzistor (BJT): struktura, princip činnosti, model Eberse-Molla, Earlyho jev, lavinový průraz,
charakteristiky, modely. Bipolární tranzistor s heteropřechodem (HBT).
10. Výkonové polovodičové struktury: MOSFET, IGBT a tyristor - principy, struktury, charakteristiky.
11. Tranzistory JFET a MESFET. Tranzistory využívající kvantové jevy: HEMT, SET apod. Polovodičové paměti:
principy, typy a aplikace.
12. Optické vlastnosti polovodičů, interakce světla s pevnou látkou: absorpce, emise, stimulovaná emise, exciton,
fotoproud.
13. Detektory světelného záření (PN, PiN, APD, MS, detektory založené na kvantových jevech - principy,
charakteristiky, parametry, šum), sluneční články, CCD struktury. .
14. Zdroje záření - svítivky a polovodičové lasery, principy, struktury, charakteristiky, statické a dynamické
parametry.

Osnovy cvičení:

Literatura:

Povinná literatura:
[1] B.G. Streetman, S.K. Banerjee, Solid State Electronic Devices, Prentice Hall/Pearson 2015
[2] J.N. Burghartz, Guide to State-Of-the-Art Electron Devices, Wiley2013
Doporučená literatura:
[1] D.K. Schroder, Semiconductor Material and Device Characterization, John Wiley, 2015
[2] P. Valizadeh, Field Effect Transistors, a Comprehensive Overview : From Basic Concepts to Novel Technologies,
John Wiley, 2016
[3] A. Chen, J. Hutchby, Emerging Nanoelectronic Devices, John Wiley 2014
[4] J.J. Liou, Nano Devices and Sensors, De Gruyter, Inc. 2016

Požadavky:

Klíčová slova:

polovodiče; polovodičové struktury, elektronick0 prvky

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
DOKP Před zařazením do oboru S
DOKK Před zařazením do oboru S


Stránka vytvořena 30.11.2020 17:50:52, semestry: L/2021-2, Z,L/2020-1, L/2019-20, Z/2021-2, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.