Elektronické součástky a struktury

Přednášející:

Lubor Jirásek (gar.)

Cvičící:

Lubor Jirásek (gar.)

Předmět zajišťuje:

katedra mikroelektroniky

Anotace:

Základní rovnice pro polovodiče. Měrný odpor, pohyblivost, doba života, průraz Základní stavební prvky současné elektroniky: přechod PN, kontakt kov polovodič, heterogenní přechod, diody, unipolární a bipolární tranzistory, pasivní součástky. Fyzikální mechanismy, principy činnosti, vlastnosti, charakteristiky, parametry a modely součástek.. Základní integrované struktury. Analýza základních zapojení, analyticky a pomocí programu SPICE. Základní měření. Aplikační závěry pro užívání součástek. Šumové vlastnosti součástek.

Požadavky:

http://www.micro.feld.cvut.cz/home/X34ESS

Osnova přednášek:

1. Rovnice kontinuity a Poissonova pro polovodiče. Měrný odpor, pohyblivost, doba života.

2. PN přechod, heterogenní přechod. Difúzní napětí, kapacita, injekce, extrakce, V-A charakteristika.

3. Průraz, průrazné napětí,vlastnosti (Ionizační integrál...). Přechod u povrchu. Vliv teploty. Dioda. Model SPICE.

4. Ohmický a Schottkyho kontakt. Povrchové stavy, Schottkyho jev. Vliv teploty

5. Další polovodičové diody. Modely

6. Bipolární tranzistory. Konstrukce, funkce, parametry a charakteristiky. HBT

7. BJT (malý a velký signál). Kmitočtové vlastnosti. Modely pro SPICE. Vliv teploty. Aplikační závěry.

8. BJT v IO: konstrukce, parametry. Proudové zrcadlo, aktivní zátěž, koncový stupeň. TTL.

9. Struktura MIS. Akumulace, inverze. Prahové napětí, potenciálová jáma, tunelování.

10. MOSFET. Model pro malý a velký signál. FAMOS, FLOTOX. EEPROM, FLASH. CCD.

11. Konstrukce, parametry a charakteristiky. Škálování. Modely pro SPICE.

12. CMOS. Invertor, proudový zdroj, aktivní zátěž, diferenční stupeň. BiCMOS.

13. Tranzistory JFET, MESFET, HEMT. Konstrukce, parametry a charakteristiky. SPICE.

14. Šum. Typy, modely, šumové vlastnosti součástek. Metody potlačení šumu.

Osnova cvičení:

1. Organizační záležitosti. Příklady vlastností polovodičového materiálu.

2. Vlastnosti polovodiče, vodivost, generace, rekombinace. Měření.

3. Vlastností jednoduchých polovodičových struktur

4. Simulace charakteristik a vlastností diod programem „PSPICE“.

5. Dvojpólové součástky - výpočty s použitím jednoduchých modelů. Měření parametrů

6. Bipolární tranzistory - pracovní body. Podmínky a pravidla pro návrh pracovního bodu.

7. Bipolární tranzistory - modely ve SPICE, srovnání s měř. vlastnostmi

8. Vliv teploty a napájecího napětí na klidový pracovní bod bipolární tranzistoru

9. Unipolární tranzistory - pracovní body. Podmínky a pravidla pro návrh pracovního bodu

10. Unipolární tranzistory - modely ve SPICE, proměření vlastností.

11. Měření frekvenčních vlastností součástek. Konfrontace s modelem.

12. Ověření vlastností základních zesilovacích stupňů s bipolární.

13. Zápočtový test. Ověření vlastností základních zesilovacích stupňů s unipolární tranzistory.

14. Doměřování laboratorních úloh. Zápočet.

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Vaníček, F.: Elektronické součástky. Principy, vlastnosti, modely. ČVUT, Praha 1999

2. Vaníček, F.: Elektronické součástky. Příklady. ČVUT, Praha 2001.

3. Frank, H. - Šnejdar, V.: Principy a vlastnosti polovodičových součástek. SNTL, Praha 1976.

4. Frank, H.:Fyzika a technika polovodičů. SNTL, Praha 1990.

5. Horowitz, P. - Hill, W.: The Art of Electronics. Cambridge University Press, Cabridge 1980, 89, 90,91,93

6. Kubát, M.: Výkonová polovodičová technika. SNTL, Praha 1978.

7. Sze, S. M.: Physics of Semiconductor Devices. John Wiley & Sons, New York 1981.

8. Floyd, T. L.:Electronic Devices. Macmillan Pub. Comp., New York 1992

9. Bogart, T. F.: Electronic Devices and Circuits. Macmillan Pub. Comp., New York 1993

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út
St
Čt
Pá	místnost T2:C4-78 Vaníček F. 13:30–15:15 (přednášková par. 1) Dejvice Posluchárna

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika a sdělovací technika- strukturované studium (povinný předmět)