Napredni mikro i nano elektronički elementi

Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2024./2025.

Nositelji

Prof. dr. sc.
Marko Koričić
Prof. dr. sc.
Tomislav Suligoj
Izv. prof. dr. sc.
Mirko Poljak

Laboratorijske vježbe

Tomo Vukadin
univ. mag. ing. el. techn. inf.

Opis predmeta

Elektronska i transportna svojstva poluvodiča. Energijski pojasevi i heterostrukture. Poluklasični transport nosilaca, raspršenja, pokretljivost i zasićenje brzine nosilaca. Kvantni efekti i poluvodičke komponente s kvantnim jamama. Moderni elektronički elementi za velike brzine rada. Tehnologija Si i SiGe bipolarnih tranzistora. Tranzistori s visokom pokretljivošću elektrona od složenih poluvodičkih materijala (HEMT). Heterospojni bipolarni tranzistori (HBT). Karakteristike integriranih učinskih elektroničkih elemenata (LDMOS, HBT, HEMT, tiristori, IGBT). Principi i tehnologija poluvodičkih izvora svjetlosti (LED, poluvodički laseri) i poluvodičkih fotodetektora (pin diode, lavinske fotodiode, fototranzistori). Tehnologije modernih ravnih ekrana (TFT, LCD, LED, OLED). Pregled 2D materijala s fokusom na svojstva grafena. Grafenski elektronički i optoelektronički elementi. Prelazak prema kvazi-balističkom i balističkom transportu. Osnove kvantnog transporta.

Preduvjeti

Potrebno opće predznanje usvojeno na kolegijima Elektronika 1, Fizika 2 te Mikro i nano elektronički elementi.

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
[FER3-HR] Audiotehnologije i elektroakustika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti profila (1. semestar)
[FER3-HR] Automatika i robotika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektroenergetika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektroničko i računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektronika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti profila (1. semestar)
[FER3-HR] Elektrostrojarstvo i automatizacija - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Komunikacijske i svemirske tehnologije - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računalno modeliranje u inženjerstvu - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računarska znanost - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o mrežama - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o podacima - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)

Ishodi učenja

  1. Objasniti rad ultra-brzih elektroničkih elemenata
  2. Baratati osnovnim električkim karakteristikama ultra-brzih elektroničkih elemenata
  3. Objasniti rad optoelektroničkih i fotoničkih elemenata
  4. Baratati osnovnim električkim karakteristikama optoelektroničkih i fotoničkih elemenata
  5. Objasniti rad elektroničkih elemenata za velike snage
  6. Baratati osnovnim električkim karakteristikama elektroničkih elemenata velike snage
  7. Razlikovati strukturu i karakteristike ravnih ekrana

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja

Laboratorij

Laboratorij

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 0 % 20 % 0 % 0 %
Međuispit: Pismeni 0 % 40 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 40 %
Ispit: Pismeni 50 % 50 %
Ispit: Usmeni 50 %

Tjedni plan nastave

  1. Struktura energijskih vrpci (Si, Ge, GaAs). Gustoća stanja i gustoća nosilaca.
  2. Aproksimacija efektivne mase. Energijski pojasevi i heterostrukture.
  3. Poluklasični transport nosilaca. Raspršenja i pokretljivost nosilaca u poluvodičima (Si, Ge, GaAs).
  4. Transport pri visokim poljima. Zasićenje brzine nosilaca.
  5. Fizikalni opis rada i karakteristike Si i SiGe HBT-ova.
  6. Kvantne jame i kvantizacijski efekti u tranzistorima (MOSFET, SOI FET, FinFET, III-V HEMT).
  7. Transport nosilaca u kvantnim jamama. Fizikalni opis rada i karakteristike III-V HEMT-ova.
  8. Međuispit
  9. Učinski elektronički elementi. Fizikalni opis rada i karakteristike (LDMOS, IGBT, tiristori).
  10. Interakcija poluvodiča sa svjetlom. Poluvodički izvori svjetlosti (LED, laseri).
  11. Fotodetektori (pin-diode, lavinske diode, fototranzistori). Solarne ćelije.
  12. Tehnologija i principi rada modernih ravnih ekrana (TFT, LCD, LED, OLED).
  13. Pregled 2D materijala. Elektronska i transportna svojstva grafena.
  14. Kvazi-balistički i balistički transport. Osnove kvantnog transporta.
  15. Završni ispit

Literatura

Joachim N. Burghartz (2013.), Guide to State-of-the-Art Electron Devices, John Wiley & Sons
Yuan Taur, Tak H. Ning (2013.), Fundamentals of Modern VLSI Devices, Cambridge University Press
Petar Biljanović (2004.), Poluvodički elektronički elementi, Školska knjiga
S. N. Sze (1990.), High-Speed Semiconductor Devices, Wiley-Interscience
Mark Lundstrom (2000.), Fundamentals of Carrier Transport, Cambridge University Press
Mirko Poljak (2023.), Kvantni transport na nanoskali, Element

Izvedba

ID 222503
  Zimski semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
15 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja

Ocjenjivanje

90 izvrstan
75 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan

Sličan predmet