Napredni mikro i nano elektronički elementi

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.

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. Grafenski tranzistori s efektom polja i optoelektronički elementi.
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Izborni predmeti (1. semestar)
Izborni predmeti profila (1. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar)
Izborni predmeti profila (1. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)

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
(.), P. Biljanović. 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

Za studente

Izvedba

ID 222503
  Zimski semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
0 Seminar
8 Auditorne vježbe
4 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe

Ocjenjivanje

90 izvrstan
75 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan