FYS3280 – Halvlederkomponenter
Beskrivelse av emnet
Kort om emnet
Moderne integrerte kretser er bygd opp av mange halvlederstrukturer slik som transistorer og dioder. Emnet gir en fysisk beskrivelse av elektroniske og optiske prosesser i halvledere og anvender denne kunnskapen til ? beskrive komponenter som transistorer, fotodioder, solceller og lasere. Studentene vil lage sine egne komponenter i UiOs renromslaboratorium for mikro- og nanoteknologi.
Hva l?rer du?
Etter ? ha fullf?rt emnet skal du kunne:
- gj?re rede for grunnleggende egenskaper til halvledermaterialer (b?ndgap, ladningsb?rere, mobilitet, doping, Ferminiv?, ledningsevne og -type, rekombinasjon og luminiscens), og analytisk beregne drift- og diffusjonsstr?mmer.
- beskrive virkem?ten til en diode og analytisk beregne kontaktpotensial, deplesjonsone, elektrisk feltstyrke, ladningsb?rerfordelinger og str?m-spenning forhold.
- gj?re rede for virkem?ten til felteffekttransistorer og bipolare transistorer, og bruke analytiske modeller til ? beregne forhold mellom str?m og spenning.
- beskrive optiske prosesser i halvledermaterialer og gj?re rede for virkem?ten til fotodioder som?fotodetektorer og solceller. Spesielt skal du kunne analysere en solcelle, og beregne dens elektriske effekt.
- forklare forskjellen p? spontan og stimulert emisjon som hvordan dette?brukes i?lysdioder (LED) og lasere. I tillegg skal studenten kunne beskrive materialegenskapene som er viktige for LED og halvlederlasere.
- praktisk lage en Schottky-diode p? egen h?nd i renrom og med st?tte fra andre ogs? lage en metall-oksid-felteffekt-transistor. Deretter skal studenten kunne m?le elektrisk p? komponentene og evaluere ytelsen.
- innhente opplysninger p? egen h?nd og vurdere nye halvledermaterialer og -komponenter med hensyn til fotovoltaiske (solcelle) og elektroniske anvendelser.
Opptak til emnet
Studenter m? hvert semester?s?ke og f? plass p? undervisningen og melde seg til eksamen?i Studentweb.
Spesielle opptakskrav
I tillegg til?generell studiekompetanse?eller?realkompetanse?m? du dekke spesielle opptakskrav.
Du m? ha:
Matematikk R1 (eller Matematikk S1 og S2) + R2
Og en av disse:
Fysikk (1+2)
Kjemi (1+2)
Biologi (1+2)
Informasjonsteknologi (1+2)
Geofag (1+2)
Teknologi og forskningsl?re (1+2)
De spesielle opptakskravene kan ogs? dekkes med?fag fra videreg?ende oppl?ring f?r Kunnskapsl?ftet, eller p? andre m?ter.
Obligatoriske forkunnskaper
F?lgende emner m? tas f?r f?rste obligatorisk laboratorieundervisning i FYS3280:
Anbefalte forkunnskaper
- FYS1120 – Elektromagnetisme
- FYS1210 – Elektronikk med prosjektoppgaver
- FYS2140 – Kvantefysikk
- FYS2160 – Termodynamikk og statistisk fysikk
Overlappende emner
- 10 studiepoeng overlapp med FYS4280 – Halvlederkomponenter.
- 10 studiepoeng overlapp med FYS2210 – Halvlederkomponenter (videref?rt).
Undervisning
Det er obligatorisk oppm?te til f?rste forelesning. Du mister plassen p? emnet dersom gyldig forfall til f?rste forelesning ikke er meldt til Fysisk institutt (studieinfo@fys.uio.no) f?r forelesningen starter!
Undervisningen strekker seg over hele semesteret:
- 2-4 timer forelesning per uke (totalt 34 timer)
- 2 timer regne?velser per uke (totalt 27 timer)
- 5 laboratorie?velser à 4 timer (obligatorisk oppm?te)
Ettersom?undervisningen inneb?rer laboratorie- og/eller feltarbeid, b?r du?vurdere ? tegne en egen reise- og personskadeforsikring.?Les om hvordan du er forsikret som student.
Eksamen
- Skriftlig eksamen midt i semesteret, som teller?20 % av samlet karakter.
- Labrapport, som teller?20 % av samlet karakter. Labrapporten skrives p? grunnlag av de fem obligatoriske lab?velsene.
- Avsluttende muntlig eksamen, som teller 60 % av samlet karakter.
Du m? ha best?tt midttermeksamen, samt?levert og best?tt labrapport f?r?avsluttende muntlig eksamen.
Som eksamensfors?k i dette emnet teller ogs? fors?k i f?lgende tilsvarende emner: FYS4280 – Halvlederkomponenter
Hjelpemidler til eksamen
Tillate hjelpemidler p? skriftlig?midtveiseksamen:
- ?grim og Lian: St?rrelser og enheter i fysikk og teknikk
- Rottman: Matematisk formelsamling
- Godkjent kalkulator
- Formelsamling som deles ut i eksamenslokalet
Eksamensspr?k
Du kan besvare eksamen p? norsk, svensk, dansk eller engelsk.
Karakterskala
Emnet bruker?karakterskala fra A til F, der A er beste karakter og F er stryk. Les mer om?karakterskalaen.
Adgang til ny eller utsatt eksamen
Det arrangeres?utsatt eksamen?i starten av neste semester for studenter som dokumenterer gyldig frav?r fra ordin?r eksamen.
Det arrangeres?ny eksamen?for studenter som ikke best?r ordin?r eksamen.
Studenter som trekker seg under eksamen blir ikke tilbudt ny eksamen.
Mer om eksamen ved UiO
- Kildebruk og referanser
- Tilrettelegging p? eksamen
- Trekk fra eksamen
- Syk p? eksamen / utsatt eksamen
- Begrunnelse og klage
- Ta eksamen p? nytt
- Fusk/fors?k p? fusk
Andre veiledninger og ressurser finner du p? fellessiden om eksamen ved UiO.