FYS2210 – Halvlederkomponenter

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 kunnskap til å beskrive komponenter som transistorer, fotodioder, solceller og lasere. Studentene vil lage sine egne komponenter i UiOs renromslaboratorium for mikro- og nanoteknologi.

Hva lærer du?

Etter emnet skal studentene kunne:

• gjøre rede for grunnleggende egenskaper til halvledermaterialer (båndgap, ladningsbærere, mobilitet, doping, Ferminivå, ledningsevne og -type, rekombinasjon og luminiscens), og analytisk beregne drift- og diffusjonsstrømmer.

• beskrive virkemåten til en diode og analytisk beregne kontaktpotensial, deplesjonsone, elektrisk feltstyrke, ladningsbærerfordelinger og strøm-spenning forhold.

• gjøre rede for virkemåten til felteffekttransistorer og bipolare transistorer, og bruke analytiske modeller til å beregne forhold mellom strøm og spenning.

• beskrive optiske prosesser i halvledermaterialer og gjøre rede for virkemåten til lysdiode, fotodetektor og solcelle. Spesielt skal studenten kunne analysere en solcelle og beregne dens elektriske effekt.

• praktisk lage en Schottky diode på egen hånd i renrom og med støtte fra andre også lage en metall-oksid-felteffekt-transistor. Deretter skal studenten kunne måle elektrisk på komponentene og evaluere ytelsen.

• innhente opplysninger på egen hånd og vurdere nye halvledermaterialer og -komponenter med hensyn til fotovoltaiske (solcelle) og elektroniske anvendelser.

Opptak til emnet

Studenter må hvert semester søke og få plass på undervisningen og melde seg til eksamen i Studentweb.

Dersom du ikke allerede har studieplass ved UiO, kan du søke opptak til våre studieprogrammer, eller søke om å bli enkeltemnestudent.

Spesielle opptakskrav

I tillegg til generell studiekompetanse eller realkompetanse må du dekke spesielle opptakskrav.

Du må 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 forskningslære (1+2)

De spesielle opptakskravene kan også dekkes med fag fra videregående opplæring før Kunnskapsløftet, eller på andre måter.

Obligatoriske forkunnskaper

Følgende emner må tas før første obligatorisk laboratorieundervisning i FYS2210:

• HMS0503 – Laboratoriesikkerhet
• HMS0505 – El-sikkerhet

Anbefalte forkunnskaper

• FYS1120 – Elektromagnetisme
• FYS1210 – Elektronikk med prosjektoppgaver
• FYS2140 – Kvantefysikk
• FYS2160 – Termodynamikk og statistisk fysikk

Overlappende emner

• 10 studiepoeng overlapp med FYS3280 – Halvlederkomponenter.
• 10 studiepoeng overlapp med FYS4280 – Halvlederkomponenter.

Undervisning

Det er obligatorisk oppmøte til første forelesning. Du mister plassen på emnet dersom gyldig forfall til første forelesning ikke er meldt til Fysisk institutt studieinfo@fys.uio.no før forelesningen starter!

Undervisningen strekker seg over hele semesteret med totalt 34 timer forelesning og 27 timer regneøvelse. I tillegg kommer konsentrerte laboratorieøvelser (obligatorisk oppmøte) der du arbeider fem økter av fire timer. Du må ha bestått midttermeksamen og levert og bestått labrapport for å gå opp til avsluttende muntlig eksamen. Midttermeksamen, lab-rapport og muntlig slutteksamen vektes hhv 20%, 20% og 60% når endelig karakter fastsettes.

Ettersom undervisningen innebærer laboratorie- og/eller feltarbeid, bør du vurdere å tegne en egen reise- og personskadeforsikring. Les om hvordan du er forsikret som student.

Eksamen

Skriftlig midttermineksamen, 3 timer, vektes ca. 20%.

Labrapport vektes ca. 20%.

Avsluttende muntlig eksamen vektes ca. 60%.

Alle deleksamener må være bestått.

Hjelpemidler til eksamen

Hjelpemidler til midtveiseksamen:

Øgrim og Lian: Størrelser og enheter i fysikk og teknikk

Rottman: Matematisk formelsamling

Godkjent kalkulator

Formelsamling som deles ut i eksamenslokalet

Eksamensspråk

Du kan besvare eksamen på 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 fravær fra ordinær eksamen.

Det arrangeres ny eksamen for studenter som ikke består ordinær eksamen.

Studenter som trekker seg under eksamen blir ikke tilbudt ny eksamen.

Mer om eksamen ved UiO

• Kildebruk og referanser
• Tilrettelegging på eksamen
• Trekk fra eksamen
• Syk på eksamen / utsatt eksamen
• Begrunnelse og klage
• Ta eksamen på nytt
• Fusk/forsøk på fusk

Andre veiledninger og ressurser finner du på fellessiden om eksamen ved UiO.