Pásový model polovodiče v hybnostním prostoru, hustota kvantových stavů, efektivní hmotnost elektronů a děr.
Statistika elektronů a děr v rovnovážném stavu, příměsové hladiny a jejich obsazení, vlastní a příměsový polovodič, poloha Fermiho hladiny.
Transportní jevy v polovodičích, transportní rovnice, drift, difúze, srážkové mechanizmy, pohyblivost, mechanizmy generace a rekombinace, nárazová ionizace.
Principy využívané ve fotonice a optoelektronice, lineární a nelineární optické prostředí, interakce a šíření záření v optickém prostředí, nejdůležitější aplikační oblasti.
Přechod PN, kontakt kov-polovodič, heteropřechod, struktura MOS - lineární pásové modely, injekce a extrakce. Aktivní a pasivní polovodičové struktury - fyzikální a obvodové modely.
2D, 1D a 0D struktury, energetické stavy a transportní vlastnosti těchto struktur. Aplikace v moderních elektronických a fotonických součástkách.
Aplikačně významné diskrétní polovodičové součástky pro malý a velký signál. Součástky a struktury pro vysokofrekvenční aplikace. Princip, parametry a charakteristiky.
Výkonové polovodičové součástky. Princip, parametry a charakteristiky aplikačně významných diod, tranzistorů a tyristorů v technologii bipolární, unipolární a kombinované.
Optické vláknové a planární vlnovody: princip funkce a vlastnosti, útlum a disperze, důležité parametry vlnovodů, materiálové a technologické řešení
Koherentní zdroje záření: lasery plynové, kapalinové, pevnolátkové (dielektrické) a injekční. Fyzikální principy činnosti, specifické vlastnosti, oblasti využití.
Pasivní a dynamické optoelektronické součástky: vazební a spojovací prvky, optické modulátory a přepinače, optické multi/demultiplexory. Principy funkce, vlastnosti.
Polovodičové zdroje optického záření: elektroluminiscenční diody, laserové diody. Principy funkce, vlastnosti.
Optické zesilovače: vláknové, pevnolátkové (dielektrické), polovodičové. Principy funkce, vlastnosti, oblasti využití.
Fotonové detektory optického záření: fotorezistory, detektory PIN, lavinové fotodetektory, fotonásobiče, fototranzistory. Principy funkce, vlastnosti, oblasti využití.
Optické senzory: využívané principy funkce, vlastnosti různých druhů senzorů, aplikační oblasti
Technologie integrované elektroniky. Výrobní procesy a materiály. Litografie, difúze a iontová implantace, depozice tenkých vrstev, leptání, pasivace, pouzdření, nanotechnologie.
Unipolární a bipolární integrované struktury. Topologie, morfologie, struktura propojení, návrhová pravidla; modely a knihovny modelů.
Prostředky pro simulaci technologických procesů a činnosti polovodičových struktur v návaznosti na obvodovou simulaci. Fyzikální modely, extrakce parametrů.
Syntéza integrovaných systémů. Metody syntézy integrovaných systémů, syntéza a dekompozice, jazyky HDL a AHDL, automatizovaný návrh, simulace, verifikace, testování.
Architektura a makrobloky číslicových IO. Logická hradla, kombinační a sekvenční bloky, paměti. Procesorové obvody. Aplikačně-specifické a rekonfigurovatelné IO, systémy na čipu.
Architektura a makrobloky analogových a analogově-číslicových integrovaných obvodů. Zesilovače, proudové a napěťové zdroje, operační zesilovače. Topologie, principy návrhu. Šum.
Mikrosystémy. Fyzikální, chemické a biochemické principy činnosti. Struktury MEMS, MOEMS, MOES. Technologie výroby. Zpracování signálů. Metody návrhu.
Mikroaktuátory. Fyzikální principy činnosti, materiály, struktury, zpracování signálů. Mikro-realizace, návrh.
Mikrosenzory a senzorové systémy. Fyzikální, chemické a biochemické principy činnosti struktur. Zpracování senzorových signálů. Inteligentní senzory a systémy.
Aplikace IO, senzorů a mikroaktuátorů při konstrukci elektronických systémů, přístrojů a zařízení, EMC.