Předmět: Fyzikální elektronika

« Zpět
Název předmětu Fyzikální elektronika
Kód předmětu KET/FYE
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština, Angličtina
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Kozák Jan, Ing. Ph.D.
  • Prokop Ondřej, Ing.
  • Jandošová Nicole Meta, Ing.
  • Hanzl Jiří, Ing. Ph.D.
  • Holubec Lukáš, Ing.
  • Sládečko Bohumil, Ing.
  • Berka Milan, doc. Ing. Ph.D.
  • Frémund Václav, Ing. Ph.D.
  • Švejzar Ondřej, Ing. Ph.D.
  • Baloun Ladislav, Ing. Ph.D.
  • Čejka Petr, Ing. Ph.D.
  • Louda Emanuel, Ing.
  • Čejka Miroslav, Ing.
  • Borusík David, Ing. et Ing. Ph.D.
  • Černá Šárka, Ing.
  • Nováček Pavel, Ing. Ph.D.
  • Blecha Karel, Ing. Ph.D.
  • Jiříček Petr, Ing. Ph.D.
  • Kocourek Martin, Ing.
Obsah předmětu
Obsah přednášek: 1. Pasivní součástky - rezistor, kondenzátor, cívka, transformátor, termistor, varistor, krystal, bleskojistka 2. Fyzika polovodičů - jednoduché a sloučeninové polovodiče, vlastní polovodiče, proudy v polovodičích, pohyblivost nosičů, rekombinace, Hallův jev 3. Fyzika polovodičů - homopřechod, heteropřechod, prostorový náboj, Debyeho délka, pásové energetické schéma, kapacita PN přechodu 4. Fyzika polovodičů - materiály a struktury pro výkonové prvky, SiC, GaN, technologie výroby, elektrické vlastnosti, teplotní závislosti 5. Polovodičové diody - varikap, usměrňovací dioda, Zenerova dioda, lavinová dioda, tunelová dioda, Schottkyho dioda, supresorové diody, průrazy diod 6. Bipolární tranzistory - princip činnosti, proudy v tranzistoru, Earlyho jev, proudový zesilovací činitel, h-parametry, základní zapojení, vysokofrekvenční vlastnosti, šumy 7. Unipolární tranzistory - MISFET, JFET, MeSFET, NMOS, PMOS, CMOS 8. Součástky s více PN přechody - spínací polovodičové součástky - tyristor, diak, triak 9. Výkonové elektronické součástky - IGBT, VMOSFET, výkonové diody, výkonové tyristory 10. Optoelektronika - optická vlákna - útlum optického vlákna, Snellův zákon, jednovidová vlákna, gradientní vlákna, step index vlákna, vidová a chromatická disperze, technologie výroby 11. Optoelektronika - fyzikální principy elektro-optických polovodičových prvků - luminiscence, LED, laserová dioda, LCD 12. Optoelektronika - fyzikální principy opticko-elektrických polovodičových prvků - fotorezistor, fotodioda, fototranzistor, solární články, optron 13. Složité polovodičových struktury - zesilovací účinky, spínací vlastnosti, frekvenční vlastnosti, technologie výroby, meze integrace Obsah laboratorních praktik: 1. Měření charakteristik optoelektronických prvků 2. Měření statických a dynamických charakteristik diod 3. Měření teplotních závislostí polovodičů 4. Hallova sonda 5. Měření usměrňovačů s polovodičovými diodami 6. Stabilizátory napětí 7. Měření V-A charakteristik tyristoru 8. Měření V-A charakteristik bipolárních a unipolárních tranzistorů 9. Měření základních parametrů výkonových prvků 10. Polovodičové spínací prvky 11. Frekvenční závislosti polovodičových struktur 12. Zesilovací účinky polovodičových struktur

Studijní aktivity a metody výuky
  • Příprava na laboratorní měření, zpracování výsledků [1-8] - 4 hodiny za semestr
  • Příprava na zkoušku [10-60] - 50 hodin za semestr
  • Příprava na souhrnný test [6-30] - 12 hodin za semestr
  • Kontaktní výuka - 65 hodin za semestr
  • E-learning [dáno e-learningovým kurzem] - 45 hodin za semestr
  • Kontaktní výuka - 20 hodin za semestr
Předpoklady
Odborné znalosti
identifikovat základní elektronické součástky
Odborné dovednosti
zapojit jednoduchý elektrický obvod
obsluhovat jednoduché měřicí přístroje
změřit základní elektrické veličiny
zpracovat odborný referát z laboratorního měření
vypočítat hodnoty elektrických veličin
zobrazit naměřené hodnoty v grafech
Obecné způsobilosti
bc. studium: kriticky přistupuje ke zdrojům informací, informace tvořivě zpracovává a využívá při svém studiu a praxi,
bc. studium: rozpozná problém, objasní jeho podstatu, rozčlení ho na části,
bc. studium: uplatňuje při řešení problémů vhodné metody a dříve získané vědomosti a dovednosti, kromě analytického a kritického myšlení využívá i myšlení tvořivé s použitím představivosti a intuice,
Výsledky učení
Odborné znalosti
identifikovat důležité parametry pasivních a aktivních elektronických součástek
popsat chování elektronických součástek v obvodovém zapojení
objasnit důležité jevy u optoelektronických součástek
objasnit důležité jevy zejména u polovodičových materiálů a součástek
vysvětlit fyzikální princip základních elektronických součástek
Odborné dovednosti
aplikovat teoretické poznatky v praktických realizacích
měřit základní parametry elektronických součástek
rozpoznat základní elektronické součástky
vytvořit odbornou zprávu z měření
Obecné způsobilosti
bc. studium: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i laikům informace o povaze odborných problémů a vlastním názoru na jejich řešení,
bc. studium: samostatně získávají další odborné znalosti, dovednosti a způsobilosti na základě především praktické zkušenosti a jejího vyhodnocení, ale také samostatným studiem teoretických poznatků oboru,
Vyučovací metody
Odborné znalosti
Přednáška založená na výkladu,
Laboratorní praktika,
Samostudium,
Individuální konzultace,
Odborné dovednosti
Přednáška založená na výkladu,
Laboratorní praktika,
Samostatná práce studentů,
Obecné způsobilosti
Přednáška založená na výkladu,
Laboratorní praktika,
Hodnotící metody
Odborné znalosti
Ústní zkouška,
Písemná zkouška,
Test,
Individuální prezentace,
Odborné dovednosti
Demonstrace dovedností (praktická činnost),
Individuální prezentace,
Obecné způsobilosti
Demonstrace dovedností (praktická činnost),
Ústní zkouška,
Písemná zkouška,
Doporučená literatura
  • Foit, Julius; Hudec, Lubomír. Základy elektroniky. Vyd. 1. Praha : České vysoké učení technické v Praze, 2009. ISBN 978-80-01-04236-6.
  • Jerhot, Jaroslav. Elektronické součástky a zesilovače. 1. vyd. Plzeň, VŠSE, 1980.
  • Kasap, S. O. Principles of electronic materials and devices. 3rd ed. Boston : McGraw-Hill, 2006. ISBN 0-07-124458-1.
  • Musil, V. Elektronické součástky. VUT Brno, 2005.
  • Schroder, Dieter K. Semiconductor material and device characterization. 3rd ed. Hoboken : John Wiley & Sons, 2006. ISBN 0-471-73906-5.
  • Sze, S. M.; Ng, Kwok K. Physics of semiconductor devices. 3th ed. Hoboken : Wiley-Interscience, 2007. ISBN 978-0-471-14323-9.
  • Vaníček, František. Elektronické součástky : principy, vlastnosti, modely. Vyd. 2. Praha : Vydavatelství ČVUT, 2004. ISBN 80-01-03112-8.
  • Vobecký, Jan; Záhlava, Vít. Elektronika : součástky a obvody, principy a příklady. 3., rozš. vyd. Praha : Grada Publishing, 2005. ISBN 80-247-1241-5.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr