Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

Fizika, Villamosságtan, Anyagtudomány, Elektronika, Mikroelektronika.

Az elektronika minden műszaki területen kulcsszerepet játszik. Az elektronikus rendszerek felépítéséhez szükséges eszközök átfogó, rendszerbe illesztett összefoglaló ismertetése olyan készséget alapoz meg, ami segíthet a mérnöki tevékenység során az optimális műszaki megoldás megtalálásában.

A tárgy kifejezetten a teljességre törekedve mutatja be az elektronikában használt eszközöket, alkatelemeket, alkatrészeket, különös tekintettel a működés fizikai alapjaira, az eszközök modelljeire, a konkrét megvalósítás (gyártástechnológia), a környezeti feltételek és az eszközparaméterek közötti összefüggésekre.

A tantárgy hézagpótló abban a tekintetben, hogy az Elektronika és Mikroelektronika tárgyakban nem ismertetett eszközökre is kitér, mélyebben ismerteti az eszközök működési elvét, ugyanakkor hangsúlyozottan törekedve az előbb említett tárgyakkal való átfedések kiküszöbölésére, illetve minimálisra való csökkentésére. Ennek megfelelően nem tér ki az eszközök áramkörökbe való illesztésére, s csak egy-egy bevezető mondat erejéig utal a korábbiakban már ismertetett fizikai jelenségekre.

1. hét: Az elektronikus eszközök osztályozása, rendszerbe foglalása: passzív és aktív eszközök, diszkrét eszközök és integrált áramkörök, funkcionális eszközök, vákuum eszközök. Elektronikatörténet.

2. hét: Elektron transzport fémekben, félvezetőkben, szigetelőkben és vákuumban (ohmos ellenállás, alagúthatás, töltéshordozók szóródása, sodródási és diffúziós áramok, Haynes-Shockley kísérlet). 

3. hét: Méretfüggő jelenségek, a határfelületek hatása. Potenciálok eloszlása (mikroszkópikus és makroszkópikus léptékben).

4. hét: Ellenállás, kondenzátor, induktivitás: modelljeik, fizikai megvalósítási lehetőségeik diszkrét és integrált áramköri kivitelben.

5. hét: Fizikai jelenségek félvezetőkben: a sztatikus tér hatása a felületi tartományokra. Határfelületek tulajdonságai (fém-fém, fém-szigetelő, fém-félvezető, fém-szigetelő-félvezető átmenetek). 

6. hét: Értékelés, az eddigiek ismétlő összefoglalása.

7. hét: A pn átmenet működése, az ideális pn átmenet karakterisztikája. Fő és mellékjelenségek: töltéshordozók injektálása, generációs és rekombinációs áramok, ambipoláris diffúzió, a soros ellenállások hatása. A valóságos dióda karakterisztikája. 

8. hét: A pn átmenet alkalmazásai: egyenirányító diódák, Zener és alagútdiódák, változtatható kapacitású diódák, fotodiódák, napelemek, világító diódák, lézer diódák működése és gyakorlati kivitelezése. 

9. hét: A pn átmenet, mint erősítő. Két pn átmenet egymásra hatása (tranzisztorhatás), pnp és npn tranzisztorok megvalósítási lehetőségei. Több pn átmenetet tartalmazó bipoláris eszközök (tirisztorok). 

10. hét: Térvezérelt eszközök (pn átmenetes és MOS tranzisztorok). Bipoláris és térvezérelt tranzisztorok összehasonlítása, a karakterisztika-egyenletek párhuzamos levezetése. 

11. hét: Funkcionális eszközök: töltéscsatolt eszközök, kombinált MOS és bipoláris tranzisztorok (kompozit, Darlington, IGBJT). 

12. hét: A CMOS és BiCMOS. Az integráció és méretcsökkentés korlátai. 

13. hét: Teljesítmény eszközök, termikus hatások, termikus-elektromos aktív eszközök. Érzékelők, kitekintés a fejlődési tendenciák és egyéb elektronikus eszközök irányába. 

14. hét: Értékelés, az eddigiek ismétlő összefoglalása.

Előadás, gyakorlati ismereteket is nyújtó példákkal.

a. A szorgalmi időszakban:

Az aláírás feltétele az előadások 70%-n való részvétel (ellenőrzése névsorolvasással).

A tárgyból 2 db nagy zh-t iratunk (6. és 14. hét).

A hallgató feladata, hogy önállóan feldolgozza az aktuális „International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS)” tanulmányt.

A tárgy félévközi jeggyel zárul, mely a nagyzárthelyik átlagán alapul és minimálisan 2 (elégséges) értékű legyen (a kerekítések tekintetében az órákon mutatott aktivitás figyelembe vételével). 

A sikertelen zh(k) a szorgalmi időszakban pótolható(k). Pót-pót ZH főszabály szerint nincs. 

Az előadóval történő személyes megbeszélés alapján.

Dr. Székely Vladimír: Elektronika I. Félvezető eszközök.  Műegyetemi Kiadó 2001

Dr. Mojzes Imre (szerk.): Mikroelektronika és elektronikai technológia. Műszaki Könyvkiadó, Bp. 2005.

http://ecee.colorado.edu/~bart/book/

http://jas.eng.buffalo.edu/

http://www.itrs2.net/