Физика полупроводников

2023/2024

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

4

Кредиты

Кто читает:

Департамент физики

Статус:

Курс обязательный

Когда читается:

4-й курс, 1, 2 модуль

Преподаватель

Шендерович Игорь Евгеньевич

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина направлена на формирование у студентов теоретических знаний о физических свойствах полупроводников и принципах работы полупроводниковых приборов, способах их описания и использования в практической работе.

Цель освоения дисциплины

• Целями освоения дисциплины «Физика полупроводников и приборов» являются формирование у студентов теоретических знаний о физических свойствах полупроводников и принципах работы полупроводниковых приборов, способах их описания и использования в практической работе.

Планируемые результаты обучения

• Умеет описывать поведение носителей заряда в электрическом поле, подвижность, дрейфовый поток и ток. Знает явление диффузии, коэффициент диффузии, диффузионный поток и ток. Знает основные типы рекомбинации, умеет записывать уравнение непрерывности.
• Умеет различать проводники, полупроводники, диэлектрики, знает, что такое электроны и дырки в полупроводниках. Умеет рассчитывать эффективную массу. Знает различие собственных и примесных полупроводников, доноров и акцепторов.
• Знает особенности зонной диаграммы гетероперехода, разрывы зон, описывать протекание тока в гетероструктуре, односторонняя инжекция, явление сверхинжекции, описывать зонную диаграмму контакта металл-полупроводник.
• Знает устройство, принцип действия и режимы работы диода, биполярного транзистора и полевого транзистор
• Умеет описывать поглощение и испускание света в полупроводниках, знает фотовольтаический эффект, принцип действия фотодиода. Умеет описывать люминесценцию полупроводников, спонтанное и стимулированное излучение.
• Умеет рассчитывать поверхностный и объемный заряд, знает уравнение Пуассона, модель полностью обедненного слоя, распределение электрического поля и потенциала в p-n структуре, область пространственного заряда, диффузионную разность потенциалов, барьерную емкость p-n структуры.

Содержание учебной дисциплины

• Тема 1. Основные понятия физики полупроводников
• Тема 2. Поведение зарядов в электрическом поле. Рекомбинация
• Тема 3. Зонная структура. Ток Шокли. p-n-структура
• Тема 4. Гетеропереходы, контакт металл-полупроводник
• Тема 5. Диоды, биполярный и полевой транзисторы
• Тема 6. Оптические свойства полупроводников

Элементы контроля

• Контрольная работа
  Контрольная работа проводится в письменной форме. Контрольная работа состоит из 5 вопросов. За каждый правильный ответ студент получает 4 балла. Время на подготовку 2 часа.
• Экзамен
  Экзамен проверяет освоение учащимся материала курса, а также умение самостоятельно пользоваться полученными знаниями. Экзаменационный билет состоит из двух вопросов из списка вопросов к экзамену. После ответа на вопросы экзаменатор задаёт дополнительные вопросы. Ответ на дополнительные вопросы не предполагает трудоёмких вычислений или длинных рассуждений и проверяет общее знание курса. На подготовку ответа выделяется 2,5 часа.

Промежуточная аттестация

• 2023/2024 учебный год 2 модуль
  0.5 * Контрольная работа + 0.5 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Старосельский, В. И.  Физика полупроводниковых приборов микроэлектроники : учебное пособие для вузов / В. И. Старосельский. — Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 463 с. — (Бакалавр. Академический курс). — ISBN 978-5-9916-0808-4. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/425163 (дата обращения: 28.08.2023).

Рекомендуемая дополнительная литература

• Peter YU, & Manuel Cardona. (2010). Fundamentals of Semiconductors : Physics and Materials Properties (Vol. 4th ed. 2010). Springer.