FYS2210 - Halvlederkomponenter
Kort om emnet
Moderne integrerte kretser er bygd opp av mange halvlederstrukturer slik som transistorer og dioder. Kurset gir en fysisk beskrivelse av hvorledes disse enhetsstrukturene virker. Studenten blir introdusert til elektroniske og optiske prosesser i halvledere og anvender denne kunnskap til å beskrive elektroniske komponenter som transistorer( bipolar, JFET, MOS, HEMT), fotodioder, solceller og lasere. Studentene vil lage sine egne komponenter i UiOs nye renromslaboratorium for mikro- og nanoteknologi.
Hva lærer du?
Etter kurset skal studentene kunne:
- gjøre rede for grunnleggende egenskaper til halvledermaterialer, som bandgap, ladningsbærere, mobilitet, doping, Ferminivå, ledningsevne og –type, rekombinasjon og luminiscens.
- analytisk beregne drift- og diffusjonsstrømmer i halvledermaterialer og spesielt for overganger mellom p- og n-lag.
- beskrive virkemåten til en diode og analytisk beregne kontakpotensial, deplesjonsone, elektrisk feltstyrke, ladningsbærerfordelinger og strøm-spenning forhold.
- gjøre rede for virkemåten til felteffekttransistorer og bipolartransistor og angi hvilke materialegenskaper som er kritiske. Bruke analytiske modeller for disse transistorer og beregne samband mellom strøm og spenning.
- beskrive optiske prosesser i halvledermaterialer og gjøre rede for virkemåten til lysdiode, fotodetektor og solcelle. Spesiellt skal studenten kunne analysere en solcelle og beregne dens elektriske effekt.
- praktisk lage en Schottky diode på egen hånd i renrom og med støtte fra andre også lage en metall-oksid-felteffekt-transistor. Deretter skal studenten kunne måle elektrisk på komponentene og evaluere ytelsen.
- innhente opplysninger på egen hånd og vurdere nye halvledermaterialer og -komponenter med hensyn til fotovoltaiske (solcelle) og elektroniske anvendelser.
Opptak og adgangsregulering
Studenter må hvert semester søke plass på undervisningen og melde seg til eksamen i StudentWeb.
Dersom du ikke allerede har studieplass ved UiO, kan du søke opptak til våre studieprogrammer, eller søke om å bli enkeltemnestudent.
Forkunnskaper
Obligatoriske forkunnskaper
I tillegg til generell studiekompetanse eller realkompetanse må du dekke spesielle opptakskrav:
En av disse:
- Matematikk R1
- Matematikk (S1+S2)
Og en av disse:
- Matematikk (R1+R2)
- Fysikk (1+2)
- Kjemi (1+2)
- Biologi (1+2)
- Informasjonsteknologi (1+2)
- Geofag (1+2)
- Teknologi og forskningslære (1+2)
De spesielle opptakskravene kan også dekkes med fag fra videregående opplæring før Kunnskapsløftet, eller på andre måter. Les mer om spesielle opptakskrav.
Anbefalte forkunnskaper
FYS1120 - Elektromagnetisme, FYS1210 - Elektronikk med prosjektoppgaver, FYS2140 - Kvantefysikk og FYS2160 - Termodynamikk og statistisk fysikk.
Undervisning
Undervisningen strekker seg over hele semesteret m/ 2 timer forelesning og 2 timer regneøvelse per uke. Konsentrerte laboratorieøvelser der en arbeider 5 økter av 4 timer. Obligatorisk oppmøte på lab og obligatorisk innlevering av lab-rapporter. Må være godkjent for å kunne gå opp til eksamen.
Eksamen
Skriftlig midttermineksamen, 3 timer, (medio oktober) som vektes ca. 20%. Labrapport som vektes ca. 20%. Avsluttende muntlig eksamen (primo desember) som vektes ca. 60%.
Hjelpemidler
Ingen hjelpemidler er tillatt.
Karakterskala
Emnet bruker karakterskala fra A til F, der A er beste karakter og F er stryk. Les mer om karakterskalaen.
Begrunnelse og klage
Du kan be om begrunnelse for eksamenskarakterene, og du kan klage over karakterfastsettingen eller over formelle feil ved eksamen. Les mer om begrunnelse og klage.
Adgang til ny eller utsatt eksamen
Du kan vanligvis ta eksamen på nytt, men tidspunktet er avhengig av om du hadde gyldig forfall til ordinær eksamen. Les mer om å ta eksamen på nytt.
Tilrettelagt eksamen
En student som har en funksjonshemning og/eller kroniske eller akutte helseproblemer som fører til vesentlige ulemper i eksamenssituasjonen i forhold til andre studenter, kan søke om tilrettelegging ved eksamen. Mødre som ammer kan søke om tilleggstid på eksamen.
Evaluering av emnet
Tilbakemelding fra studentene våre er avgjørende for at vi skal kunne tilby best mulige emner og studieprogrammer. Vi gjennomfører fortløpende evaluering av dette emnet, og med jevne mellomrom ber vi studentene delta i en mer omfattende, periodisk evaluering av emnet.
Periodisk emneevaluering: rapport fra høstsemesteret 2009