454-0309/01 – Fyzika polovodičů II (FP II)

Garantující katedraKatedra telekomunikační technikyKredity6
Garant předmětuIng. Zdeněk TesařGarant verze předmětuIng. Zdeněk Tesař
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2003/2004Rok zrušení2007/2008
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
TES10 Ing. Zdeněk Tesař
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 3+3

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student zná unipolární struktury, umí je modelovat a aplikovat při realizaci integrovaných elektronických obvodů.

Vyučovací metody

Anotace

Vysvětluje princip činnosti unipolárních struktur po fyzikální stránce. Seznamuje s uspořádáním struktur v závislosti na použité technologii a odvozuje na této bázi obvodové vlastnosti diskrétních součástek, jakož i jejich obvodovou náhradu v podobě modelů pro široký rozsah přenášených frekvencí harmonického signálu .

Povinná literatura:

Jaeger, R.C.: Field-Effect Transistors, Auburn University, JW and S.,N.Y.,1997 Guldan, A.; Luby,Š.; Szántó,L.; Sobotka,Z.: Unipolárne integrované obvody, ALFA, 1980 Kang, S.M.: CMOS Digital Integrated Circuits-Analysis and Design, University of Illinois, Yusuf Leblebici,Istanbul Technical University, The McGraw-Hill Co.,Inc.,1996 Adamčík, I.: Struktury a technologie mikroelektroniky. Skripta ČVUT, Praha 1992 Ryšánek, V.: Technologie elektronických součástek. ČVUT Praha, 1991. Szendiuch, I.: Mikroelektronické montážní technologie. VUT Brno, 1997. Beneš, O., Černý, A., Žalud, V.: Tranzistory řízené elektrickým polem. SNTL Praha, 1972.

Doporučená literatura:

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Unipolární tranzistory FET. Rozdělení, druhy, značky, tranzistor J FET, struktura, fyzikální princip činnosti, VA charakteristiky, analytické vyjádření převodní a výstupní VA charakteristiky, charakteristické obvodové veličiny, zvláštnosti obvodových řešení ve srovnání s BJT. Tranzistor typu MOS FET. Tranzistor s vodivým a indukovaným kanálem, struktura, fyzikální princip činnosti, VA charakteristiky, analytické vyjádření převodní a výstupní VA charakteristiky, charakteristické obvodové veličiny, obvodové řešení základních aplikací, výkonové tranzistory MOS FET (V FET). Zpracování malých signálů tranzistory FET. Náhradní linearizované modely, diferenciální parametry, Barkhausenův vztah. Řešení zesilovacího stupně z hlediska harmonického signálu, vysokofrekvenční vlastnosti tranzistorů FET, šum. Modely tranzistorů MOS FET. Fyzikální model na bázi layoutu a jeho obvodový ekvivalent. Průrazy ve strukturách MOS FET, prahové napětí. Užití tranzistorů FET ve funkci napěťově řízeného rezistoru, FET ve funkci spínače. Přenosové vlastnosti tranzistoru MOS FET, vysokofrekvenční vlastnosti. Šumy ve struktuře MOS FET. Nábojově vázané struktury CCD, fyzikální princip. Vznik potenciálové jámy, pohyb nábojového "balíku", přemísťování náboje. Různá uspořádání struktur CCD, vícefázové řízení. Prvky snímající obraz. Rychlé registry na bázi CCD, zpožďovací členy na bázi CCD. Praktická realizace funkčních bloků IO, topologie obvodů a obvodových struktur. Obvody na bázi GaAs, SiGe, nitridu křemíku. Cvičení: VA charakteristiky tranzistoru J FET, jejich použití při návrhu obvodů, graficko-početní metody. VA charakteristiky tranzistoru MOS FET, jejich použití při návrhu obvodů, graficko-početní metody. Identifikace parametrů náhradního modelu unipolárních tranzistorů. Návrh a realizace proudových zdrojů s FET tranzistory, aktivní zátěž. Návrh a realizace zesilovacích stupňů s FET. Návrh a realizace spínačů a napěťově řízených rezistorů s FET. Identifikace parametrů šumového modelu FET. Vytváření geometrického uspořádání struktur s FET (Layout). Tvorba Layoutu základních obvodových struktur s FET. Laboratoře: Využití rastrovacího elektronového mikroskopu k zobrazení polovodičových struktur. Ovládání rastrovacího elektronového mikroskopu. Postupy při rozkrývání polovodičových struktur. Zobrazení struktur BJT a FET. Praktická analýza zadaného vzorku unipolární struktury pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu. Projekty: Návrh integrovaného rozdílového zesilovače a CFA zesilovače s unipolárními tranzistory.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40 (40) 0
                Laboratorní práce Laboratorní práce 20  0
                Projekt Projekt 20  0
        Zkouška Zkouška 60 (60) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 20  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 40  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2008/2009 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku