516-0880/01 – Fyzikální elektronika (FE)
| Garantující katedra | Institut fyziky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2004/2005 | Rok zrušení | 2012/2013 |
| Určeno pro fakulty | HGF | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Analyzovat fyzikální jevy dané elektronovými stavy v látce a na látkových rozhraních
Kombinovat poznatky z oblastí klasické a kvantové fyziky a stavby hmoty
Sumarizovat získané vědomosti a znalosti
Interpretovat poznatky z hlediska řešení problémů praxe
Vyučovací metody
Přednášky
Semináře
Anotace
Úkolem předmětu Fyzikální elektronika je poskytnout posluchači fyzikální
základy dějů probíhajících v polovodičích a představy, týkající se vodivosti v
pevných látkách, zejména kovů a polovodičů. Z těchto základních poznatků jsou
odvozovány vlastnosti přechodových dějů jednak mezi polovodiči s různými typy
vodivosti, jednak vlastnosti přechodů kov - polovodič. Vlastnosti jsou popsány
tak, aby poskytly vysvětlení funkce jednotlivých skupin jak elektronických,
tak i optoelektronických prvků, jakými jsou různé typy diod, tranzistorů,
spínacích struktur a objemových detektorů různých veličin. V předmětu jsou
využívány poznatky fyziky pevných látek a kvantové fyziky. Fyzikální
elektronika je podmínkou pro úspěšné studium skupiny elektronických a
optoelektronických předmětů studia.
Povinná literatura:
1) Brandšteter, P.: Elektronika, skriptum VŠB, Ostrava 1991
2) Kodeš, J. a kol.: Elektronika, skriptum ČVUT, Praha 1981
3) Eckertová, L., a kol.: Fyzikální elektronika pevných látek, Univerzita
Karlova, Praha, 1992
4) Ferry, D.K., Fannin, D. R.: Physical electronics. Addison-Wesley, Reading,
MA, 1971
5) Hemenway, C.L., Henry, R.W., Caulton, M.: Physical electronics. Wiley,
New York, 1967
Doporučená literatura:
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Test, písemná práce
E-learning
Další požadavky na studenta
Systematická příprava na výuku.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. KVANTOVÉ SYSTÉMY ELEKTRONIKY - VODIVOST PEVNÝCH LÁTEK
Izolovaný atom, mnohaelektronový atom, molekuly, iontová vazba, valenční
vazba, elektron v pravidelných strukturách, elektrická vodivost, pohyb
elektronů v periodických potenciálových polích a v energetických pásech,
neobsazené stavy, vlivy příměsí.
2. POLOVODIČE
Vodivost polovodičů, koncentrace nosičů náboje, dotování.
3. PŘECHOD
Kvalitativní a kvantitativní analýza PN přechodu, přechod PN pod napětím,
základní technologie výroby.
4. JEDNODUCHÉ a VÍCENÁSOBNÉ PN PŘECHODY
Polovodičová dioda, bipolární tranzistory, kvalitativní a kvantitativní
analýza, spínací struktury.
5. DOPLŇKOVÉ VLASTNOSTI PN PŘECHODU
Kapacita vyprázdněné oblasti, průraz přechodu, tunelový jev, lavinový jev,
tepelný průraz, Zenerovo napětí, přechodový jev na PN přechodu.
6. STRUKTURY KOV-POLOVODIČ A KOV-IZOLANT-POLOVODIČ
Schottkyho efekt, usměrňovací přechod kov-polovodič, ohmický přechod kov-
polovodič, vlastnosti struktury MIS.
7. TRANZISTOR ŘÍZENÝ POLEM S PN PŘECHODEM
Analýza tranzistoru, základní charakteristiky tranzistoru.
8. ŠUMY V POLOVODIČÍCH A TRANSPORTNÍ JEVY
Matematický popis šumu, šumové parametry, hodnocení šumu elektronických
prvků, Boltzmannova transportní rovnice, vliv teploty, elektrického
a magnetického pole.
9. ELEKTRONICKÉ PROCESY NA ROZHRANÍ VYVOLANÉ POLEM A ZÁŘENÍM
Objemové a povrchové jevy při interakci záření s látkou, piezoelektrický
jev, pyroelektrický jev, termoelektrický jev, fotoelektrický jev (vnější
i vnitřní).
10. ZÁŘENÍ A LÁTKA
Spektrální charakteristiky, luminiscenční jevy, excitační stavy v látkách,
spontánní a stimulovaná emise, základy funkce kvantových generátorů
a zesilovačů.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.