Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
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:
| Stránka vytvořena 19.4.2024 11:50:57, 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) |