Föreläsning 6: Opto-komponenter

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Storlek: px
Starta visningen från sidan:

Download "Föreläsning 6: Opto-komponenter"

Transkript

1 Föreläsning 6: Opto-komponenter Opto-komponent Interaktion ljus - halvledare Fotoledare Fotodiod / Solcell Lysdiod Halvledarlaser 1

2 Komponentfysik - Kursöversikt Bipolära Transistorer pn-övergång: kapacitanser Optokomponenter pn-övergång: strömmar Minnen: Flash, DRAM MOSFET: strömmar MOSFET: laddningar pn-övergång: Inbyggd spänning och rymdladdningsområde Dopning: n-och p-typ material Laddningsbärare: Elektroner, hål och ferminivåer Halvledarfysik: bandstruktur och bandgap Ellära: elektriska fält, potentialer och strömmar 2

3 Opto-komponenter En opto-komponent Omvandlar ljus till en elektrisk signal eller Omvandlar en elektrisk signal till ljus Hur interagerar en foton med en halvledare? Hur kan ett elektron-hål par generera fotoner? 3

4 Opto-komponenter Insignal Drivkrets Sändare Laserdiod Optisk fiber Fotodiod Förstärkare Signalformare Utsignal Mottagare Insignal Utsignal Föreläsning 6, Komponentfysik

5 Transparenta material? Kisel (Si) wafer Germanium (Ge) lins Diamant Fönsterglas SiO Föreläsning 6, Komponentfysik

6 Absorbation av fotoner Ljus fotoner med en våglängd l E fot hc l E fot ( ev ) 1240 l( nm) l=1.1 µm - IR l=1.9 µm 3.1 ev 1.8 ev 1.12 ev 0.67 ev E fot > E g E fot = E g E fot < E g E c E v 6

7 Fotoledare - Fotomotstånd E C E fot > E g E V I 7 U

8 2 minuters övning - fotomotstånd En bra fotoledare ska ha stor skillnad mellan R ljus och R mörker. Ska halvledarens dopning vara hög eller låg? Ska halvledaren vara tunn eller tjock? 8

9 Fotoledare enkel ljuskänslig resistor + Enkel och billig + Fungerar i båda riktningarna - Relativt långsam dn - Kräver biasering t 10+ ms för Si Tid (s) 9

10 Fotodiod pn övergång e P + W n RLO E Fp N A -ev a E Fn I t 10 W n

11 Fotodiod + Snabb! + Inbyggda e-fältet separerar elektroner/hål + Känslig - mer komplicerad än ett motstånd di 20 ps Stig/falltider på ps skala Hur snabbt elektroner / hål kommer ut ur RLO Tid (s) 11

12 Färgkänsliga fotodioder normal Si diod + bandpassfilter! Transmission Billiga bandpassfilter släpper igenom Infrarött ljus Våglängd l, (nm) 12

13 Solcell ingen yttre pålaggd spänning e P + W n RLO N A E Fn 13 W n A

14 Fotodiod / Solcell Bara fotoner som absorberas i RLO ger upphov till en ström! P+ E fot > E g RLO N Bara fotoner med E fot > E g ger upphov till en ström! Föreläsning 6, Komponentfysik

15 Fotodiod / Solcell En pn-övergång kan omvandla ljus till elektrisk energi Det inbyggda fältet separerar genererade laddningar P+ Laddningar utanför RLO rekombinerar, ger ingen ström Tjock RLO (d n +d p ) stor volym för absorbation Lågdopat material på ena sidan (ex p + n) Tunt p+ området på toppen liten förlust av fotoner Bara fotoner med E fot > E g kan absorberas! RLO N Föreläsning 6, Komponentfysik

16 Solcell 0.3 I fot 0.2 R L Fotoströmmen genererar elektrisk effekt Current (ma) Omvandlar ljusenergi till elektrisk energi I fot direkt proportionell mot ljusintensiteten Framtida storskalig energipriduktion? Voltage (V) Verkningsgrad: P P Föreläsning 6, Komponentfysik fot el

17 Solceller - Verkningsgrader III-V 40+ % Kisel/ Tunnfilm 28% 17

18 Varför har en Si-solscell max 28% effektivitet? E fot > E g E fot < E g Föreläsning 6, Komponentfysik

19 Multi-junction solcell 44% verkningsgrad Minskande E fot E fot > E g E fot > E g E fot > E g E fot > E g E fot > E g GaInP InGaAs Ge Hög verkningsgrad men komplicerat (och dyrt!) E fot > E g 19

20 Lysdioder Light Emitting Diode (LED) Omvandlar elektrisk energi till ljusenergi Belysning Enkla optiska sändare Olika färger / våglängder möjliga 20

21 Rekombination - ljus E C Om n p > n i Extra elektroner/hål kan rekombinera med varandra Material med få defekter och direkt bandgap: Energin omvandlas till ljus E fot = E g Våglängden sätts av bandgapet! E V Kisel har inte ett direkt bandgap rekombination värmer upp materialet istället 21

22 Lysdioder Light Emitting Diode Framspänd pn-övergång Mycket laddningar i utarmningsområdet Rekombination n,p >> n i E Fn ev a U a E fot hc l E fot ( ev ) 1240 l( nm) -d n d p l 1240 E g ( ev ) Föreläsning 6, Komponentfysik

23 Bandgap [ev] Lysdioder Våglängder och Färger 0,5 0,6 0,7 0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 Vanliga lysdioder: Atomavstånd [Å] Vit Blå Grön Orange Röd IR Si inget ljus! AlGaN (+YAG) GaN GaInN GaInAlP GaAsP AlGaAs GaAs E g =3.1 ev E g =1.6 ev Föreläsning 5, Komponentfysik

24 Lysdioder Våglängder och Färger LED för inhusbelysning! 7W LED = 60W Glödlampa 240:- 189:- 144:- 50% verkningsgrad Lång livstid Inget kvicksilver Föreläsning 5, Komponentfysik

25 Ben Ben Vanlig lysdiod Ökande drivspänning Diod Reflektor mm Föreläsning 5, Komponentfysik

26 Halvledarlaser Laser populationsinversion: np>>n i E Fn Stimulerad emission en inkommande foton får en elektron att rekombinera skapar en kopia av sig själv P N E Fp -d n d p Semi-transparanta speglar Föreläsning 5, Komponentfysik

27 Sammanfattning l: ljusvåglängd (nm) F: fotonflöde (m -2 ) a: absorbationskoefficient (m -1 ) E fot : Fotonenergi (ev) Föreläsning 5, Komponentfysik

Föreläsning 6: Opto-komponenter

Föreläsning 6: Opto-komponenter Föreläsning 6: Opto-komponenter Opto-komponent Interaktion ljus - halvledare Fotoledare Fotodiod / Solcell Lysdiod Halvledarlaser Dan Flavin 2014-04-02 Föreläsning 6, Komponentfysik 2014 1 Komponentfysik

Läs mer

Föreläsning 13: Opto- komponenter

Föreläsning 13: Opto- komponenter Föreläsning 13: Opto- komponenter Opto- komponent Interak?on ljus - halvledare Fotoledare Fotodiod / Solcell Lysdiod Halvledarlaser CCD/CMOS Dan Flavin 1 Opto- komponenter En opto- komponent Omvandlar

Läs mer

Föreläsning 2 - Halvledare

Föreläsning 2 - Halvledare Föreläsning 2 - Halvledare Historisk definition Atom Molekyl - Kristall Metall-Halvledare-Isolator Elektroner Hål Intrinsisk halvledare effekt av temperatur Donald Judd, untitled 1 Komponentfysik - Kursöversikt

Läs mer

Föreläsning 9 Bipolära Transistorer II

Föreläsning 9 Bipolära Transistorer II Föreläsning 9 ipolära Transistorer Funktion bipolär transistor Småsignal-modell Hybrid-p Designparametrar 1 Komponentfysik - Kursöversikt ipolära Transistorer pn-övergång: kapacitanser Optokomponenter

Läs mer

Föreläsning 2 - Halvledare

Föreläsning 2 - Halvledare Föreläsning 2 - Halvledare Historisk definition Atom Molekyl - Kristall Metall-Halvledare-Isolator lektroner Hål Intrinsisk halvledare effekt av temperatur 1 Komponentfysik - Kursöversikt Bipolära Transistorer

Läs mer

Föreläsning 11 Fälteffekttransistor II

Föreläsning 11 Fälteffekttransistor II Föreläsning 11 Fälteffekttransistor Fälteffekt Tröskelspänning Beräkning av strömmen Storsignal, D Kanallängdsmodulation Flatband-shift pmosfet 013-05-03 Föreläsning 11, Komponentfysik 013 1 Komponentfysik

Läs mer

Komponentfysik Introduktion. Kursöversikt. Hålltider --- Ellära: Elektriska fält, potentialer och strömmar

Komponentfysik Introduktion. Kursöversikt. Hålltider --- Ellära: Elektriska fält, potentialer och strömmar Komponentfysik 2014 Introduktion Kursöversikt Hålltider --- Ellära: Elektriska fält, potentialer och strömmar 1 Lite om mig själv Erik Lind (Erik.Lind@eit.lth.se) Lektor i nanoelektronik vid EIT sedan

Läs mer

Föreläsning 13 Fälteffekttransistor III

Föreläsning 13 Fälteffekttransistor III Föreläsning 13 Fälteffekttransistor III pmo måsignal FET A, f t MO-Kondensator 014-05-19 Föreläsning 13, Komponentfysik 014 1 Komponentfysik - Kursöversikt Bipolära Transistorer pn-övergång: kapacitanser

Läs mer

Föreläsning 9 Bipolära Transistorer II

Föreläsning 9 Bipolära Transistorer II Föreläsning 9 Bipolära Transistorer II Funktion bipolär transistor Småsignal-modell Hybrid-p 1 Komponentfysik - Kursöversikt Bipolära Transistorer pn-övergång: kapacitanser Optokomponenter pn-övergång:

Läs mer

Laboration: Optokomponenter

Laboration: Optokomponenter LTH: FASTA TILLSTÅNDETS FYSIK Komponentfysik för E Laboration: Optokomponenter Utförd datum Inlämnad datum Grupp:... Laboranter:...... Godkänd datum Handledare: Retur Datum: Återinlämnad Datum: Kommentarer

Läs mer

Komponentfysik Introduktion. Kursöversikt. Varför Komponentfysik? Hålltider --- Ellära, Elektriska fält och potentialer

Komponentfysik Introduktion. Kursöversikt. Varför Komponentfysik? Hålltider --- Ellära, Elektriska fält och potentialer Komponentfysik 2012 Introduktion Kursöversikt Varför Komponentfysik? Hålltider Ellära, Elektriska fält och potentialer 1 Lite om mig själv Erik Lind (Erik.Lind@eit.lth.se) Civ. Ing. i Teknisk Fysik Doktorerade

Läs mer

Physics to Go! Part 1. 2:a på Android

Physics to Go! Part 1. 2:a på Android Physics to Go! Part 1 2:a på Android Halvledare Halvledare Halvledare V V V Grupp V: Si, Ge Transistorer, CCD, solceller, indirekt bandgap Grupp -V: GaP, GaAs, ngaasp LED, lasrar, detektorer Grupp -N:

Läs mer

Halvledare. Periodiska systemet (åtminstone den del som är viktig för en halvledarfysiker)

Halvledare. Periodiska systemet (åtminstone den del som är viktig för en halvledarfysiker) Halvledare Halvledare Halvledare V V V Grupp V: Si, Ge Transistorer, CCD, solceller, indirekt bandgap Grupp -V: GaP, GaAs, ngaasp LED, lasrar, detektorer Grupp -N: GaN, ngan Blå (& vita) LED, UV lasrar

Läs mer

Välkomna till kursen i elektroniska material! Martin Leijnse

Välkomna till kursen i elektroniska material! Martin Leijnse Välkomna till kursen i elektroniska material! Martin Leijnse Information Innehåll: fasta tillståndets fysik med fokus på halvledarfysik. Dioder, solceller, transistorer... Lärare: Martin Leijnse (föreläsare,

Läs mer

Välkomna till kursen i elektroniska material!

Välkomna till kursen i elektroniska material! Välkomna till kursen i elektroniska material! Information Innehåll: fasta tillståndets fysik med fokus på halvledarfysik. Dioder, solceller, transistorer... Lärare: Martin Leijnse (föreläsare, kursansvarig)

Läs mer

Vad är elektricitet?

Vad är elektricitet? Vad är elektricitet? Vad är elektricitet? Grundämnenas elektriska egenskaper avgörs av antalet elektroner i det yttersta skalet - valenselektronerna! Skol-modellen av en Kiselatom. Kisel med atomnumret

Läs mer

Tentamen i Komponentfysik ESS030, ETI240/0601 och FFF090

Tentamen i Komponentfysik ESS030, ETI240/0601 och FFF090 011-01-10 08 00-13 00 Tentamen i Komponentfysik ESS030, ETI40/0601 och FFF090 Hjälpmedel: TEFYMA, ordlista, beteckningslista, formelsamlingar och räknare. Max 5p, för godkänt krävs 10p. Om inget annat

Läs mer

Laborationer i miljöfysik. Solcellen

Laborationer i miljöfysik. Solcellen Laborationer i miljöfysik Solcellen Du skall undersöka elektrisk ström, spänning och effekt från en solcellsmodul under olika förhållanden, och ta reda på dess verkningsgrad under olika förutsättningar.

Läs mer

Halogenlampa Spektrometer Optisk fiber Laserdiod och UV- lysdiod (ficklampa)

Halogenlampa Spektrometer Optisk fiber Laserdiod och UV- lysdiod (ficklampa) Elektroner och ljus I den här laborationen ska vi studera växelverkan mellan ljus och elektroner. Kunskap om detta är viktigt för många tillämpningar men även för att förklara fenomen som t ex färgen hos

Läs mer

Introduktion till halvledarteknik

Introduktion till halvledarteknik Introduktion till halvledarteknik Innehåll 4 Excitation av halvledare Optisk absorption och excitation Luminiscens Rekombination Diffusion av laddningsbärare Optisk absorption och excitation E k hv>e g

Läs mer

Komponen'ysik Dan Hessman Lektor i fasta tillståndets fysik. Tel:

Komponen'ysik Dan Hessman Lektor i fasta tillståndets fysik. Tel: Komponen'ysik 2016 Dan Hessman Lektor i fasta tillståndets fysik dan.hessman@ftf.lth.se Tel: 046-222 0337 man 1 Kursöversikt 14 2 h föreläsningar 5 2 h övningar 2 labora?oner Förberedelseuppgi=er inför

Läs mer

Föreläsning 8 Bipolära Transistorer I

Föreläsning 8 Bipolära Transistorer I Föreläsning 8 iolära ransistorer Funktion biolär transistor Geometri nn D oeration, strömförstärkning Oerationsmoder Early-effekten n transistor 1 Komonentfysik - Kursöversikt iolära ransistorer n-övergång:

Läs mer

Tentamen i komponentfysik

Tentamen i komponentfysik Tentame komponentfysik 009-05-8 08 00-13 00 Hjälpmedel: TEFYMA, ordlista, beteckningslista, formelsamlingar och räknare. Max 5p, för godkänt krävs 10p. Om inget annat anges, så antag att det är kisel (Si),

Läs mer

Optokomponenter Laborationshandledning

Optokomponenter Laborationshandledning ESS030 Komponentfysik för E Optokomponenter Laborationshandledning FASTA TLLSTÅNDETS FYSK LTH Komponentfysik för E Optokomponenter modern elektronik används både elektriska och optiska signaler för överföring

Läs mer

530117 Materialfysik vt 2010. 10. Materiens optiska egenskaper. [Callister, etc.]

530117 Materialfysik vt 2010. 10. Materiens optiska egenskaper. [Callister, etc.] 530117 Materialfysik vt 2010 10. Materiens optiska egenskaper [Callister, etc.] 10.0 Grunder: upprepning av elektromagnetism Ljus är en elektromagnetisk våg våglängd, våglängd, k vågtal, c hastighet, E

Läs mer

Föreläsning 8 Bipolära Transistorer I

Föreläsning 8 Bipolära Transistorer I Föreläsning 8 iolära ransistorer Funktion biolär transistor Geometri nn D oeration, strömförstärkning Oerationsmoder Early-effekten n transistor G. alla 1 Komonentfysik - Kursöversikt iolära ransistorer

Läs mer

Elektronik 2018 EITA35

Elektronik 2018 EITA35 Elektronik 2018 EITA35 Föreläsning 12 Halvledare PN-diod Kretsanalys med diodkretsar. 1 Labrapport Gratisprogram för att rita kretsar: http://www.digikey.com/schemeit/ QUCS LTSPICE (?) 2 Föreläsningen

Läs mer

Miljöfysik vt2009. Mikael Syväjärvi, IFM

Miljöfysik vt2009. Mikael Syväjärvi, IFM Miljöfysik vt2009 Mikael Syväjärvi, IFM Energisituation I Sverige Cirka 150 TWh elektricitet 150 000 000 000 kwh 20 000 kwh per månad för hus 20-30% av energi belysning i hem Medelvärde - ca 20% hem, kontor,

Läs mer

Formelsamling för komponentfysik

Formelsamling för komponentfysik Uppdaterad: 010-01-18 Anders Gustafsson Formelsamling för komponentfysik Halvledare och Ström (transport) Kapacitans: C = Q Småsignalkapacitans: C = dq U du Plattkondensator: C = A r r d Parallellkoppling:

Läs mer

Formelsamling för komponentfysik. eller I = G U = σ A U L Småsignalresistans: R = du di. där: σ = 1 ρ ; = N D + p n 0

Formelsamling för komponentfysik. eller I = G U = σ A U L Småsignalresistans: R = du di. där: σ = 1 ρ ; = N D + p n 0 Uppdaterad: 01-05-5 Anders Gustafsson Formelsamling för komponentfysik Halvledare och Ström (transport) Kapacitans: C = Q Småsignalkapacitans: C = dq U du Plattkondensator: C = A ε r ε r d Parallellkoppling:

Läs mer

10.0 Grunder: upprepning av elektromagnetism

10.0 Grunder: upprepning av elektromagnetism 530117 Materialfysik vt 2010 10. Materiens optiska egenskaper [Callister, etc.] 10.0 Grunder: upprepning av elektromagnetism Ljus är en elektromagnetisk våg våglängd, våglängd, k vågtal, c hastighet, E

Läs mer

Om inget annan anges gäller det rumstemperatur, d.v.s. T =300K, termisk jämvikt och värden som inte ges i uppgiften hämtas från formelsamlingen.

Om inget annan anges gäller det rumstemperatur, d.v.s. T =300K, termisk jämvikt och värden som inte ges i uppgiften hämtas från formelsamlingen. Komponentfysik Övning 1 VT-10 Om inget annan anges gäller det rumstemperatur, d.v.s. T =300K, termisk jämvikt och värden som inte ges i uppgiften hämtas från formelsamlingen. Utredande frågor: I Definiera

Läs mer

Elektronik. Lars-Erik Cederlöf

Elektronik. Lars-Erik Cederlöf Elektronik LarsErik Cederlöf 1 Ledare och isolatorer Ledare för elektrisk ström har atomer med fria rörliga laddningar i yttersta skalet. Exempel på ledare är metallerna koppar och aluminium. Deras atomer

Läs mer

10.0 Grunder: upprepning av elektromagnetism Materialfysik vt Materiens optiska egenskaper. Det elektromagnetiska spektret

10.0 Grunder: upprepning av elektromagnetism Materialfysik vt Materiens optiska egenskaper. Det elektromagnetiska spektret 10.0 Grunder: upprepning av elektromagnetism 530117 Materialfysik vt 2010 Ljus är en elektromagnetisk våg 10. Materiens optiska egenskaper [Callister, etc.] våglängd, våglängd, k vågtal, c hastighet, E

Läs mer

Utredande uppgifter. 2: Räkna ut utsträckningen av rymdladdningsområdet i de tre fallen i 1 för n-sidan, p-sidan och den totala utsträckningen.

Utredande uppgifter. 2: Räkna ut utsträckningen av rymdladdningsområdet i de tre fallen i 1 för n-sidan, p-sidan och den totala utsträckningen. Komponentfysik Övning VT-10 Utredande uppgifter Ia) Rita skisser med nettoladdning, elektriskt fält och bandstruktur för en symmetrisk pn-övergång. b) Rita motsvarande skisser som i (a), men med en pålagd

Läs mer

Lösningar Tenta

Lösningar Tenta Lösningar Tenta 110525 1) a) Driftström: Elektriskt laddade partiklar (elektroner och hål) rör sig i ett elektriskt fält. Detta ger upphov till en ström som följer ohms lag. Diffusion: Elektroner / hål

Läs mer

Vad är elektricitet?

Vad är elektricitet? Vad är elektricitet? Vad är elektricitet? Grundämnenas elektriska egenskaper avgörs av antalet elektroner i det yttersta skalet - valenselektronerna! Skol-modellen av en Kiselatom. Kisel med atomnumret

Läs mer

Lablokalerna är i samma korridor som där ni gjorde lab1.

Lablokalerna är i samma korridor som där ni gjorde lab1. Den inledande teoridelen ska läsas av alla studenter före laborationstillfället. Tänk igenom och lös förberedelseuppgifterna innan labben det kommer ni att ha nytta av. De mest relevanta kapitel i kompendiet

Läs mer

2: Räkna ut utsträckningen av rymdladdningsområdet i de två fallen i 1 för n-sidan, p-sidan och den totala utsträckningen.

2: Räkna ut utsträckningen av rymdladdningsområdet i de två fallen i 1 för n-sidan, p-sidan och den totala utsträckningen. Komponentfysik Uppgifter pn del 1 VT-15 Utredande uppgifter Ia) Rita skisser med nettoladdning, elektriskt fält och bandstruktur för en symmetrisk pn-övergång. b) Rita motsvarande skisser som i a), men

Läs mer

Föredrag av Tor Paulin för kursen seminarier på svenska 2009 LYSDIODER: TEKNOLOGI OCH FRAMTIDSUTSIKTER

Föredrag av Tor Paulin för kursen seminarier på svenska 2009 LYSDIODER: TEKNOLOGI OCH FRAMTIDSUTSIKTER Föredrag av Tor Paulin för kursen seminarier på svenska 2009 LYSDIODER: TEKNOLOGI OCH FRAMTIDSUTSIKTER Lysdiod eller kort LED (Light Emitting Diode) är en halvledarkomponent. Halvledare Ett material med

Läs mer

Optiska och elektriska egenskaper hos pn-övergången

Optiska och elektriska egenskaper hos pn-övergången FASTA TILLSTÅNDETS FYSIK och ELEKTRONISKA MATERIAL 2017 Optiska och elektriska egenskaper hos pn-övergången Labben bygger mest på kapitel 6 och 7 i kompendiet. Lös förberedelseuppgift 1-8 innan labben

Läs mer

4. Allmänt Elektromagnetiska vågor

4. Allmänt Elektromagnetiska vågor Det är ett välkänt faktum att det runt en ledare som det flyter en viss ström i bildas ett magnetiskt fält, där styrkan hos det magnetiska fältet beror på hur mycket ström som flyter i ledaren. Om strömmen

Läs mer

Kvantfysik i praktiken lysdioder och laserdioder

Kvantfysik i praktiken lysdioder och laserdioder Kvantfysik i praktiken lysdioder och laserdioder Åsa Haglund Chalmers Tekniska Högskola affilierad med NanoLund, LTH E-mail: asa.haglund@chalmers.se Innehåll 1. Användningsområden för lysdioder och laserdioder

Läs mer

Ett materials förmåga att leda elektrisk ström beror på två förutsättningar:

Ett materials förmåga att leda elektrisk ström beror på två förutsättningar: Bandmodellen Som vi såg i föreläsningen om atommodeller lägger sig elektronerna runt en atom i ett gasformigt ämne i väldefinierade energinivåer. Dessa kan vara svåra att beräkna, men är i allmänhet experimentellt

Läs mer

Optiska och elektriska egenskaper hos pn-övergången

Optiska och elektriska egenskaper hos pn-övergången FASTA TILLSTÅNDETS FYSIK och ELEKTRONISKA MATERIAL 2018 Optiska och elektriska egenskaper hos pn-övergången Labben bygger mest på kapitel 6 och 7 i kompendiet. Lös förberedelseuppgift 1-8 innan labben

Läs mer

Om inget annan anges gäller det rumstemperatur, d.v.s. T =300K, termisk jämvikt och värden som inte ges i uppgiften hämtas från formelsamlingen.

Om inget annan anges gäller det rumstemperatur, d.v.s. T =300K, termisk jämvikt och värden som inte ges i uppgiften hämtas från formelsamlingen. Komponentfysik Övningsuppgifter Halvledare VT-15 Om inget annan anges gäller det rumstemperatur, d.v.s. T =300K, termisk jämvikt och värden som inte ges i uppgiften hämtas från formelsamlingen. Utredande

Läs mer

Komponen'ysik Dan Hessman Lektor i fasta tillståndets fysik. Tel:

Komponen'ysik Dan Hessman Lektor i fasta tillståndets fysik. Tel: Komponen'ysik 2014 Dan Hessman Lektor i fasta tillståndets fysik dan.hessman@ftf.lth.se Tel: 046-222 0337 man 1 Kursöversikt 14 2 h föreläsningar 5 2 h övningar 2 labora>oner Förberedelseuppgi>er inför

Läs mer

Optik Samverkan mellan atomer/molekyler och ljus elektroner atomkärna Föreläsning 7/3 200 Elektronmolnet svänger i takt med ljuset och skickar ut nytt ljus Ljustransmission i material Absorption elektroner

Läs mer

Instruktion elektronikkrets till vindkraftverk

Instruktion elektronikkrets till vindkraftverk Instruktion elektronikkrets till vindkraftverk Färdig koppling D1 R2 IC1 R1 D2 R3 D3 R7 R5 T1 T2 R6 T3 R6 Uppgiften innehåller: Namn Värde Utseende Antal R1 11 kω brun, brun, svart, röd, brun 1 st R2 120

Läs mer

Optiska och elektriska egenskaper hos pn- övergången

Optiska och elektriska egenskaper hos pn- övergången FASTA TILLSTÅNDETS FYSIK och ELEKTRONISKA MATERIAL 2013 Optiska och elektriska egenskaper hos pn- övergången Den inledande teoridelen ska läsas av alla studenter före laborationstillfället. Tänk igenom

Läs mer

WORKSHOP: EFFEKTIVITET OCH ENERGIOMVANDLING

WORKSHOP: EFFEKTIVITET OCH ENERGIOMVANDLING WORKSHOP: EFFEKTIVITET OCH ENERGIOMVANDLING Energin i vinden som blåser, vattnet som strömmar, eller i solens strålar, måste omvandlas till en mera användbar form innan vi kan använda den. Tyvärr finns

Läs mer

När man förklarar experiment för andra finns det en bra sekvens att följa:

När man förklarar experiment för andra finns det en bra sekvens att följa: Den inledande teoridelen ska läsas av alla studenter före laborationstillfället. Tänk igenom och lös förberedelseuppgifterna innan labben det kommer ni att ha nytta av. De mest relevanta kapitlena i kompendiet

Läs mer

Q I t. Ellära 2 Elektrisk ström, kap 23. Eleonora Lorek. Ström. Ström är flöde av laddade partiklar.

Q I t. Ellära 2 Elektrisk ström, kap 23. Eleonora Lorek. Ström. Ström är flöde av laddade partiklar. Ellära 2 Elektrisk ström, kap 23 Eleonora Lorek Ström Ström är flöde av laddade partiklar. Om vi har en potentialskillnad, U, mellan två punkter och det finns en lämplig väg rör sig laddade partiklar i

Läs mer

3.8. Halvledare. [Understanding Physics: 20.8-20.11] Den moderna fysikens grunder, Tom Sundius 2009 1

3.8. Halvledare. [Understanding Physics: 20.8-20.11] Den moderna fysikens grunder, Tom Sundius 2009 1 3.8. Halvledare [Understanding Physics: 20.8-20.11] Som framgår av fig. 20.27, kan energigapet i en halvledare uttryckas E g = E c E v, där E c är den lägsta energin i ledningsbandet och E v den högsta

Läs mer

Ljuskällor. För att vi ska kunna se något måste det finnas en ljuskälla

Ljuskällor. För att vi ska kunna se något måste det finnas en ljuskälla Ljus/optik Ljuskällor För att vi ska kunna se något måste det finnas en ljuskälla En ljuskälla är ett föremål som själv sänder ut ljus t ex solen, ett stearinljus eller en glödlampa Föremål som inte själva

Läs mer

När man förklarar experiment för andra finns det en bra sekvens att följa:

När man förklarar experiment för andra finns det en bra sekvens att följa: Den inledande teoridelen ska läsas av alla studenter före laborationstillfället. Tänk igenom och lös förberedelseuppgifterna innan labben! De mest relevanta kapitlena i kompendiet är kapitel 6 och 7 om

Läs mer

Övningsuppgifter i Elektronik

Övningsuppgifter i Elektronik 1 Svara på följande frågor om halvledarkomponenter. Övningsuppgifter i Elektronik a) Vad är utmärkande för ett halvledarmaterial? b) Vad innebär egenledning och hur kan den förhindras? c) edogör för dopning

Läs mer

Extra övningsuppgifter

Extra övningsuppgifter Optiska fibrer 1. En fiber har numerisk apertur 0,12 och kärnans brytningsindex är 1,4. Kärnans diameter är 7 µm. a) Vad är mantelns brytningsindex? b) För vilka våglängder är fibern en singelmodfiber?

Läs mer

Introduktion till halvledarteknik

Introduktion till halvledarteknik Introduktion till halvledarteknik Innehåll 6 Övergångar (pn och metal-halvledare) 2:a ordningens effekter Metal-halvledar övergångar 6 Fälteffekttransistorer JFET och MOS transistorer Ideal MOS kapacitans

Läs mer

Elektronik 2015 ESS010

Elektronik 2015 ESS010 Elektronik 2015 ESS010 Föreläsning 16 Halvledare PN-diod: likriktare Information inför tentamen Repetition 2015-10-21 Föreläsning 16, Elektronik 2015 1 USA Chicago Notre Dame New Orleans Tunneltransistorer

Läs mer

Föreläsning 7 Fälteffek1ransistor IV

Föreläsning 7 Fälteffek1ransistor IV Föreläsning 7 Fälteffek1ransistor IV PMOS Småsignal FET A, f t MOS- Kondensator D/MOS- kamera Flash- minne 1 PMOS U Gate U - 0.V 1.0V 0.4V Source Isolator SiO Drain U - 1V P ++ N- typ semiconductor P ++

Läs mer

BANDGAP 2013-02-06. 1. Inledning

BANDGAP 2013-02-06. 1. Inledning 1 BANDGAP 13--6 1. Inledning I denna laboration studeras bandgapet i två halvledare, kisel (Si) och galliumarsenid (GaAs) genom mätning av transmissionen av infrarött ljus genom en tunn skiva av respektive

Läs mer

LED lamper for UV-lys. Labino AB Magnus Karlsson Teknisk Chef Maj 2011

LED lamper for UV-lys. Labino AB Magnus Karlsson Teknisk Chef Maj 2011 LED lamper for UV-lys Labino AB Magnus Karlsson Teknisk Chef Maj 2011 Labino Labino utvecklar och tillverkar UV- and vitljuslampor för industri och offentlig sektor Lamporna är baserade på MPXL och LED

Läs mer

SPEKTROSKOPI (1) Elektromagnetisk strålning. Synligt ljus. Kemisk mätteknik CSL Analytisk kemi, KTH. Ljus - en vågrörelse

SPEKTROSKOPI (1) Elektromagnetisk strålning. Synligt ljus. Kemisk mätteknik CSL Analytisk kemi, KTH. Ljus - en vågrörelse Kosmisk strålning Gammastrålning Röntgenstrålning Ultraviolet Synligt Infrarött Mikrovågor Radar Television NMR Radio Ultraljud Hörbart ljud Infraljud SEKTROSKOI () Kemisk mätteknik CSL Analytisk kemi,

Läs mer

I: Beskriv strömmarna i en npn-transistor i normal mod i de neutrala delarna av transistorn.

I: Beskriv strömmarna i en npn-transistor i normal mod i de neutrala delarna av transistorn. Komponentfysik Övning 4 VT-10 Utredande uppgifter: I: Beskriv strömmarna i en npn-transistor i normal mod i de neutrala delarna av transistorn. II: Beskriv de fyra arbetsmoderna för en npn-transistor.

Läs mer

1. (a) (1 poäng) Rita i figuren en translationsvektor T som överför mönstret på sig själv.

1. (a) (1 poäng) Rita i figuren en translationsvektor T som överför mönstret på sig själv. 1. (a) (1 poäng) Rita i figuren en translationsvektor T som överför mönstret på sig själv. Solution: Man ser efter ett tag att några kombinationer återkommer, till exempel vertikala eller horisontella

Läs mer

Varför förbrukar ersätta glödlampor?

Varför förbrukar ersätta glödlampor? Material för att styra färgen på LED lampor Inom EU kommer snart glödlampan att förbjudas. Ett alternativ är då lampor uppbyggda av lysdioder (LED). Problemet med dessa är att de inte alltid ger rätt ljusspektrum

Läs mer

Föreläsning 1. Elektronen som partikel (kap 2)

Föreläsning 1. Elektronen som partikel (kap 2) Föreläsning 1 Elektronen som partikel (kap 2) valenselektroner i metaller som ideal gas ström från elektriskt fält mikroskopisk syn på resistans, Ohms lag diffusionsström Vår första modell valenselektroner

Läs mer

Beskrivande uppgifter: I: Vad skiljer det linjära området och mättnadsområdet i termer av inversionskanal?

Beskrivande uppgifter: I: Vad skiljer det linjära området och mättnadsområdet i termer av inversionskanal? Komponentfysik Övningsuppgifter MOS del II VT-5 Beskrivande uppgifter: I: Vad skiljer det linjära området och mättnadsområdet i termer av inversionskanal? II: Vad skiljer en n-mosfet från en p-mosfet när

Läs mer

BANDGAP 2009-11-17. 1. Inledning

BANDGAP 2009-11-17. 1. Inledning 1 BANDGAP 9-11-17 1. nledning denna laboration studeras bandgapet i två halvledare, kisel (Si) och galliumarsenid (GaAs) genom mätning av transmissionen av infrarött ljus genom en tunn skiva av respektive

Läs mer

Beskrivning elektronikkrets NOT vatten

Beskrivning elektronikkrets NOT vatten Beskrivning elektronikkrets NOT vatten Kretsen som ingår i uppgiften är en typ av rinnande ljus. Den fungerar så att lysdioderna kommer att tändas en efter en beroende på hur mycket spänning som alstras

Läs mer

Kvantbrunnar Kvantiserade energier och tillstånd

Kvantbrunnar Kvantiserade energier och tillstånd Kvantbrunnar Kvantiserade energier och tillstånd Inledning Syftet med denna laboration är att undersöka kvantiseringen av energitillstånd i kvantbrunnar. Till detta används en java-applet som hittas på

Läs mer

Laboration: pn-övergången

Laboration: pn-övergången LTH: FASTA TILLSTÅNDETS FYSIK Komponentfysik för E Laboration: pn-övergången Utförd datum Inlämnad datum Grupp:... Laboranter:...... Godkänd datum Handledare: Retur Datum: Återinlämnad Datum: Kommentarer

Läs mer

Vad skall vi gå igenom under denna period?

Vad skall vi gå igenom under denna period? Ljus/optik Vad skall vi gå igenom under denna period? Vad är ljus? Ljuskälla? Reflektionsvinklar/brytningsvinklar? Färger? Hur fungerar en kikare? Hur fungerar en kamera/ ögat? Var använder vi ljus i vardagen

Läs mer

Laboration: Optokomponenter

Laboration: Optokomponenter LTH: FASTA TLLSTÅNDETS FYSK Komponentfysik för E Laboration: Optokomponenter Utförd datum nlämnad datum Grupp:... Laboranter:...... Godkänd datum Handledare: Retur Datum: Återinlämnad Datum: Kommentarer

Läs mer

Elektronik 2017 EITA35

Elektronik 2017 EITA35 Elektronik 2017 EITA35 OP-Amp Komplex Återkoppling. Klippning. Maximal spänning/ström. Gain-bandwidthproduct. Offset. Slewrate Avkopplingskondensator Transistorer - MOSFETs Lab 4 Anmälan på hemsidan Projektnummer

Läs mer

TSTE20 Elektronik 01/31/ :24. Nodanalys metod. Nodanalys, exempel. Dagens föreläsning. 0. Förenkla schemat 1. Eliminera ensamma spänningskällor

TSTE20 Elektronik 01/31/ :24. Nodanalys metod. Nodanalys, exempel. Dagens föreläsning. 0. Förenkla schemat 1. Eliminera ensamma spänningskällor 0/3/204 0:24 Nodanalys metod 0. Förenkla schemat. liminera ensamma TST20 lektronik 2. Jorda en nod 3. nför nodpotentialer 4. nför referensriktningar på strömmarna i nätet 5. Sätt upp ekvation för varje

Läs mer

Om inget annat anges så gäller det kisel och rumstemperatur (300K)

Om inget annat anges så gäller det kisel och rumstemperatur (300K) Komponentfysik Övning 3 VT-0 Om inget annat anges så gäller det kisel och rumstemperatur (300K) Utredande uppgifter: I: En diod har två typer av kapacitanser, utarmningskapacitans och diffusionskapacitans.

Läs mer

FlyBot. Copyright Sagitta Pedagog AB

FlyBot. Copyright Sagitta Pedagog AB FlyBot FlyBot är en flyplansmodell med fyra lysdioder, en tuta och en motor som driver propellern. Här lär du dig att programmera DC-motorns fart och riktning. 41 Robotfakta LED-kort På LED-kortet sitter

Läs mer

8-10 Sal F Generellt om kursen/utbildningen. Exempel på nanofenomen runt oss

8-10 Sal F Generellt om kursen/utbildningen. Exempel på nanofenomen runt oss Upplägg och planering för NanoIntro 15; Lars Samuelson (lars.samuelson@ftf.lth.se): Måndag 31/8: Presentationer av deltagarna 8-10 Sal F Generellt om kursen/utbildningen. Exempel på nanofenomen runt oss

Läs mer

Föreläsning 11 Bipolära Transistorer I. BJT Bipolar JuncDon Transistor. FunkDon bipolär transistor. DC operadon, strömförstärkning

Föreläsning 11 Bipolära Transistorer I. BJT Bipolar JuncDon Transistor. FunkDon bipolär transistor. DC operadon, strömförstärkning Föreläsning 11 ipolära ransistorer J ipolar JuncDon ransistor FunkDon bipolär transistor Geometri npn D operadon, strömförstärkning OperaDonsmoder Early- effekten pnp transistor G. alla 1 deal transistor

Läs mer

FFY616. Halvledarteknik. Laboration 4 DIODER

FFY616. Halvledarteknik. Laboration 4 DIODER Halvledarteknik Laboration 4 DIODER Målet med denna laboration är att du skall lära dig hur olika typer av dioder fungerar och hur man kan använda dem Laborant: Godkänt den.. av. M. K. Friesel, I. Albinsson

Läs mer

Miljöfysik. Föreläsning 6. Solel Solcellsanläggningar Halvledare En pn-övergång I-U karakteristik för solceller

Miljöfysik. Föreläsning 6. Solel Solcellsanläggningar Halvledare En pn-övergång I-U karakteristik för solceller Miljöfysik Föreläsning 6 Solel Solcellsanläggningar Halvledare En pn-övergång I-U karakteristik för solceller I-U karakteristik för solceller Förluster En solcells verkningsgrad Hur solceller påverkar

Läs mer

Med ett materials elektriska egenskaper förstår man helt allmänt dess ledningsförmåga, konduktans, och resistans Ohms lag:

Med ett materials elektriska egenskaper förstår man helt allmänt dess ledningsförmåga, konduktans, och resistans Ohms lag: 530117 Materialfysik Ht 2010 8. Materials elektriska egenskaper 8.1 Bandstruktur 8.1.1. Allmänt Med ett materials elektriska egenskaper förstår man helt allmänt dess ledningsförmåga, konduktans, och resistans

Läs mer

Allmänt Materialfysik Ht Materials elektriska egenskaper 8.1 Bandstruktur. l A Allmänt. 8.1.

Allmänt Materialfysik Ht Materials elektriska egenskaper 8.1 Bandstruktur. l A Allmänt. 8.1. 8.1.1. Allmänt 530117 Materialfysik Ht 2010 8. Materials elektriska egenskaper 8.1 Bandstruktur Med ett materials elektriska egenskaper förstår man helt allmänt dess ledningsförmåga, konduktans, och resistans

Läs mer

Fotoelektriska effekten

Fotoelektriska effekten Fotoelektriska effekten Bakgrund År 1887 upptäckte den tyska fysikern Heinrich Hertz att då man belyser ytan på en metallkropp med ultraviolett ljus avges elektriska laddningar från ytan. Noggrannare undersökningar

Läs mer

Emtithal Majeed, Örbyhus skola, Örbyhus www.lektion.se

Emtithal Majeed, Örbyhus skola, Örbyhus www.lektion.se Emtithal Majeed, Örbyhus skola, Örbyhus www.lektion.se * Skillnader mellan radiorör och halvledarkomponenter 1.Halvledarkomponenter är mycket mindre I storlek 2.De är mycket tåliga för slag och stötar

Läs mer

Utredande uppgifter: I: Beskriv de fyra arbetsmoderna för en npn-transistor. II: Vad är orsaken till strömförstärkningen i normal mod?

Utredande uppgifter: I: Beskriv de fyra arbetsmoderna för en npn-transistor. II: Vad är orsaken till strömförstärkningen i normal mod? Komponentfysik Uppgifter Bipolärtransistor VT-15 Utredande uppgifter: I: Beskriv de fyra arbetsmoderna för en npn-transistor. II: Vad är orsaken till strömförstärkningen i normal mod? III: Definiera övergångsfrekvensen

Läs mer

Tentamen i Fotonik , kl

Tentamen i Fotonik , kl FAFF25-2015-05-04 Tentamen i Fotonik - 2015-05-04, kl. 14.00-19.00 FAFF25 - Fysik för C och D, Delkurs i Fotonik Tillåtna hjälpmedel: Miniräknare, godkänd formelsamling (t ex TeFyMa), utdelat formelblad.

Läs mer

Mats Areskoug. Solceller. Sveriges största solcellsanläggning på Ikea i Älmhult.

Mats Areskoug. Solceller. Sveriges största solcellsanläggning på Ikea i Älmhult. Elevhandledning Experiment i miljöfysik Mats Areskoug Solceller Sveriges största solcellsanläggning på Ikea i Älmhult. Inledning Solceller ger elektrisk ström när solen lyser på dem. De består av specialbehandlade

Läs mer

Om inget annat anges så gäller det kisel och rumstemperatur (300K)

Om inget annat anges så gäller det kisel och rumstemperatur (300K) Komponentfysik Uppgifter pn del VT-15 Om inget annat anges så gäller det kisel och rumstemperatur (300K Utredande uppgifter: I: En diod har två typer av kapacitanser, utarmningskapacitans och diffusionskapacitans.

Läs mer

Nanoelektronik. FAFA10 Kvantfenomen och nanostrukturer HT Martin Magnusson.

Nanoelektronik. FAFA10 Kvantfenomen och nanostrukturer HT Martin Magnusson. Nanoelektronik FAFA10 Kvantfenomen och nanostrukturer HT 2014 Martin Magnusson martin.magnusson@ftf.lth.se Fält, potentialer mm i vakuum Lägg en spänning mellan två elektroder Stoppa dit en elektron e

Läs mer

Införa begreppen ström, strömtäthet och resistans Ohms lag Tillämpningar på enkla kretsar Energi och effekt i kretsar

Införa begreppen ström, strömtäthet och resistans Ohms lag Tillämpningar på enkla kretsar Energi och effekt i kretsar Kapitel: 25 Ström, motstånd och emf (Nu lämnar vi elektrostatiken) Visa under vilka villkor det kan finnas E-fält i ledare Införa begreppet emf (electromotoric force) Beskriva laddningars rörelse i ledare

Läs mer