čeština

3

Na základě znalostí získaných na přednáškách a ve cvičeních odborného základu a jejich ověření při písemné zkoušce je student schopen:
Podrobně popsat mechanismy, které působí na přechodu PN v rovnovážném stavu a při polarizaci přechodu PN v propustném směru a v závěrném směru.
Definovat bariérovou a difúzní kapacitu přechodu PN.
Vysvětlit rovnici ampér-voltové charakteristiky PN přechodu
Vysvětlit činnost přechodu PN v obvodovém zapojení usměrňovače, stabilizátoru napětí, kapacitní diody, fotodiody, luminiscenční diody, řízeného diferenciálního odporu a diodového spínače.
Popsat strukturu bipolárního tranzistoru (BT) a vysvětlit její činnost.
Navrhnout a analyzovat zesilovač s bipolárním tranzistorem a spínač s bipolárním tranzistorem.
Popsat strukturu unipolárního tranzistoru J-FET a vysvětlit její činnost.
Popsat strukturu unipolárního tranzistoru IGFET a vysvětlit její činnost.
Navrhnout a analyzovat zesilovač ve třídě A s unipolárními tranzistory a spínač s unipolárními tranzistory.
Popsat strukturu tyristoru a na náhradním schématu vysvětlit její činnost.
Popsat vlastnosti a triaku a vysvětlit jeho použití.
Definovat princip fázového řízení spínacích prvků.
Popsat mechanismy interakce záření s pevnou látkou.
Definovat fotometrické a radiometrické veličiny.
Popsat uspořádání laserů a zdůvodnit výhody jejich použití.

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Přednášky, numerická cvičení, laboratorní praktikum. Metody vyučování závisí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Cvičení odborného základu: 30 bodů; minimum 20 bodů.
Závěrečná zkouška: 70 bodů; minimum 30 bodů.

Základní pojmy fyziky polovodičů. Polovodiče vlastní a nevlastní, elektrony a díry, donory a akceptory. Koncentrace nosičů náboje v polovodičích. Elektrická vodivost polovodičů. Difúze nosičů elektrického náboje. Generace a rekombinace nosičů v polovodičích.
Přechod PN. Struktura přechodu PN. Přechod PN v rovnovážném stavu, oblast prostorového náboje, difúzní napětí. Přechod PN v propustném a závěrném směru. Ampér-voltová charakteristika přechodu PN.
Přechod PN. Bariérová a difúzní kapacita přechodu PN. Průrazy přechodu PN. Jiné typy přechodů, přechod kov-polovodič.
Polovodičová dioda. Dioda jako usměrňovač. Dioda jako zdroj referenčního napětí. Inverzní dioda tunelová dioda. Schottkyho dioda.
Polovodičová dioda. Dynamický odpor diody, dioda jako řízený odpor, dioda jako spínač. Dioda jako řízená kapacita, varikap, varaktor. Fotodioda. Struktura PIN.
Technologie výroby diod a polovodičových struktur. Hrotová dioda. Slitinová technologie. Planární technologie. Epitaxně planární technologie.
Bipolární tranzistor. Struktura bipolárního tranzistoru (BT), princip činnosti. Normální a inverzní zapojení BT. V obou zapojeních: aktivní režim, saturační režim, závěrný režim, ampér-voltové charakteristiky v konfiguraci se společným emitorem (SE).
Bipolární tranzistor. Zesilovač ve třídě A. Zapojení SE, SB, SC. Nastavení pracovního bodu. Proudové a napěťové zesílení. Vstupní a výstupní odpor.
Bipolární tranzistor. BT jako spínač, dynamické vlastnosti spínače BT. Závislosti parametrů BT na pracovních podmínkách. Mezní parametry BT. První a druhý průraz tranzistorové struktury. Bezpečná pracovní oblast SOA.
Unipolární tranzistory: J-FET, struktura, princip činnosti. Aktivní režim, saturační režim. Ampér-voltové charakteristiky. J-FET, jako proudový zdroj, jako zesilovač, jako spínač, jako řízený odpor.
Unipolární tranzistory: IGFET (MOSFET), struktura, princip činnosti. IGFET s trvalým kanálem. IGFET s indukovaným kanálem. Ampér-voltové charakteristiky. Struktura CMOS. Polovodičové paměti využívající jevů na strukturách FET. Struktura CCD.
Vícevrstvé spínací prvky. Tyristor: struktura, náhradní schéma, princip činnosti. Tyristor v závěrném stavu, v blokovacím stavu a v propustném stavu, ampér-voltové charakteristiky tyristoru. Triak, základní vlastnosti. Použití vícevrstvých spínacích prvků v regulačních obvodech.
Optoelektronické prvky. Základní fotometrické veličiny. Fotovodivost, fotoodpor. Fotranzistor. Luminiscenční dioda (LED). Laserová dioda. Typy Fotodiod. Fotovoltaické články.

Seznámit studenty s vlastnostmi elektronických součástek a jejich použitím a s základní terminologií oboru v angličtině a v češtině.

Přednášky. Cvičení odbornéhon základu.

BOYLESTAD, Robert L. a Louis NASHELSKY. Electronic devices and circuit theory. 8th ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2002. ISBN 0-13-094444-0. (CS)
SINGH J. Semiconductor Devices. McGraw-Hill, 1994. ISBN-10 0071139060. (CS)
BOUŠEK J., KOSINA P., MOJROVÁ B. Elektronické součástky. FEKT VUT V BRNĚ, elektronické skriptum, BRNO 2015 (CS)
BOUŠEK J., KOSINA P., MOJROVÁ B. Elektronické součástky: sbírka příkladů. FEKT VUT V BRNĚ, elektronické skriptum, BRNO 2015. (CS)
BOUŠEK J., HORÁK M., Electronic Devices, FEKT VUT V BRNĚ, elektronické skriptum, BRNO 2006 (CS)
EMILIANO R. MARTINS , Essentials of Semiconductor Device Physics, Wiley 2022, ISBN: 978-1-119-88411-8 (CS)

eLearning: aktuální otevřený kurz

13 hod., povinná

eLearning: aktuální otevřený kurz