Sök i kursutbudet

Använda sökfunktionen för att hitta i Chalmers utbildningsutbud, både vad gäller kurser och program. När det finns en kurshemsida visas en hus-symbol som leder till denna sida. Tänk på att välja det läsår du vill se information om.
Sök program och utbildningsplaner


Institutionernas kurser för doktorander

​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​

Kursplan för

Läsår
MCC085 - Mikroelektronik
 
Kursplanen fastställd 2010-02-22 av programansvarig (eller motsvarande)
Ägare: TKELT
7,5 Poäng
Betygskala: TH - Fem, Fyra, Tre, Underkänt
Utbildningsnivå: Grundnivå
Huvudområde: Elektroteknik
Institution: 59 - MIKROTEKNOLOGI OCH NANOVETENSKAP


Undervisningsspråk: Svenska

Modul   Poängfördelning   Tentamensdatum
Lp1 Lp2 Lp3 Lp4 Sommarkurs
0107 Laboration 1,0hp Betygskala: UG   1,0hp    
0207 Tentamen 5,5hp Betygskala: TH   5,5hp   23 Okt 2010 em M,  13 Jan 2011 em M,  26 Aug 2011 em V
0307 Projekt 1,0hp Betygskala: UG   1,0hp    

I program

TKELT ELEKTROTEKNIK, CIVILINGENJÖR, Årskurs 3 (obligatorisk)

Examinator:

Bitr professor  Kjell Jeppson
Docent  Per Lundgren


Ersätter

ETI145   Mikroelektronik: Komponenter och kretsar

Kursutvärdering:

http://document.chalmers.se/doc/153622401


  Gå till kurshemsida

Behörighet:

För kurser inom Chalmers utbildningsprogram gäller samma behörighetskrav som till de(t) program kursen ingår i.

Kursspecifika förkunskaper

Fysik (FFY401), Fysik 2 (FFY143), Kretsanalys (EMI083), Elektronik (ETI146), Elektromagnetiska fält (EEM015) och Matematisk analys i en variabel (TMV136)

Syfte

Kursen är en introduktionskurs till mikroelektroniska komponenter och dess syfte är att skapa fysikalisk förståelse för hur sådana komponenter fungerar och att utveckla fysikaliskt baserade modeller i form av ekvivalenta kretsar för dessa komponenter. I första hand behandlas pn-övergången och MOS fälteffekttransistorn, men även den bipolära transistorn berörs.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

· förklara hur halvledares ledningsförmåga varierar med parametrar som dopning, bandgap och temperatur
· föra kvalitativa fysikaliska resonemang kring de mekanismer som begränsar strömmen genom en komponent
· förenkla och renodla fysikaliska fenomen i material och komponenter med hjälp av styckevis linjära modeller
· beräkna strömmen genom en diod eller en transistor som funktion av pålagda spänningar i olika spännings- och temperaturintervall och för olika komponentgeometrier
· mäta på dioder och transistorer och från mätningarna bestämma värdena på viktiga modellparametrar
· illustrera komponentkarakteristika, belastningslinjer, arbetspunkter och kretsars utsignaler med enkla grafer
· tillämpa dimensionsanalys vid fysikaliska beräkningar.

Dessutom ska man ha förvärvat insikter om skillnaden mellan små- och storsignalanalys.

Innehåll

Halvledares ledningsförmåga: intrinsisk/extrinsisk halvledare, dopning (donatorer/acceptorer), dopningsberoende, laddningsbärare, majoritets- och minoritetsbärare, rörlighet, bandgap, Fermi-Diracs fördelningsfunktion, fermipotential, temperaturberoende

pn-övergången: ideal diod (styckevis linjär modell), kontaktpotential, serieresistans, enkla diodkretsar, ideala diodekvationen, idealitetsfaktorn, strömbegränsande mekanismer, spärrskikt, genombrott, kapacitansegenskaper, transientegenskaper

MOS-transistorn som switch, styrbar resistans, strömkälla. Styckevis linjär och kvadratisk strömmodell, utgångs- och överföringskarakteristik. Enkla MOS-kretsar. Gradvisa kanalapproximationen. MOS-transistorns banddiagram. Andra ordningens effekter: subtröskelström, kanallängdsmodulation, hastighetsmättnad, mobility roll-off.

Diffusion och rekombination. Kontinuitetsekvationen. Diffusionsekvationen. Diffusionsbegränsad ström.

Bipolärtransistorn: transportsström, transportmodellen, diffusion, laddningslagring, basviddsmodulation, småsignalmodell.

Organisation

Traditionellt upplägg med föreläsningar och räkneövningar. Diodprojekt med diodmätningar via internet med skriftlig redovisning. MOS-transistor hands-on laboration. Styckevis linjära modeller och kurvplottning i studiomiljö.

Litteratur

Kjell Jeppson: Kurshäfte i Mikroelektronik, 2009

eller
Robert F. Pierret: Semiconductor Device Fundamentals
Prentice Hall (1996)
book cover

Examination

Kursen består av tre delmoment som examineras var för sig. Slutbetyget sätts av den skriftliga tentamen.

Den skriftliga tentamen består av två delar. Den första delen (teoridelen) innehåller bl a fyra grundläggande delfrågor, en på var och en av kursens fyra huvudavsnitt (allmänna halvledaregenskaper, pn-övergången, MOS-transistorn och bipolärtransistorn). Minst tre av dessa måste vara korrekt besvarade för godkänt betyg och för att resten av tentamen ska bedömas. Inga hjälpmedel är tillåtna för teoridelen.

Den andra delen (problemdelen) innehåller tre problem som ska lösas med kurshäfte/kursbok och formelsamling som tillåtna hjälpmedel. För godkänt krävs minst tre poäng på en uppgift eller fyra poäng på två av uppgifterna. Totalt krävs åtta poäng av arton möjliga för godkänt betyg.


Sidansvarig Publicerad: må 13 jul 2020.