Antal poäng: 5. Betygskala: TH. Valfri för: E4, F4. Kursansvarig: Universitetslektor Lars-Erik Wernersson, Lars-Erik.Wernersson@ftf.lth.se, Fysik, kurslaboratoriet. Rekommenderade förkunskaper: FFF020 Halvledarfysik eller FFF110 Process- och komponentteknologi. Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen och godkänd rapport. Övrigt: Kursen kan komma att ges på engelska. Hemsida: http://www-gu.ftf.lth.se.

Mål
Modern elektronik såsom mobila och satellitbaserade kommunikationssystem bygger på design av höghastighetskomponenter. Denna kursen täcker den fundamentala designen av heterostrukturerna i nyckelkomponenter i etablerade och kommande teknologier. Den innehåller grundläggande modellering av DC och AC egenskaperna för HBTer och HFETar men också hur man använder tunneldioder i speciella kretsapplikationer. Föreläsningarna kommer att bygga på en matematisk beskrivning av transportegenskaperna i komponenterna, medan aktuella komponenter kommer att presenteras som exempel. Varje student ska genomföra ett simuleringsprojekt (1p) där en komponent (HBT eller FET) simuleras i en CAD miljö. Kurskraven är godkänd skriftlig tentamen, muntlig presentation av en aktuell komponent samt avslutat simuleringsprojekt.

Kunskapsmål

• att förstå detaljerna för operationen av en transistor

• kunna designprinciperna för HBTer och HFETar

• vara medveten om prestandan för aktuella komponenter

• kunna utnyttja ickelinjära komponenter i några standardkretsar

• kunna utvärdera olika teknologier i termer av prestanda

• kunna använda CAD-verktyg för simulering

• utveckla förståelsen mellan materialegenskaper och komponentprestanda

• motivera fortsatt miniatyrisering samt utvecklandet av alternativa teknologier

Innehåll
Heterostrukturer i halvledarmaterial– materialegenskaper, lateral och vertikal transport.

Heterostruktur-fälteffekttransistorn – grundläggande och avancerade modeller, fysikaliska egenskaper. DC och AC operation.

Heterostruktur-bipolära transistorn – heterostrukturdesign och bastransport dynamik. DC och AC modeller för transistorn och dess parasiter.

CMOS-grundläggande principer för operation samt kortkanalseffekter

Resonant tunnling och komponenter – fysik och tillämpningar.

Litteratur
Liu, W: Fundamentals of III-V Devices: HBTs, MESFETs and HFETs/HEMTs Wiley Interscience 1999