Detail předmětu
Elektrotechnické materiály a výrobní procesy I
FEKT-BKC-EMV1Ak. rok: 2022/2023
Materiály v elektrotechnice - složení, struktura, výroba a použití. Dielektrické materiály - polarizace, ztráty, průraz. Plasty, sklo, keramika a sklokeramika - druhy, vlastnosti, zpracovatelské technologie. Kompozity. Kovy a odporové materiály – klasifikace, vlastnosti a zpracování. Polovodičové materiály - klasifikace, vlastnosti, fyzika a chování za rovnovážných a nerovnovážných podmínek. Rovnice kontinuity, elektrostatické řešení PN přechodu a jeho ideální VA charakteristika. Kontakt kov – polovodič usměrňující a neusměrňující. Popis MOS struktury. Výroba polovodičových materiálů a základních polovodičových struktur. Technologické kroky výroby integrovaných součástek.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- umí vysvětlit význam pojmů z fyzikálních základů vlastností dielektrických, vodivých, odporových, magnetických a polovodičových materiálů,
- umí zvolit vhodný elektrotechnický materiál pro vybranou aplikaci,
- zná klasifikaci, strukturu, složení a vlastnosti polovodičových materiálů,
- je schopen měřit základní vlastnosti elektrotechnických materiálů a obsluhovat vhodné měřicí přístroje a zařízení,
- umí popsat základní výrobní procesy v oblasti dielektrických materiálů, plastů, zpracování kovových materiálů, přípravy polovodičových materiálů, výroby základních polovodičových struktur
Prerekvizity
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.
Literatura
Jirák J., Rozsívalová Z.: Elektrotechnické materiály a výrobní procesy - laboratorní cvičení. Elektronická skripta 2003 (CS)
Šavel J.: Materiály a technologie v elektronice a elektrotechnice. BEN - technická literatura Praha 1999 (CS)
Bouda, V., Hampl. J., Lipták,J.: Materials for electrotechnics. Vydavatelství ČVUT, Praha, 2000, 207 s. ISBN 80-01-02233-1. (CS)
Sze S. M., Kwok K. Ng.: Physics of Semiconductor Devices 3rd Edition. Wiley, 2006 (EN)
Brtník B., Matoušek D.: Elektronické prvky. Technická literatura BEN, Praha, 2011 (CS)
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Jazyk výuky
Osnovy výuky
2. Polarizace a permitivita, komplexní permitivita. Elektrická vodivost a konduktivita dielektrických materiálů. Dielektrické ztráty a ztrátový činitel. Dielektrika v silných elektrických polích.
3. Anorganická dielektrika: struktura a rozdělení. Azbest, slída a slídové výrobky. Sklo v elektrotechnice. Pravidla tvorby skel. Elektrické vlastnosti skel. Druhy skel.
4. Výroba a zpracování skla. Speciální skla. Elektrotechnická keramika. Silikátová keramika. Výroba a zpracování keramiky. Oxidová a bezkyslíkatá keramika.
5. Makromolekulární látky – vnitřní struktura, morfologie. Klasifikace plastů. Plasty pro elektrotechniku. Termoplasty. Reaktoplasty.
6. Plasty se zvýšenou tepelnou odolností. Elastomery. Výroba plastů. Úpravy plastů a plastikářské technologie.
7. Vodivé a odporové materiály. Kovové a oxidové supravodiče. Kovové materiály pro speciální aplikace. Konstrukční materiály. Tváření kovů. Výroba drátů a fólií.
8. Magnetické materiály – fyzikální podstata magnetismu, struktura a magnetické ztráty. Ferro- a ferri- magnetické materiály, Výroba magnetických materiálů.
9. Polovodičové materiály: fyzikální popis, klasifikace. Termodynamická rovnováha. Termodynamická nerovnováha.
10. Kinetika rekombinačního procesu. Elektrostatické řešení PN přechodu.
11. Ideální V-A charakteristika PN přechodu. Kontakt kov-polovodič. MOS struktura.
12. Výroba základních polovodičových materiálů. Příprava waferu. Epitaxní růst. Metody dotování polovodičových materiálů.
13. Technologické kroky výroby polovodičových struktur: oxidace, litografie, leptání, metalizace.
Cíl
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BKC-MET bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný
Typ (způsob) výuky
eLearning