Puolijohdefysiikka (E0142), 5 op

Perustiedot

Esitietovaatimukset

E0132 Puolijohdetekniikka 1

Sisältö (ydinaines ja -osaaminen)

Aineen elektronirakenne, Paulin kieltosääntö, johteiden, puolijohteiden ja eristeiden vyörakenne, suora- ja epäsuora puolijohde, varauksenkuljettajatiheydet termisessä tasapainossa, Fermi-taso, Hall-ilmiö, sähkövirran kulku puolijohteissa, pn-rajapinta (kynnysjännite, tyhjennysalue, kapasitanssi, varausjakautuma), diodityypit, bipolaaritransistorin toimintaperiaate ja parametrit.

Sisältö (täydentävä ja erityisosaaminen)

Orbitaalit, Heisenbergin epätarkkuusperiaate, valosähköinen ilmiö, varauksenkuljettajien ylimäärä, kvasi Fermi-tasot, metalli-puolijohdeliitos

Tiedolliset oppimistulokset (ydinaines ja -osaaminen)

Opiskelija tuntee puolijohteen yksinkertaistetun vyörakenteen, osaa selittää kvalitatiivisesti suoran ja epäsuoran puolijohteen eron, ymmärtää pn-rajapinnan toiminnan ja Hall-ilmiön sekä tuntee yleisimmät diodityypit.

Taidolliset oppimistulokset (ydinaines ja -osaaminen)

Opiskelija osaa laskea varauksenkuljettajien määrän eri tapauksissa, osaa laskea Fermi-tason sijainnin seostamattomassa ja seostetussa puolijohteessa sekä Fermi-jakauman sekä pn-rajapinnan kynnysjännitteen.

Kirjallisuus ja muu materiaali

Edwards-Shea, L., The Essence of Solid State Electronics

Opetusmenetelmät

Luokkahuoneopetusta: 56 h
Laboratoriotöitä: 10 h
Harjoitustyö: 15 h
Tentti: 3 h
Opiskelijan itseopiskelu (kuormittavuusanalyysi tehty 5/05): 50 h
Yhteensä: 134 h
Kuormittavuusanalyysin seuranta tehty: -

Opiskelijan kuormittavuus

Arvioinnin perusteet

Tuntikuulustelut, tentti, laboratoriotyöt ja pakolliset kotilaskut. Arvosana tuntikuulustelujen ja tentin perusteella. Kotilaskuilla mahdollisuus korottaa tentin arvosanaa yhdellä.

Koulutusohjelmakohtaiset kompetenssit

Puolijohde- ja anturitekniikka
Teoreettinen perusta ja matemaattis-luonnontieteelliset valmiudet (T)