Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
XD34EPO Elektronika polovodičů Rozsah výuky:14+4
Přednášející (garant):Voves J. Typ předmětu:Z Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:334 Kreditů:4 Semestr:Z

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

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. Měření transportních vlastností - pohyblivost v kanálu HEMT.
11. Měření unipolární struktury - CV charakteristiky.
12. Měření polovodičového laseru - spektrální charakteristiky.
13. Zápočtový test.
14. Zhodnocení výsledků, zápočet.

Literatura Č:
1. Voves, J.: Fyzika polovodičovich součástek, Praha, skripta ČVUT 1997
2. Frank, H.: Fyzika a technika polovodičů, Praha, SNTL 1990
3. Voves,J. , Kodeš J.:Elektronické součástky nové generace, Grada 1995

Literatura A:
1. D. A. Naemen: Semiconductor Physics and Devices: Basic Principles, R. D. Irwin 1992
2. M. J. Kelly: Low-Dimensional Semiconductors, Oxford Press 1995
3. U. Cilingiroglu: Systematic Analysis of Bipolar and MOS Transistors, Artech House 1993

Požadavky:
Účast na cvičení, úspěšné absolvování zápočtového testu.

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
Plán Obor Role Dop. semestr
MEL02-D Elektronika Z 1
MEL03-D Elektronika Z 1


Stránka vytvořena 25. 2. 2002, semestry: Z/2001-2, Z/2002-3, L/2001-2, L/2002-3, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)