Popis předmětu - QB-EPV

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
QB-EPV Elektronika polovodičů
Role:  Rozsah výuky:2P+2C
Katedra:13134 Jazyk výuky:CS
Garanti:  Zakončení:Z,ZK
Přednášející:  Kreditů:4
Cvičící:  Semestr:L

Anotace:

Elektronické vlastnosti polovodičových materiálů vyplývající z jejich krystalové struktury. Statistika a transport elektronů a děr v polovodiči v rovnovážném i nerovnovážném stavu. Vlastnosti základních polovodičových struktur (PN přechod, heteropřechod) na základě analýzy pásových diagramů. Systematické odvození elektrických charakteristik polovodičových součástek (dioda, BJT, MOSFET JFET, laser) s důrazem na neideální jevy a s vazbou na obvodové modely. Hlavní trendy vývoje

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: QB-EPV

Osnovy přednášek:

1. Krystalová struktura polovodičů. Poruchy krystalové
mřížky, fonony.
2. Pásový model polovodičů. Efektivní hmotnost elektronu a díry. Hustota stavů.
3. Polovodič v termodynamické rovnováze. Fermiho hladina
4. Transport nosičů náboje v polovodičích. Pohyblivost
elektronů a děr.
5. Elektrony a díry v nerovnováze. Generace a rekombinace.
6. PN přechod, heteropřechody - dvourozměrný elektronový
plyn, supermřížky.
7. Polovodičové diody, mechanizmy průrazu, rezonanční
tunelování.
8. Bipolární tranzistory, výpočet proudového zesilovacího
činitele, HBT. Neideální jevy.
9. Kontakt kov-polovodič. Modulační dotace. JFET, MESFET,
HEMT.
10. MOS, ideální a reálná struktura, dielektrika, kapacita
struktury MOS.
11. MOSFET, neideální jevy, jevy krátkého a úzkého kanálu.
CCD.
12. Interakce záření s polovodičem, absorpce záření,
fotoluminescence.
13. Elektroluminescence. Polovodičové lasery.
14. Kvantové tečky, jednoelektronový transport.

Osnovy cvičení:

1. Opakování základních zákonitostí kvantové mechaniky.
2. Elektron v periodickém potenciálu, Kroningův-Penneyův
model.
3. Odvození Fermiho-Diracovy a Boseho-Einsteinovy
rozdělovací funkce.
4. Odvození Boltzmannovy transportní rovnice.HD a DD modelů
5. Ukázka simulace Metodou Monte Carlo.
6. Polovodičové technologie (exkurze).
7. Aplikace Schrodingerovy rovnice na elektron v kvantové
jámě, tunelování.
8. Úrovně modelů polovodičových součástek.
9. Zviditelnění fyzikálních dějů v polovodičovich
součástkách na počítači (2D simulace)
10. Simulace bipolárních tranzistorů
11. Simulace unipolárních tranzistorů
12. Simulace optoelektronických součástek
13. Zápočtový test.
14. Zhodnocení výsledků, zápočet.

Literatura:

[1] Voves, J.: Fyzika polovodičových součástek. Skripta
ČVUT, Praha 1997
[2] Frank, H.: Fyzika a technika polovodičů. SNTL, Praha
1990
[3] Voves, J., Kodeš, J.: Elektronické součástky nové
generace. Grada, Praha 1995
[4] Neamen, D. A.: Semiconductor Physics and Devices. Irwin
1992
[5] Sze S. M.: Physics of Semiconductor Devices, Viley 2007
[6] Wang, F. F. Y.: Introduction to Solid State Electronics
North Holland, 1989

Požadavky:

Účast na cvičení, úspěšné absolvování zápočtového testu.

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr


Stránka vytvořena 28.3.2024 17:52:19, semestry: Z,L/2023-4, Z/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)