Твердотільна електроніка, частина 1
Спеціальність: Мікро- та наносистеми Інтернету речей
Код дисципліни: 6.176.03.O.029
Кількість кредитів: 7.00
Кафедра: Напівпровідникова електроніка
Лектор: д.т.н., проф. Дружинін Анатолій Олександрович
Семестр: 5 семестр
Форма навчання: денна
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 - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
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).