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:
|
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) |