Κωδικός
Φ-572
Επίπεδο
Μεταπτυχιακό
Κατηγορία
Β
Διδάσκων
Α. Γεωργακίλας
ECTS
6
Ώρες
6
Εξάμηνο
Εαρινό
Ανοικτό
Ναι
Προσφέρεται
Ναι
Ιστοσελίδα Διδάσκοντα
Ιστοσελίδα Μαθήματος
Σκοπός Μαθήματος
Tο µάθηµα απευθύνεται σε µεταπτυχιακούς φοιτητές. Αποσκοπεί στην, σε βάθος, κατανόηση της φυσικής λειτουργίας των θεµελιωδών ηµιαγωγικών διατάξεων, µέσω της αναλυτικής µαθηµατικής περιγραφής των παρατηρούµενων φυσικών διεργασιών και των χαρακτηριστικών λειτουργίας των διατάξεων. Οι αποκτώµενες γνώσεις αποτελούν το απαραίτητο επιστηµονικό υπόβαθρο για περαιτέρω ενασχόληση µε θέµατα µικρο-, νανο- και οπτο-ηλεκτρονικής.
Πρόγραμμα
Τρίτη 09:00-11:00, Αίθουσα 4
Τετάρτη 09:00-11:00, Αίθουσα 4
Παρασκευή 09:00-11:00, Αίθουσα 4
Τετάρτη 09:00-11:00, Αίθουσα 4
Παρασκευή 09:00-11:00, Αίθουσα 4
Διδακτέα Ύλη
Στοιχεία φυσικής ηµιαγωγών: Οικογένειες ηµιαγωγών, ενεργειακές ζώνες, ενεργός µάζα, ελεύθερο ηλεκτρόνιο και οπή, διάγραµµα ενεργειακών ζωνών, κατανοµή και συγκεντρώσεις φορέων σε ισορροπία, γένεση-επανασύνδεση, ρεύµατα ολίσθησης και διάχυσης, ψευδοστάθµες Fermi, εξισώσεις συνέχειας, εξισώσεις διάχυσης φορέων µειονότητας.
Δίοδος επαφής pn: Απότοµη και γραµµική επαφή, ηλεκτροστατική περιγραφή, σχέσεις C-V, σχέση I-V ιδανικής διόδου, αποκλίσεις από την ιδανική περιγραφή.
Διπολικό τρανζίστορ (BJT): Ορολογία, σύµβολα και τρόποι λειτουργίας, σχέσεις I-V ιδανικού τρανζίστορ, σχέσεις I-V για επανασυνδέσεις στη βάση, άλλες αποκλίσεις από ιδανικότητα, Εξισώσεις Ebers-Moll.
Επαφή µετάλλου-ηµιαγωγού: Διάγραµµα ενεργειακών ζωνών ιδανικής επαφής, ανορθωτική επαφή (δίοδος Schottky), ηλεκτροστατική περιγραφή, φαινόµενο Schottky, σχέση I-V, θεωρία θερµιονικής εκποµπής, θεωρία διάχυσης, ρεύµατα φαινοµένου σήραγγος, πειραµατικός προσδιορισµός ΦΒ και Vbi, επίδραση επιφανειακών καταστάσεων, ωµικές επαφές.
Επαφή µετάλλου-µονωτή-ηµιαγωγού: Επαφή µετάλλου-οξειδίου-πυριτίου (MOS), πόλωση της MOS, διαφορετικές ηλεκτρικές καταστάσεις του ηµιαγωγού, χωρητικότητα, τάση «flat- band»,τάση κατωφλίου και φορτίο στρώµατος αναστροφής, επίδραση φορτίων οξειδίου και διεπιφάνειας, διατάξεις CCD.
Τρανζίστορ επίδρασης εγκάρσιου πεδίου (FET): Εξαγωγή σχέσεων I-V για τρανζίστορ FET πύλης επαφής pn (JFET), διόδου Schottky (MESFET) και επαφής MOS (MOSFET), προσδιορισµός παραµέτρων MOSFET.
Δίοδος επαφής pn: Απότοµη και γραµµική επαφή, ηλεκτροστατική περιγραφή, σχέσεις C-V, σχέση I-V ιδανικής διόδου, αποκλίσεις από την ιδανική περιγραφή.
Διπολικό τρανζίστορ (BJT): Ορολογία, σύµβολα και τρόποι λειτουργίας, σχέσεις I-V ιδανικού τρανζίστορ, σχέσεις I-V για επανασυνδέσεις στη βάση, άλλες αποκλίσεις από ιδανικότητα, Εξισώσεις Ebers-Moll.
Επαφή µετάλλου-ηµιαγωγού: Διάγραµµα ενεργειακών ζωνών ιδανικής επαφής, ανορθωτική επαφή (δίοδος Schottky), ηλεκτροστατική περιγραφή, φαινόµενο Schottky, σχέση I-V, θεωρία θερµιονικής εκποµπής, θεωρία διάχυσης, ρεύµατα φαινοµένου σήραγγος, πειραµατικός προσδιορισµός ΦΒ και Vbi, επίδραση επιφανειακών καταστάσεων, ωµικές επαφές.
Επαφή µετάλλου-µονωτή-ηµιαγωγού: Επαφή µετάλλου-οξειδίου-πυριτίου (MOS), πόλωση της MOS, διαφορετικές ηλεκτρικές καταστάσεις του ηµιαγωγού, χωρητικότητα, τάση «flat- band»,τάση κατωφλίου και φορτίο στρώµατος αναστροφής, επίδραση φορτίων οξειδίου και διεπιφάνειας, διατάξεις CCD.
Τρανζίστορ επίδρασης εγκάρσιου πεδίου (FET): Εξαγωγή σχέσεων I-V για τρανζίστορ FET πύλης επαφής pn (JFET), διόδου Schottky (MESFET) και επαφής MOS (MOSFET), προσδιορισµός παραµέτρων MOSFET.
Βιβλιογραφία
«Οπτοηλεκτρονική», Jasprit Singh, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α.ΤΖΙΟΛΑ Ε., 1998
«Αρχές Ηλεκτρονικών Υλικών και Διατάξεων», S. O. Kasap, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Παπασωτηρίου, 2004
«Device Electronics for Integrated Circuits», R.S. Muller & T.I. Kamins, 2nd Edition, John Wiley & Sons, NY, 1986
«Advanced Semiconductor Fundamentals», R. F. Pierret, Modular Series on Solid State Devices v.6, Addison-Wesley, 1989
«The PN Junction Diode», Second Edition, G. W. Neudeck, Modular Series on Solid State Devices v.2, Addison-Wesley, 1989
«The Bipolar junction Transistor», G. W. Neudeck, Modular Series on Solid State Devices v.3, Addison-Wesley, 1989
«Physics of Semiconductor Devices», 3rd edition, S. M. Sze and K. K. Ng, John Wiley & Sons, NJ, 2007
«Physics of Semiconductor Devices», M. Shur, Prentice Hall, NJ, 1990
«Solid State electronic Devices», B.G. Streetman and S. Banerjee, 6th Edition, Prentice Hall
«Αρχές Ηλεκτρονικών Υλικών και Διατάξεων», S. O. Kasap, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Παπασωτηρίου, 2004
«Device Electronics for Integrated Circuits», R.S. Muller & T.I. Kamins, 2nd Edition, John Wiley & Sons, NY, 1986
«Advanced Semiconductor Fundamentals», R. F. Pierret, Modular Series on Solid State Devices v.6, Addison-Wesley, 1989
«The PN Junction Diode», Second Edition, G. W. Neudeck, Modular Series on Solid State Devices v.2, Addison-Wesley, 1989
«The Bipolar junction Transistor», G. W. Neudeck, Modular Series on Solid State Devices v.3, Addison-Wesley, 1989
«Physics of Semiconductor Devices», 3rd edition, S. M. Sze and K. K. Ng, John Wiley & Sons, NJ, 2007
«Physics of Semiconductor Devices», M. Shur, Prentice Hall, NJ, 1990
«Solid State electronic Devices», B.G. Streetman and S. Banerjee, 6th Edition, Prentice Hall
