Studenti budou umět:

1. Charakterizovat teoretickou podstatu základních elektrofyzikálních parametrů materiálů používaných v elektronice, zejména polovodičů, a to jak ve stacionárním tak nestacionárním stavu,

2. Zvolit vhodnou metodiku měření vybraných statických i dynamických parametrů polovodičů v typických konfiguracích technické praxe,

3. Formulovat předpoklady správného měření vybraných parametrů a posoudit důsledky jejich nesplnění s ohledem na požadovanou přesnost měření

4. Zohlednit rizikové parazitní efekty a posoudit míru jejich vlivu na výsledky měření

5. Metodiku měření parametrů polovodičů přiměřeně extrapolovat na vodiče a izolanty

Students will be able to:

1. To characterize the theoretical basis of basic electrophysical parameters of the materials used in electronics, particularly semiconductors, both in stationary and non-stationary state,

2. Select the appropriate measurement methodology selected static and dynamic parameters of semiconductors in typical configurations of practice,

3. Formulate assumptions correct measurement of selected parameters and to assess the consequences of non-compliance with the required accuracy of measurement

4. Take into account the risk parasitic effects and to assess the extent of their influence on the measurement results

5. Methodology for measuring parameters of semiconductor reasonably extrapolated to the conductors and insulators

Z: Náhlík J.: Diagnostika materiálů. Skriptum VŠCHT Praha. 1990

Z: Frank H.: Fyzika a technika polovodičů. SNTL, Praha 1990

D: Koblížek V.: Měření základních vlastností elektrotechnických materiálů. Skriptum FEL ČVUT Praha, Praha 1979,

D: Frank H., Šnejdar V.: Principy a vlastosti polovodičových součástek. SNTL, Praha 1976.

D: Runyan W. R.: Semiconductor measurements and Instrumentation. Springer; New York, Berlin 1975

R: Náhlík J.: Diagnostika materiálů. Skriptum VŠCHT Praha. 1990

R: Frank H.: Fyzika a technika polovodičů. SNTL, Praha 1990

A: Koblížek V.: Měření základních vlastností elektrotechnických materiálů. Skriptum FEL ČVUT Praha, Praha 1979,

A: Frank H., Šnejdar V.: Principy a vlastosti polovodičových součástek. SNTL, Praha 1976.

A: Runyan W. R.: Semiconductor measurements and Instrumentation. Springer; New York, Berlin 1975

Předmět je zakončen ústní zkouškou s možností písemné přípravy. Zkouška má podobu přibližně hodinové diskuse na alespoň tři hlavní témata, která určuje zkoušející. Předpokládá se celkový přehled o odpřednesené látce, prezentace důležitých předpokladů a závěrů a dedukce zákdních souvislostí ve smyslu přednášek a praktických ukázek.

The course is concluded with an oral exam with written preparation. The test takes the form of approximately one-hour discussion for at least three main themes, which determines the examiner. Assumed an overview of the delivered substance, the presentation of important assumptions and conclusions and inferences the connections within the meaning of lectures and practical demonstrations.

1. Vodiče, polovodiče, izolanty, dielektrika a magnetika v interakci s elektromagnetickým polem. Klasifikace základních parametrů polovodičů.

2. Typ polovodiče a metodika jeho zjišťování. Úskalí vodivostních metod.

3. Vodivost materiálů a její fyzikální podstata. Pojem koncentrace a driftové pohyblivosti volných nosičů náboje.

4. Objemová, plošná a povrchová rezistivita materiálu. Definice a vzájemné souvislosti.

5. Metodické problémy měření na polovodičích a jejich řešení. Požadavky na kontakty podle jejich funkce a metody jejich realizace. Pojem a metodika přípravy ohmických kontaktů.

6. Měření rezistivity materiálů na vzorcích pravidelné geometrie. Pojem geometrického faktoru.

7. Základní teorie měření na vzorku polonekonečného objemu a infinitezimálně tenké rovinné vrstvy nekonečné plochy.

8. Měření rezistivity sondovými metodami na reálných vzorcích z výrobní praxe; systém korekčních funkcí, jejich praktický význam a použití s ohledem charakter vzorku a požadovanou přesnost měření.

9. Odpor šíření a rezistivita materiálů � mikronehomogenity, profilování na šikmém výbrusu. Principy bezkontaktních metod měření rezistivity ve výrobní praxi.

10. Hallův jev a jeho specifika u polovodičů. Souvislost Koncentrace volných nosičů náboje a koncentrace dopantů.

11. Metodika měření Hallovy konstanty na vzorcích pravidelné geometrie a metodou van der Pauw. Nežádoucí jevy při hallovských měřeních a možnosti minimalizace jejich vlivu.

12. Nerovnovážné nosiče náboje v polovodičích; pojem, základní parametry a model individuálního chování nerovnovážných nosičů náboje.

13. Chování „balíku“ nerovnovážných nosičů náboje v polovodiči v elektrickém poli; ambipolární pohyblivost a ambipolární difúzní koeficient.

14. Vybrané metody měření parametrů nerovnovážných nosičů náboje.

1. Conductors, semiconductors, insulators, dielectrics and magnetics interact with the electromagnetic field. Classification of basic parameters of semiconductors.

2. Type of semiconductors and methodology of the survey. Pitfalls conductivity methods.

3. Conductivity of the material and its physical nature. The concept of concentration and drift mobility of free charge carriers.

4. Volume, sheet and surface resistivity of the material. Definitions and mutual relations.

5. Methodological problems of measurement on semiconductors and their solutions. Requirements contacts according to their functions and methods of their implementation. The concept and methodology of preparation of ohmic contacts.

6. Measurement of materials resistivity of samples with regular geometry. The concept of a geometric factor.

7. Basic theory of resistivity measurements on a half-infinite volume sample and infinitesimal thin surface layer of infinite space.

8. Probes method of resistivity measurement on real samples of manufacturing experience; correction functions system, their practical significance and application with regard to the nature of the sample and the desired accuracy.

9. Spreading resistance and resistivity materials micro-inhomogenity, profiling the oblique cut. The principles of non-contact resistivity measurement methods in manufacturing operations.

10. Hall effect and the specifics of semiconductors. Relationship concentration of free charge carriers and dopant concentration.

11. Methodology Hall effect measurements on samples of regular geometry and van der Pauw method. Adverse effects during Hall measurements and minimization of their impact.

12. Non-equilibrium charge carriers in semiconductors; concept, the basic parameters of a model of individual behavior of non-equilibrium charge carriers.

13. Behavior of "package" of non-.equilibrium charge carriers in semiconductors in an electric field; am-bipolar mobility and am-bipolar diffusion coefficient.

14. Selected methods of measuring the parameters of non-equilibrium charge carriers.

Průběžné konzultace v individuálně dohodnutých termínech.

Ongoing consultations individually agreed terms.

Elektronika

Základy měřicí techniky

Electronics

Fundamentals of Measurement Techniques