Твердотільна електроніка, частина 1

Спеціальність: Мікро- та наносистеми Інтернету речей
Код дисципліни: 6.153.03.O.030
Кількість кредитів: 7.00
Кафедра: Напівпровідникова електроніка
Лектор: д.т.н., проф. Дружинін Анатолій Олександрович
Семестр: 5 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Мета вивчення навчальної дисципліни та результати навчання полягають у вивченні фізичних процесiв, якi визначають принцип дiї, властивостi, характеристики і параметри рiзних напiвпровiдникових приладiв в дискретному і iнтегральному виконаннi. Матеріал, який викладається в даній дисципліні, необхідний для практичної діяльності студента при освоєнні майбутніх курсів а також як для фахівця, бакалавра спеціальності „Мікро- та наносистемна техніка.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей: загальні компетентності: 1. Базові знання фундаментальних наук, в обсязі, необхідному для освоєння загально-професійних дисциплін; в галузі мікро- та наносистемної техніки, необхідні для освоєння професійно-орієнтованих дисциплін. 2. Уміння розв’язувати поставлені задачі та приймати відповідні рішення; здатність до аналізу та синтезу, до застосування знань на практиці; 3. Здатність здійснювати пошук та аналізувати інформацію з різних джерел; мати дослідницькі навички; уміння працювати як індивідуально, так і в команді. фахові компетентності: 1. Базові знання наукових понять, теорій і методів, необхідних для розуміння принципів роботи та функціонального призначення приладів та пристроїв мікро- та наносистемної техніки; базові знання основних нормативно-правових актів та довідкових матеріалів, чинних стандартів і технічних умов, інструкцій та інших нормативно-розпорядчих документів в галузі «Автоматизація та приладобудування»; 2. здатність використовувати знання й уміння для розрахунку, дослідження, вибору, впровадження, ремонту, та проектування приладів та пристроїв мікро- та наносистемної техніки та їх складових; вміння розробляти методи оцінки якості матеріалів мікро- та наносистемної техніки, методи випробувань приладів та пристроїв, систем метрологічної повірки; уміння аргументувати вибір методів розв’язування спеціалізованих задач, критично оцінювати отримані результати та захищати прийняті рішення.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання: 1. Знати основні етапи розвитку твердотільної електроніки; 2. Знати класифікацію матеріалів за їх електричними властивостями; 3. Аналізувати електрофізичні властивості провідникових, напівпровідникових та діелектричних матеріалів; 4. Аналізувати фізичні процеси в металах, напівпровідниках і діелектриках; 5. Знати класифікацію магнітних матеріалів та їх властивості.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни 1. Квантова механіка і статистична фізика 2. Фізика напівпровідників та діелектриків, частина 1 3. Квантова електроніка та лазерна техніка Супутні і наступні навчальні дисципліни: 1.Основи мікро-та нанотехнології 2.Фізика напівпровідників та діелектриків, частина 2 3.Мікросхемотехніка, частина 1,2
Короткий зміст навчальної програми: Програма навчальної дисципліни “Твердотільна електроніка” укладена для студентів інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки, які навчаються за спеціальністю Мікро- та наносистемна техніка. Навчальна дисципліна присвячена вивченню основних фізичних процесів у напівпровідникових приладах та пристроях мікронаносистемної техніки. Значна увага приділяється математичному аналізу роботи напівпровідникових приладів і поясненню фізичних явищ. Детальніше аналізується фізика контактних явищ у напівпровідниках, контактах метал–напівпровідник, структурах метал-діелектрик-напівпровідник; статичні характеристики і динамічні параметри біполярних і польових транзисторів, а також зміну параметрів і властивостей напівпровідникових приладів у залежності від режимів роботи.
Опис: Фiзика контактних явищ в напiвпровiдниках. . Носії заряду в рівноважних напівпровідниках. Стаціонарні фізичні явища в p-n-переходах. Фiзичнi основи контакту метал-напiвпровiдник. Напiвпровiдниковi діоди. Стацiонарний режим роботи напiвпровiдникового діода. Нестаціонарні фізичні процеси внапівпровідникових діодах. ВАХ напiвпровiдникового дiода пiд час пробою p-n-переходу. Різновиди напівпровідникових діодів. Бiполярнi транзистори Фiзичнi основи бiполярних транзисторiв. Динамiчнi параметри і статичнi характеристики біполярного транзистора. Еквiвалентнi схеми i характеристичнi параметри транзисторів. Залежність параметрiв транзистора вiд режиму роботи і температури. Нестаціонарні фізичні процеси у бiполярних транзисторах. Аналiз процесiв у транзисторах з полем у базовiй областi.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль: виконані та захищені лабораторні роботи, розв’язування задач в аудиторії, виконання домашніх завдань. Підсумковий контроль: екзамен.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль-20, екзаменаційний контроль-80 відсотківю
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Дружинін, А. О. (2009). Твердотільна електроніка. Фізичні основи і властивості напівпровідникових приладів. Львів: Видавництво Національного університету" Львівська політехніка. - 332 с. 2. Дружинін А.О., Лях-Кагуй Н.С., Нічкало С.І. (2017). Лабораторний практикум з твердотільної електроніки. Частина 1: Напівпровідникові діоди та біполярні транзистори: метод. вказівки для студентів базового напряму 6.050801 "Мікро- та наноелектроніка" та спеціальності 153 "Мікро- та наносистемна техніка" / уклад.: А.О. Дружинін, Н.С. Лях-Кагуй, С.І. Нічкало.– Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2017.– 64 с. 3. Дружинін А.О., Нічкало С.І., Лях-Кагуй Н.С. (2018). Лабораторний практикум з твердотільної електроніки. Частина 2: Тиристори. Польові транзистори: метод. вказівки для студентів базового напряму 6.050801 "Мікро- та наноелектроніка" та спеціальності 153 "Мікро- та наносистемна техніка" / уклад.: А.О. Дружинін, С.І. Нічкало, Н.С. Лях-Кагуй.– Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2018.– 48 с. 4. Дружинін А.О., Лях-Кагуй Н.С., Нічкало С.І. (2019). Розрахунок і проектування напівпровідникових діодів і транзисторів як елементів мікро- та наносистемної техніки: методичні вказівки до виконання курсової роботи з курсу «Твердотільна електроніка, частина 1» для студентів базового напряму 6.050801 «Мікро- та наноелектроніка» та спеціальності 153 «Мікро- та наносистемна техніка» – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2019. – 46 с. 5. Дружинін А.О., Лях-Кагуй Н.С., Нічкало С.І. (2020). Розрахунок і проєктування польових транзисторів як елементів мікро- та наносистемної техніки: методичні вказівки до виконання курсової роботи з курсу «Твердотільна електроніка, частина 1» для студентів базового напряму 6.050801 «Мікро- та наноелектроніка» та спеціальності 153 «Мікро- та наносистемна техніка» – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2020. – 40 с. 6. Дружинін А.О., Лях-Кагуй Н.С., Нічкало С.І. Твердотільна електроніка. Ч.2: електронний навчально-методичний комплекс.– реєстраційний номер № Е41-124-96/2021 від 13.05.2021 р.– Сертифікат №03993. адреса розміщення: http://vns.lpnu.ua/course/view.php?id=6000 7. Дружинін А.О., Лях-Кагуй Н.С. Твердотільна електроніка. Ч.1: електронний навчально-методичний комплекс.– реєстраційний номер № Е41-124-24/2015 від 16.06.2015 р.– адреса розміщення: http://vns.lp.edu.ua/course/view.php?id=13009 8. Дружинін А.О., Островський І.П., Ховерко Ю.М., Нічкало С.І. (2013). Прилади на основі МОН-структур в мікро- та наноелектроніці: конспект лекцій для магістрів та спеціалістів спеціальності 7.05080101 (8.05080101) “Мікро- і наноелектронні прилади та пристрої”. – Львів: Видавництво Львівської політехніки. – 68 с. http://vns.lpnu.ua/course/view.php?id=6000 http://vns.lp.edu.ua/course/view.php?id=13009 http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/38908 http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/38908 https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/24896/1/tverdotilna_elektronika.pdf
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).