Ημιαγωγά υλικά: Θεωρία - Διατάξεις
Λιτσαρδάκης Γεώργιος
- Στοιχεία θεωρίας ημιαγωγών: Στοιχειώδεις θεωρητικές αρχές. Aγωγιμότητα ημιαγωγών. Hμιαγωγοί προσμίξεων. Hμιαγωγοί σε συνθήκες μη-ισορροπίας. Mέτρηση ιδιοτήτων ημιαγωγών.
- Aρχές λειτουργίας των ημιαγωγικών διατάξεων: Tεχνολογία κατασκευής. Eπαφή p-n, δίοδος p-n. Διπολικό τρανζίστορ. FET επαφής. Tρανζίστορ MOS.
- Στοιχεία θεωρίας ημιαγωγών: Στοιχειώδεις θεωρητικές αρχές. Aγωγιμότητα ημιαγωγών. Hμιαγωγοί προσμίξεων. Hμιαγωγοί σε συνθήκες μη-ισορροπίας. Mέτρηση ιδιοτήτων ημιαγωγών.
- Aρχές λειτουργίας των ημιαγωγικών διατάξεων: Tεχνολογία κατασκευής. Eπαφή p-n, δίοδος p-n. Διπολικό τρανζίστορ. FET επαφής. Tρανζίστορ MOS.
- Στοιχεία θεωρίας ημιαγωγών: Στοιχειώδεις θεωρητικές αρχές. Aγωγιμότητα ημιαγωγών. Hμιαγωγοί προσμίξεων. Hμιαγωγοί σε συνθήκες μη-ισορροπίας. Mέτρηση ιδιοτήτων ημιαγωγών.
- Aρχές λειτουργίας των ημιαγωγικών διατάξεων: Tεχνολογία κατασκευής. Eπαφή p-n, δίοδος p-n. Διπολικό τρανζίστορ. FET επαφής. Tρανζίστορ MOS.
Περίγραμμα
Ομάδα στόχος
Μάθημα Επιλογής για τους Προπτυχιακούς φοιτητές του τμήματος, ενδιαφερόμενοι για την περιοχή των Ημιαγωγών Υλικών.
Διδάσκοντες
Διδάσκων:
Γεώργιος Λιτσαρδάκης, Καθηγητής
Βιογραφκό:
http://ee.auth.gr/school/faculty-staff/electrical-energy-department/litsardakis-georgios/
Συνεργάτης Ανάπτυξης Περιεχομένου:
Νικόλαος Καρανάσιος
Περιεχόμενο μαθήματος
- Στοιχεία θεωρίας ημιαγωγών: Στοιχειώδεις θεωρητικές αρχές. Aγωγιμότητα ημιαγωγών. Hμιαγωγοί προσμίξεων. Hμιαγωγοί σε συνθήκες μη-ισορροπίας. Mέτρηση ιδιοτήτων ημιαγωγών.
- Aρχές λειτουργίας των ημιαγωγικών διατάξεων: Tεχνολογία κατασκευής. Eπαφή p-n, δίοδος p-n. Διπολικό τρανζίστορ. FET επαφής. Tρανζίστορ MOS.
Μαθησιακοί στόχοι
Σκοπός του μαθήματος είναι να δώσει τις βασικές γνώσεις για την κατανόηση της φυσικής λειτουργίας των ημιαγωγικών διατάξεων (physical layer). Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές -θα είναι εξοικειωμένοι με βασικές έννοιες από την κβαντική μηχανική, την κρυσταλλοδομή, και τη φυσική στερεάς κατάστασης, που συνδέονται με τις ιδιότητες των ημιαγωγών -θα είναι σε θέση να εξηγούν τη συμπεριφορά των επαφών μετάλλου-ημιαγωγού, ημιαγωγού-ημιαγωγού και μονωτή-ημιαγωγού, και να περιγράφουν τους φυσικούς μηχανισμούς για τη λειτουργία βασικών ημιαγωγικών διατάξεων (δίοδος, τρανζίστορ, κ.α.).
Προτεινόμενα συγγράμματα
- "Αρχές Ηλεκτρονικών Υλικών και Διατάξεων", S.O.Kasap, εκδόσεις Παπασωτηρίου.
Προαπαιτούμενα
Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα.
Βιβλιογραφία
Βιβλία- κείμενα
- J.Allison: Electronic Engineering Materials and Devices
- L.Solymar & D.Walsh: Lectures on the Electrical Properties of Materials
- E.S.Yang: Fundamentals of Semiconductor Devices
- B.Streetman: Solid State Electronic Devices
- S.Sze: Physics of Semiconductor Devices
Πηγές στο Διαδίκτυο
- "Principles of Semiconductor Devices", http://ece-www.colorado.edu/~bart/book/, by B. Van Zeghbroeck, 2004, Electrical and Computer Engineering Department, University of Colorado at Boulder
- "De l'atome au circuit intégré", http://www.polytech-lille.fr/cours-atome-circuit-integre/sc00a.htm, Bernard Boittiaux, Polytech'Lille ( στα γαλλικά)
Μάθημα Επιλογής για τους Προπτυχιακούς φοιτητές του τμήματος, ενδιαφερόμενοι για την περιοχή των Ημιαγωγών Υλικών.
Διδάσκων:
Γεώργιος Λιτσαρδάκης, Καθηγητής
Βιογραφκό:
http://ee.auth.gr/school/faculty-staff/electrical-energy-department/litsardakis-georgios/
Συνεργάτης Ανάπτυξης Περιεχομένου:
Νικόλαος Καρανάσιος
- Στοιχεία θεωρίας ημιαγωγών: Στοιχειώδεις θεωρητικές αρχές. Aγωγιμότητα ημιαγωγών. Hμιαγωγοί προσμίξεων. Hμιαγωγοί σε συνθήκες μη-ισορροπίας. Mέτρηση ιδιοτήτων ημιαγωγών.
- Aρχές λειτουργίας των ημιαγωγικών διατάξεων: Tεχνολογία κατασκευής. Eπαφή p-n, δίοδος p-n. Διπολικό τρανζίστορ. FET επαφής. Tρανζίστορ MOS.
Σκοπός του μαθήματος είναι να δώσει τις βασικές γνώσεις για την κατανόηση της φυσικής λειτουργίας των ημιαγωγικών διατάξεων (physical layer). Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές -θα είναι εξοικειωμένοι με βασικές έννοιες από την κβαντική μηχανική, την κρυσταλλοδομή, και τη φυσική στερεάς κατάστασης, που συνδέονται με τις ιδιότητες των ημιαγωγών -θα είναι σε θέση να εξηγούν τη συμπεριφορά των επαφών μετάλλου-ημιαγωγού, ημιαγωγού-ημιαγωγού και μονωτή-ημιαγωγού, και να περιγράφουν τους φυσικούς μηχανισμούς για τη λειτουργία βασικών ημιαγωγικών διατάξεων (δίοδος, τρανζίστορ, κ.α.).
- "Αρχές Ηλεκτρονικών Υλικών και Διατάξεων", S.O.Kasap, εκδόσεις Παπασωτηρίου.
Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα.
Βιβλία- κείμενα
- J.Allison: Electronic Engineering Materials and Devices
- L.Solymar & D.Walsh: Lectures on the Electrical Properties of Materials
- E.S.Yang: Fundamentals of Semiconductor Devices
- B.Streetman: Solid State Electronic Devices
- S.Sze: Physics of Semiconductor Devices
Πηγές στο Διαδίκτυο
- "Principles of Semiconductor Devices", http://ece-www.colorado.edu/~bart/book/, by B. Van Zeghbroeck, 2004, Electrical and Computer Engineering Department, University of Colorado at Boulder
- "De l'atome au circuit intégré", http://www.polytech-lille.fr/cours-atome-circuit-integre/sc00a.htm, Bernard Boittiaux, Polytech'Lille ( στα γαλλικά)
Η σημασία της φυσικής των ημιαγωγών. Οι εξελίξεις στην τεχνολογία των ημιαγωγών.
Δυϊσμός ύλης-ακτινοβολίας, αρχή απροσδιοριστίας, στοιχεία κβαντικής μηχανικής, εξίσωση Schrodinger, το ελεύθερο σωμάτιο.
Περιορισμένο σωμάτιο, αρχή του Pauli, το άτομο του υδρογόνου, ο περιοδικός πίνακας.
Πεπερασμένο φρεάτιο δυναμικού, πεπερασμένο φράγμα δυναμικού, κβαντικό φαινόμενο σήραγγας.
Πιθανότητα κατάληψης – Κατανομή Fermi-Dirac.
Ορισμός, υπολογισμός σε μία και τρεις διαστάσεις, υπολογισμός ενέργειας Fermi.
Μοντέλο ελεύθερων ηλεκτρονίων, διάκριση αγωγών-μη αγωγών, ενεργειακές ζώνες, ενεργός μάζα, οπές.
Εισαγωγή, υπολογισμός συγκέντρωσης φορέων, ενεργός πυκνότητα καταστάσεων, η θέση της στάθμης Fermi.
Πιθανότητα διέγερσης της στάθμης πρόσμιξης, γινόμενο ηλεκτρονίων-οπών, εξάλειψη των φορέων μειονότητας, αντισταθμισμένος ημιαγωγός, η θέση της στάθμης Fermi, ευκινησία, αγωγιμότητα.
Νόμος του Fick, συντελεστής διάχυσης, ρεύμα διάχυσης. Γένεση και ανασύνδεση φορέων σε ισορροπία, άμεση – έμμεση ανασύνδεση, Συνθήκες μη-ισορροπίας, επίπεδο έγχυσης φορέων, ταχύτητα ανασύνδεσης, χρόνος ζωής, Σταθερή κατάσταση μη-ισορροπίας, Εξίσωση συνέχειας, Εξίσωση διάχυσης, άμεση – έμμεση ανασύνδεση.
Εσωτερικό ηλεκτροστατικό πεδίο, εξίσωση Poisson, επαφή p-n, δυναμικό επαφής, φορτία χώρου, ρεύματα στην επαφή p-n, προσέγγιση αραίωσης, Πλάτος περιοχής φορτίων χώρου, Μονόπλευρη επαφή, γραμμική επαφή (διάχυσης).
Ορθή και ανάστροφη πόλωση, πλεονάζοντες φορείς μειοψηφίας, χαρακτηριστική I-V, στενή δίοδος.
Φαινόμενο σήραγγας, φαινόμενο χιονοστιβάδας. Αποκλίσεις από την ιδανική συμπεριφορά. Χωρητικότητα, μεταβατικά φαινόμενα.
Δίοδος σήραγγας, Δίοδος φωτοεκπομπής (LED), Φωτοδίοδος, εφαρμογές φωτοδιόδων, φωτονικά υλικά. Ηλιακά κύταρα, εφαρμογές φωτοβολταϊκών, φάσμα ηλιακής ακτινοβολίας, φωτοβολταϊκά υλικά.
Περιγραφή, χαρακτηριστική Ι-V, ενίσχυση τάσης (συνδεσμολογία κοινής βάσης) – ροή φορέων, ενίσχυση ρεύματος (συνδεσμολογία κοινού εκπομπού).
Απόδοση εκπομπού, παράγοντας μεταφοράς της βάσης, κέρδος ρεύματος, γρονθοδιάτρηση, χρόνος διέλευσης της βάσης, συχνότητα αποκοπής.
Περιγραφή, κανάλι, φραγή του καναλιού, τάση φραγής, υπολογισμός ρεύματος, διαγωγιμότητα, συχνότητα αποκοπής.
Περιγραφή, φράγμα δυναμικού, ανορθωτική επαφή M-S, ομική επαφή M-S, επιφανειακές καταστάσεις.
Περιγραφή, Flat-Band Voltage, φορτία στην επαφή οξειδίου-ημιαγωγού, αραίωση, αντιστροφή, χαρακτηριστική I-V του MOSFET, MOSFET πύκνωσης, MOSFET αραίωσης, CMOS.
Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα
Αρ. Επισκέψεων : 3784
Αρ. Προβολών : 37401
