454-0309/01 – Fyzika polovodičů II (FP II)
| Garantující katedra | Katedra telekomunikační techniky | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | Ing. Zdeněk Tesař | Garant verze předmětu | Ing. Zdeněk Tesař |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | 2 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2003/2004 | Rok zrušení | 2007/2008 |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.