Tentamen i Komponentfysik ESS030, ETI240/0601 och FFF090

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Storlek: px
Starta visningen från sidan:

Download "Tentamen i Komponentfysik ESS030, ETI240/0601 och FFF090"

Transkript

1 Tentamen i Komponentfysik ESS030, ETI40/0601 och FFF090 Hjälpmedel: TEFYMA, ordlista, beteckningslista, formelsamlingar och räknare. Max 5p, för godkänt krävs 10p. Om inget annat anges, antag att det handlar om kisel (Si) och rumstemperatur (300K). Använd materialparametrar från formelsamlingen om de inte ges i uppgiften. Anta dessutom att bandgap, rörligheter och effektiva tillståndstätheter är oberoende av temperaturen om inget annat anges. Extra data för Diamant (C): N V = m -3 och N C = m -3. Om du inte lyckas räkna fram värden som behövs för efterföljande uppgift kan du anta/gissa värden för att lösa uppgiften, men det måste framgå att du har gjort det och du måste motivera ditt val av värden! OBS! Svaren på utredande frågor måste motiveras! För att få full poäng på beräkningsuppgifterna krävs: Kort motivering av val av ekvation(er). (En till två meningar räcker oftast) (Max 5% avdrag) Lista alla ingående värden. (Max 5% avdrag) Sätt in värden i den slutliga ekvationen. (Max 5% avdrag) Svar med enhet! (5% avdrag) Halvledare [7,5p]: a) Beskriv skillnaden mellan metall å ena sidan och halvledare och isolator å andra sidan med hjälp av bandmodellen. [1p] b) Beräkna den intrinsiska laddningsbärarkoncentrationen i Diamant (C) och Germanium (Ge) vid 300 K. [1p] (Om du inte får fram det här värdet så använd 10-0 m -3 för diamant och tabellvärdet för germanium i fortsättningen) c) Beräkna Fermi-nivåns läge relativt valensbandskanten i diamant respektive germanium dopat med donatorer (N D = m -3 ) respektive acceptorer (N A = m -3 ) (OBS! fyra separata beräkningar). [1,5p] d) Vad händer med Fermi-nivåns läge för n-typmaterial om temperaturen ökar (ökar minskar eller är den oförändrad - förklaring krävs)? [1p] e) Vid vilken temperatur övergår den n-dopade diamanten ovan till att vara intrinsisk? [0,5p] f) Vid vilken temperatur händer samma sak för n-typ germanium med samma dopningskoncentration? [0,5p] g) Vilken typ av dopning och hur stor koncentration behövs för att få Fermi-nivån att ligga precis på valensbandskanten i diamant respektive germanium? [1p] h) Om de två materialen i (g) förs ihop och linjerar upp med Ferminivåerna, hur stora är stegen från germanium till diamant i valens- respektive ledningsbandet? [1p] Dioder [5,5p] a) Beskriv uppkomsten av den inbyggda spänningen (U bi ) i en pn-övergång? [1,5p] b) Härled ett uttryck för U bi som funktion av temperatur och bandgap. [1,5p] Vi har två dioder med en utsträckning av de neutrala områdena (W p & W n ) på 5,0µm vardera, en area på 0,80 mm och en dopning av N A =1, m -3 respektive N D =5, m -3. m=1. Den ena är gjord av germanium och den andra av diamant. c) Beräkna den inbyggda spänningen för båda dioderna. [1p] d) Betrakta en diod där n-sidan består av germanium och p-sidan av diamant. Borste från hur själva materialövergången ser ut. Hur stort är skillnaden i energi mellan valens- respektive ledningsbandet över övergången? [1,5p] Var god vänd!

2 Bipolärtransistorn (6,5p.): a) Beskriv strömmarna i en bipolär npn-transistor i aktiv mod i: emittern, basen, kollektorn och bas-kollektorövergången i termer av typ av ström (diffusion/drift), drivkraft och typ av laddningsbärare. Ange riktning på ström och i vilken riktning laddningsbärarna rör sig. [1,5p] b) Hur uppkommer bas- respektive kollektorströmmen i normal mod, d.v.s. vad är mekanismerna bakom strömmarna? [1p] En bipolär transistor av kisel: Emittern är,5µm lång med en dopningskoncentration, N D =1, m -, basen är 1,0µm lång med en dopningskoncentration, N A =1, m -3 och kollektorn är,5µm lång med en dopningskoncentration, N D =1,0 10 m -, Basemitterspänningen är 0,7V och baskollektorspänningen är -10V. Arean är µm. c) Hur stora är diffusions- respektive utarmningskapacitanserna i basemitterövergången? [p] d) Hur stor är diffusionskapacitansen i baskollektorövergången i inverterad mod (D.v.s. U BE =-10V och U BC =0,7V)? [p] [Tips! Fundera igenom vilka strömmar som ger upphov till diffusionskapacitansen i baskollektorövergången och vilken ström som dominerar i inverterad mod.] MOSFET (5,5p.) Betrakta en MOSFET på ett p-substrat. a) Vad är kravet på inversionskanalen vid tröskeln till stark inversion i termer av Fermi-nivån relativt bandkanterna på ytan och vad gäller då för laddningsbärarkoncentrationen på ytan? [1p] b) Vilken typ av laddningsbärare står för strömtransporten i inversionskanalen? [förklaring krävs] [0,5p] c) Beskriv inversionskanalen i det linjära området, i mättnadsområdet och under tröskelspänningen? [1,5p] Betrakta en ideal (U fb = 0) germanium MOSFET med N A =1, m -3 med en oxidtjocklek, t ox =0,10 µm. Dessutom är Z=100 µm och L=10 µm. Obs! Oxiden är kiseldioxid! d) Beräkna tröskelspänningen. [1p] e) För en gatespänning 3,0 V över tröskelspänningen (U GS = U th +3), hur stor ström går det genom MOSFET:en vid en drain-source-spänning (U DS ) på 0; 1,0;,0; 3,0; 4,0; 5,0 volt? [1,5p] Lycka till, Anders Eftersom det är en omtentamen med ett fåtal personer så kommer resultatet att skickas ut med e- mail till den adress du anmälde dig från. Om du vill ha resultatet till en annan adress så måste du skriva en tydlig adress på framsidan! Underkänt resultat nära godkänt ( 8p) ger en möjlighet att göra en komplettering. Den består av att lösa hela tentamen + en extra uppgift som hemtentamen på två veckor. Efter inlämning redovisas lösningarna muntligt. Om du är intresserad, skriv din e-postadress på omslaget.

3 Facit till tentamen a) b) Diamant: n i = 4, m -3 ; Ge: n i = 1,9, m -3 (kt = 0,059 ev) c) Diamant: n-typ: E F = 5,4 ev och p-typ: E F = 0,15 ev, över valensbandet Ge: n-typ: E F = 0,48 ev och p-typ: E F = 0,11 ev, över valensbandet. d) Minskar, men varför? e) T = 3600 K f) T = 530 K g) Diamant: N A = 3, 10 5 m -3 ; Ge: N A = 8, 10 4 m -3 h) E V = 0 ev och E C = 4,80 ev *************** a) b) c) Diamant: U bi = 5,1 V och Ge: U bi = 0,37 V. d) E V = 0,33 ev och E C = 5,13 ev. ***************** a) b) c) C j = 0,55 nf och C Diff = 0,91 nf (1,14 nf om man räknar med basströmmen också) d) C Diff = 3 nf (I B dominerar) ****************** 4a) b) c) d) U th = 0,46 V e) U DS [V] I DS [ma] ,3 5,4 3 6,1 4 6,1 5 6,1 Uppdaterad [3] Anders Gustafsson

4 Lösningar till tentamen a) Skillnaden mellan metall å ena sidan och halvledare och isolator å andra sidan ligger i bandgapet. För metallen är det översta bandet inte helt fyllt, eller så finns det ett överlapp i energi mellan det överst fyllda och det nederst tomma bandet. Det gör att det behövs mycket liten energi (jämfört med den termiska energin) för att lyfta en elektron upp till tillstång där elektronerna är rörliga. Både isolatorn och halvledaren har ett helt fyllt band och bandet över är helt tomt, där banden är separerade med ett bandgap. Det gör att det behövs mycket energi (jämfört med den termiska energin) för att lyfta en elektron till ett tillstånd där elektronerna är rörliga. Skillnaden mellan isolator och halvledare är storleken på bandgapet. Ett litet bandgap betyder att en del elektroner kan ta sig över bandgapet och ge en viss ledningsförmåga. I en isolator är bandgapet så stort at bara ett fåtal elektroner kan ta sig över ledningsbandet. vilket i princip inte ger någon ledningsförmåga alls. 1 (a) 1 (a) 1 (a) 1 (a) 1 (a) 1 (a) 1 (a) 1 (a) 1 (a) b) Den intrinsiska laddningsbärarkoncentrationen ges av: ( ) e E g kt n i = N c N v Med insatta värden för diamant ger det: n i = e 5,47 0,059 = 4, m -3 = 4, m -3 Med insatta värden för germanium ger det: 0,67 n i = 1, , e 0,059 = 1, m -3 = 1, m -3 Det är ganska nära tabellvärdet på, m -3, vilket talar för att det är rätt räknat. 1 (b) 1 (b) 1 (b) 1 (b) 1 (b) 1 (b) 1 (b) 1 (b) 1 (b) c) Fermi-nivåns läge relativt valensbandkanten ges av: ( ) E F = E V + E g + kt ln N D n i ( ) E F = E V + E V kt ln N A n i för n-typ, och för p-typ. Diamant: Med insatta värden ger det för n-typen: E F = E V + 5,47 + 0,059 ln , = 5,433 ev = 5,4 ev och för p-typen: E F = E V + 5,47 0,059 ln , = 0,1490 ev = 0,15 ev Diamant: N V = m -3 N C = m -3 E g = 5,47 ev Germanium: N V = 1, m -3 N C = 6, m -3 E g = 0,67 ev kt = 0,059 ev N A = m -3 N D = m -3 kt = 0,059 ev Diamant: E g = 5,47 ev Från (b) n i = 4, m -3 Germanium: E g = 0,67 ev Från (b) n i = 1, m -3 Uppdaterad [4] Anders Gustafsson

5 Lösningar till tentamen Germanium: Med insatta värden ger det för n-typen: E F = E V + 0,67 + 0,059 ln , = 0,4790 ev = 0,48 ev och för p-typen: E F = E V + 0,67 0,059 ln , = 0,1133 ev = 0,11 ev 1 (c) 1 (c) 1 (c) 1 (c) 1 (c) 1 (c) 1 (c) 1 (c) 1 (c) d) När temperaturen ökar så ökar termen k T, samtidigt som den intrinsiska laddningsbärarkoncentrationen ökar: E F = E V + E g + kt ln N D E g = E F = E V + E g + kt ln N D + E g N V N C = N V N C e kt N E F = E V + E g + kt ln D N V N C För att kontrollera att vi har gjort rätt så kan vi sätta in värdena från 1(c): 5 10 E F = E V + 5,47 + 0,059 ln 1 = 5,433 = 5,4 ev Vilket ju är samma svar som i (c) så det verkar som om vi har gjort rätt. Den enda termen som beror på temperaturen är det explicita temperaturberoendet i den tredje termen. Eftersom N D är mindre än roten ur N V N C så är ln-termen negativ, vilket innebär att den tredje termen blir mer negativ ju högre temperaturen är. Fermi-nivån minskar alltså med ökande temperatur, och närmar sig därför den intrinsiska Fermi-nivån. OBS! Ekvationen gäller bara för en n-dopad halvledare, d.v.s. när N D >> n i. 1 (d) 1 (d) 1 (d) 1 (d) 1 (d) 1 (d) 1 (d) 1 (d) 1 (d) e) För att ta reda på vid vilken temperatur n-dopad diamant går över till att vara intrinsiskt behöver vi ta fram den temperatur, T i, där n I = N D. E g kt i N D = ( N c N v ) e E g => = ln N D kt i ( N c N v ) => T i = E g N ln D k ( N c N v ) 5, Med insatta värden blir det: T i = 8, ln , T i = 8, ln = 369,4 K = 3600 K N V = m -3 N C = m -3 E g = 5,47 ev k = 8, ev/k Uppdaterad [5] Anders Gustafsson

6 Lösningar till tentamen f) På samma sätt övergår n-typ germanium till att vara intrinsiskt vid en temperatur av: 0, T i = 8, ln 1, , = = 57,6 = 530 K N V = 1, m -3 N C = 6, m -3 E g = 0,067 ev k = 8, ev/k 1 (f) 1 (f) 1 (f) 1 (f) 1 (f) 1 (f) 1 (f) 1 (f) 1 (f) g) För att få Fermi-nivån att ligga precis vid valensbandskanten så behöver man p-typ material. Då ges Fermi-nivån av: ( ) E F = E V + E g kt ln N A n i För att ta fram vid vilken koncentration av acceptorer som behövs för en given Fermi-nivå så måste vi skriva om ekvationen som: N A = n i exp E g kt För diamant ges koncentrationen av: N A = 4, ,47 exp = 3, = 0,059 = 3, 10 5 m -3 kt = 0,059 ev Diamant: E g = 5,47 ev Från (b) n i = 4, m -3 Germanium: E g = 0,67 ev Från (b) n i = 1, m -3 För germanium ges koncentrationen av: N A =1, ,67 exp = 8, = 8, 10 4 m -3 0,059 1 (f) 1 (f) 1 (f) 1 (f) 1 (f) 1 (f) 1 (f) 1 (f) 1 (f) h) Eftersom Fermi-nivåerna i båda materialen ligger vid valensbandkanterna och förutsättningen var att de två materialen linjerar med just Fermi-nivåerna så följer att steget mellan valensbanden är just 0 ev. Då följer också att hela skillnaden i bandgap ligger i ledningsbandet och då har vi ett steg som är E g : ΔE C = E gc E gge = 5,47-0,67 = 4,80 ev * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * a) Den inbyggda spänningen i en pn-övergång uppkommer genom att det finns olika koncentrationer av fria positiva (p-sidan) och fria negativa (n-sidan) laddningar. Det gör att laddningsbärare från ena sidan tar sig över till den andra sidan. När en elektron och ett hål stöter på varandra så sker rekombination och båda försvinner. Det enda som blir kvar är en negativt laddad acceptor på p-sidan och en positivt laddad donator på n-sidan. Det gör att man får ett tunt skikt med nettoladding kring övergången från p- till n-typ. Nettoladdningen ger, likt laddningen på en kondensator upphov till ett elektriskt fält vilket i sin tur ger upphov till en spänning, den inbyggda spänningen. Uppdaterad [6] Anders Gustafsson

7 Lösningar till tentamen b) Den inbyggda spänningen ges enligt formelsamlingen av: U bi = U t ln N A N D n i Där dopningskoncentrationerna är oberoende av temperaturen, och de övriga två termerna beror på temperaturen: U t = k T kt e Man kan skriva om uttrycket: U bi = k T e ln ( N A N D) k T e ln n i U bi = k T e ln ( N A N D) k T e ln N C N V e och n i = N c N v e E g U bi = k T e ln N A N D k T ln e N C N V e U bi = E g e + k T e ln N A N D N C N V ( ) vilket med n i blir: E g kt = E g kt = c) Den inbyggda spänningen för en diod ges av: U bi = U t ln N A N D Diamant: n Från 1(b): i n Vi behöver alltså den intrinsiska laddningsbärarkoncentrationen, och vi i = 4, m -3 E hämtar den från uppgift 1(b). Vi kan nu räkna ut den inbyggda spänningen: g = 5,47 ev kt = 0,059 ev U t = 0,059 V U bi = 0,059 ln [ 4, ] = 5,094 = 5,1 V N A = 1, m -3 N D = 5, m -3 Värdet är betydligt högre än värdet runt 1 V som vi har för en kiseldiod. 5,1 V är trots allt mindre än motsvarande bandgap på 5,47 ev, vilket gör att det är ett rimligt värde. På samma sätt räknar vi ut den inbyggda spänningen för motsvarande germaniumdiod: U bi = 0,059 ln [ 1, ] = 0,3656 = 0,37 V Germanium: Från 1(b) n i = 1, m -3 E g = 0,67 ev U t = 0,059 V N A = 1, m -3 N D = 5, m -3 Uppdaterad [7] Anders Gustafsson

8 Lösningar till tentamen d) Vi har en diod där som består av p-typ diamant (N A = 1, m -3 ) och n-typ germanium (N D = 5, m -3 ). Eftersom det är samma material och dopning som i 1c så kan vi hämta Fermi-nivåerna från den uppgiften. Skillnaden i valensbandet ges av skillnaden i Fermi-nivåerna: Från 1(c) E F (C) = 0,1490 ev E F (Ge) = 0,479 ev ΔE V = E FGe E FC Med insatta värden blir det: E V = 0,479-0,1490 = 0,3994 = 0,33 ev Skillnaden i ledningsbandet är lite mer komplicerad och kan räknas ut på ett par olika sätt. Det enklaste sättet är att räkna ut skillnaden i Fermi-nivåerna, relativt ledningsbandet: ( ) ΔE C = E gge E FGe E gc E FC E C = 0,67-0,479 -(5,47-0,1490 ) = 5,199 = 5,13 ev * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * a) I en bipolär transistor finns det både elektronströmmar och hålströmmar. I en npn-transistor är den enklaste strömmen basströmmen som består av en hålström. Den börjar med att hål kommer från baskontakten och går till utarmningsområdet mellan bas och emitter med driftström. Hålen injiceras i emittern, där de ger upphov till en diffusionsström mot emitterkontakten. Elektroner kommer från emitterkontakten och går till utarmningsområdet mellan bas och emitter med driftström (strömmen går i motsatt riktning). I basen rör sig elektronerna med diffusion från bas-emitterövergången till bas-kollektorövergången (där diffusionsströmmen går i motsatt riktning). I bas-kollektorövergången drivs elektronerna till kollektorn med hjälp av ett elektriskt fält (återigen går strömmen i motsatt riktning). Slutligen går elektronerna med hjälp av driftström från bas-kollektorövergången till kollektorkontakten (strömmen går i motsatt riktning). Elektronströmmen går från kollektorkontakt till emitterkontakt, där elektronerna rör sig i motsatt riktning. Strömmen är drift i kollektorn, drift i bas-kollektorövergången, diffusion i basen och slutligen drift i emittern. Hålströmmen går från baskontakten till emitterkontakten, där hålen rör sig i samma riktning. Strömmen är drift i basen och diffusion i emittern b) Basströmmen uppkommer genom att bas-emitterövergången framspänns och därigenom sker det en injektion av hål från basen till emittern. Överskottshålen ger upphov till en koncentrationsgradient av hål i emittern, vilket ger upphov till en hålström från bas till emitter. Kollektorströmmen uppkommer genom att bas-emitterövergången framspänns och därigenom sker det en injektion av elektroner från emittern till basen. Överskottselektronerna ger upphov till en koncentrationsgradient av elektroner i basen. Elektronerna tar sig sedan över den backspända baskollektorövergången till kollektorkontakten. Det ger upphov till en elektronström från kollektor till emitter, kollektorströmmen. (Emitterströmmen är summan av bas- och kollektorströmmarna.) Uppdaterad [8] Anders Gustafsson

9 Lösningar till tentamen c) De två kapacitanserna har olika orsaker. Den i någon må enklaste är utarmningskapacitansen, som beror på själva bas-emitterövergången och vilken spänning som ligger över den: C je = A ε r ε 0 d tot A ε r ε 0 d pb Där d pb ges av: d pb = d pn = ε r ε 0 + p ( U e N bi U BE ) AB Vilket innebär att vi måste räkna ut den inbyggda spänningen: U bi = U t ln N AB N D E n i U BE = 0,7 V A =, m N DE =1, m 3 N AB =1, m 3 W B = 1, m W E =, m U t = 0,059 V n i = 1, m -3 ε 0 = 8, F/m ε r = 11,8 e = 1, As µ n = 0,135 m /Vs µ p = 0,045 m /Vs Med insatta värden: U bi = 0,059 ln = 0,8945 = 0,89 V Då blir utsträckningen: 11,8 8, d pb = 1, ,8945 0,7 10 Vilket slutligen ger en kapacitans på: C je =, , , = 5, F = 0,55 nf ( ) = 4, m För att beräkna diffusionskapacitansen så måste vi först beräkna strömmarna. Eftersom det är en asymmetrisk övergång så behöver vi egentligen bara beräkna kollektorströmmen. Den ges av: U BE U t I C = e A U t µ n n i e W B N AB Vilket med insatta värden är: I C = 1, , ,059 0, e 0,7 0,059 = 1, A = 0,16A Diffusionskapacitansen ges då av: C diff I C U W B t µ n Vilket med insatta värden ger: C diff 1, ,059 = 9, F = 0,91 nf 0,135 För att vara på den säkra sidan så kan vi snabbt kontrollera att basströmmens bidrag till diffusionskapacitansen verkligen är försumbar: Förstärkningen ges av β = µ n N D E W E µ p N AB W B Uppdaterad [9] Anders Gustafsson

10 Lösningar till tentamen Uppdaterad [10] Anders Gustafsson Vilket med insatta värden ger: β = 0, , , = 3 10,5 = 75 Basströmmen är alltså 75 gånger lägre än kollektorströmmen. Bidraget till diffusionskapacitansen är då: C diffbasström I C β U W E t µ p Vilket med insatta värden ger: C diff 1, , ,059 =, F = 0,3 nf 0,045 Vilket är en fjärdedel av bidraget från kollektorströmmen. Det gör att kapacitansen egentligen inte är försumbar, Den totala diffusionskapacitansen ges därför av summan av de två bidragen: C Diff = 0,91 + 0,3 = 1,14 nf d) I inverterad mod ges bas strömmen av: U BC U t I B = e A U t µ p n i e W C N DC Med insatta värden ger det: I B = 1, , ,059 0, , e 0,7 0,059 =, W B = 1, m W C =, m A = 0,A U t = 0,059 V Vilket i sin tur ger en diffusionskapacitans: n i = 1, m -3 C diff, , e = 1, As 0,059 =, F = 3 nf 0,045 µ n = 0,135 m /Vs µ p = 0,045 m /Vs Bidraget från emitterströmmen är identisk med kollektorströmmen diffusionskapacitans vid normal mod (0,91 nf). Detta eftersom det rör sig om samma laddningsbärarprofil. Enda skillnaden är att gradienten är i motsatt riktning. I det här fallet är det ju definitivt basströmmen som dominerar kapacitansen. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * a) Just vid tröskeln för stark inversion så krävs det att vi har samma koncentration av minoritetsladdningsbärare på ytan som vi har av majoritetsladdningsbärare inne i halvledaren. Det betyder att avståndet mellan Fermi-nivå och ledningsbandet på ytan ska vara identiskt med avståndet mellan Fermi-nivån inne i halvledaren och valensbandet. Då har vi precis inverterat förhållandet mellan elektron och hålkoncentrationerna på ytan b) Eftersom det är en MOSFET på ett p-typ substrat så har vi inverterat laddningsbärarkoncentrationen i kanalen, vilket innebär att vi har elektroner i kanalen istället för de hål vi har inne i halvledaren U BC = 0,7 V A =, m N DC =1,0 10 m 3 N AB =1, m 3

11 Lösningar till tentamen c) I det linjära området så finns det en inversionskanal sp sträcker sig hela vägen från source till drain. Den är något mindre vid drainkontakten, men den finns hela vägen. I mättnadsområdet når inte kanalen hela vägen fram till drainkontakten. Under tröskelspänningen så finns det ingen kanal d) Tröskelspänningen ges av: U th = Φ F + t ox ε 0 ε 4 ε r ε 0 Φ F q e N A ox ( ) Där Φ F = U t ln N A n i Med insatta värden för Ge: 10 Φ F = 0,059 ln 1 = 0, = 0,095 V, e = 1, As t ox = 1, m ε 0 = 8, F/m n i =, m -3 U t = 0,059 V ε r = 16,0 SiO : ε r = 3, U th = 0, ,9 8, , ,0955 1, = 0, ,697 = 0,4608 = 0,46 V e) Strömmen i en MOSFET beror på om den arbetar i mättnad eller linjärt. Det måste vi kontrollera först. I mättnad är U DS (U GS -U th ) och i det linjära området är U DS (U GS -U th ). I vårt fall så är (U GS -U th )= 3V. Det innebär att vi är i det linjära området så länge U DS 3V och i mättnadsområdet när U DS 3V. I det linjära området ges strömmen av: I DS = µ n Z ε ox ε 0 ( U L t GS U th ) U DS U DS ox t ox = 1, m ε 0 = 8, F/m Z = 100 µm L = 10 µm U GS -U th = 3,0 V µ n = 0,045 m /Vs SiO : ε r = 3,9 Med insatta värden för U DS = 0V: [ ] = 0 A 0, ,9 8, I DS = Vilket ju är rimligt. U DS = 1,0V: 0, ,9 8, I DS = [ ] = 3, A = 3,4 ma Uppdaterad [11] Anders Gustafsson

12 Lösningar till tentamen U DS =,0V: 0, ,9 8, I DS = U DS = 3,0V: 0, ,9 8, I DS = I mättnadsområdet ges strömmen av: I DS = µ n Z ε ox ε 0 ( U GS U th ) L t ox U DS = 3,0, 4,0 och 5,0V: I DS = [ ] = 5, A = 5,4 ma [ ] = 6, A = 6,1 ma 0, ,9 8, = 6, A = 6,1 ma Uppdaterad [1] Anders Gustafsson

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

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

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

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

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 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

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

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

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

Komponentfysik ESS030. Den bipolära transistorn

Komponentfysik ESS030. Den bipolära transistorn Komponentfysik ESS030 Den bipolära transistorn T- 2016 Syfte Syftet med denna laboration är att studenten ska bekanta sig med den grundläggande fysiken i en bipolär transistor. Det fundamentala byggblocket

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

Föreläsning 6: Opto-komponenter

Föreläsning 6: Opto-komponenter Föreläsning 6: Opto-komponenter Opto-komponent Interaktion ljus - halvledare Fotoledare Fotodiod / Solcell Lysdiod Halvledarlaser 1 Komponentfysik - Kursöversikt Bipolära Transistorer pn-övergång: kapacitanser

Läs mer

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 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 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

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

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

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

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

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

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

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

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 1 Transistorn del 1

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 1 Transistorn del 1 Moment 1 - Analog elektronik Föreläsning 1 Transistorn del 1 Jan Thim 1 F1: Transistorn del 1 Innehåll: Historia Funktion Karakteristikor och parametrar Transistorn som förstärkare Transistorn som switch

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

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

Föreläsning 7 Fälteffek1ransistor IV

Föreläsning 7 Fälteffek1ransistor IV Föreläsning 7 Fälteffek1ransistor IV måsignal FET A, f t MO- Kondensator D/MO- kamera Flash- minne 1 måsignalmodell A kapacitanser i mä1nadsmod δu Isolator io 2 D N ++ N ++ P- typ halvledare δ Q δu >>

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

( y) ( L) Beräkning av ström nmos: Lång kanal (L g >1µm) di dy. Oxid U GS U DS. Kanal. 0<U cs (y)<u DS. Lös med:

( y) ( L) Beräkning av ström nmos: Lång kanal (L g >1µm) di dy. Oxid U GS U DS. Kanal. 0<U cs (y)<u DS. Lös med: Beräkning av ström nmos: ång kanal ( g >1µm Oxid 0< cs (y< y Kanal ε Q N ( ( y th ( y Z µ ε ( y y n ( y ( y Q ( y N ös med: cs cs d dy (0 0 ( 0 15-04- 15 Föreläsning 6, Komponen7ysik 015 1 Ström och kanal

Läs mer

HALVLEDARE. Inledning

HALVLEDARE. Inledning HALVLEDARE Inledning Halvledare har varit den i särklass viktigaste materialkategorin för den högteknologiska utvecklingen under 1900-talet. Man kan också säga att inget annat exempel kan mer tydligt visa

Läs mer

Lecture 6 Atomer och Material

Lecture 6 Atomer och Material Lecture 6 Atomer och Material Bandstruktur Ledare Isolatorer Halvledare Påminnelse Elektronerna ordnas i skal (n) och subskal (l) En elektron specificeras med 4 kvanttalen n,lm l,m s Två elektroner kan

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

Lösningsförslag till deltentamen i IM2601 Fasta tillståndets fysik. Onsdagen den 30 maj, Teoridel Ê Á Ê. B B T Ë k B T Ê. exp m BBˆ.

Lösningsförslag till deltentamen i IM2601 Fasta tillståndets fysik. Onsdagen den 30 maj, Teoridel Ê Á Ê. B B T Ë k B T Ê. exp m BBˆ. Lösningsförslag till deltentamen i IM60 Fasta tillståndets fysik Paramagnetism i ett tvånivåsystem Onsdagen den 30 maj, 0 Teoridel. a) För m S = - är m S z = -m B S z = +m B och energin blir U = -m B B

Läs mer

HALVLEDARES ELEKTRISKA KONDUKTIVITET

HALVLEDARES ELEKTRISKA KONDUKTIVITET HALVLEDARES ELEKTRISKA KONDUKTIVITET 1 Inledning I fasta ämnen ockuperar ämnens elektroner s.k. energiband. För goda elektriska ledare är det översta ockuperade energibandet endast delvis fyllt vilket

Läs mer

I princip gäller det att mäta ström-spänningssambandet, vilket tillsammans med kännedom om provets geometriska dimensioner ger sambandet.

I princip gäller det att mäta ström-spänningssambandet, vilket tillsammans med kännedom om provets geometriska dimensioner ger sambandet. Avsikten med laborationen är att studera de elektriska ledningsmekanismerna hos i första hand halvledarmaterial. Från mätningar av konduktivitetens temperaturberoende samt Hall-effekten kan en hel del

Läs mer

Grindar och transistorer

Grindar och transistorer Föreläsningsanteckningar Föreläsning 17 - Digitalteknik I boken: nns ej med Grindar och transistorer Vi ska kort beskriva lite om hur vi kan bygga upp olika typer av grindar med hjälp av transistorer.

Läs mer

Laboration N o 1 TRANSISTORER

Laboration N o 1 TRANSISTORER Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Umeå universitet Patrik Eriksson 22/10 2004 Analog elektronik 2 Laboration N o 1 TRANSISTORER namn: datum: åtgärda: godkänd: Målsättning: Denna laboration

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

3.9. Övergångar... (forts: Halvledare i kontakt)

3.9. Övergångar... (forts: Halvledare i kontakt) 3.9. Övergångar... (forts: Halvledare i kontakt) [Understanding Physics: 20.9-20.12] Utjämningen av Ferminivåerna för två ledare i kontakt med varandra gäller också för två halvledare i kontakt med varandra.

Läs mer

Praktisk beräkning av SPICE-parametrar för halvledare

Praktisk beräkning av SPICE-parametrar för halvledare SPICE-parametrar för halvledare IH1611 Halvledarkomponenter Ammar Elyas Fredrik Lundgren Joel Nilsson elyas at kth.se flundg at kth.se joelni at kth.se Martin Axelsson maxels at kth.se Shaho Moulodi moulodi

Läs mer

Repetition: Nätanalys för AC. Repetition: Elektricitetslära. Repetition: Halvledarkomponenterna

Repetition: Nätanalys för AC. Repetition: Elektricitetslära. Repetition: Halvledarkomponenterna FÖRELÄSNING 2 Repetition: Nätanalys för AC Repetition: Elektricitetslära Repetition: Halvledarkomponenterna Per Larsson-Edefors, Chalmers tekniska högskola EDA351 Kretselektronik 1(49) Repetition: Nätanalys

Läs mer

Den bipolä rä tränsistorn

Den bipolä rä tränsistorn Komponentfysik ESS3 Laborationshandledning av: Martin Berg Elvedin Memišević Den bipolä rä tränsistorn VT-213 Syfte Syftet med denna laboration är att studenten ska bekanta sig med den grundläggande fysiken

Läs mer

Föreläsning 9 Transistorn och OP-förstärkaren

Föreläsning 9 Transistorn och OP-förstärkaren Föreläsning 9 Transistorn och OP-förstärkaren /Krister Hammarling 1 Transistorn Innehåll: Historia Funktion Karakteristikor och parametrar Transistorn som förstärkare Transistorn som switch Felsökning

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

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 2 Transistorn del 2

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 2 Transistorn del 2 Moment 1 - Analog elektronik Föreläsning 2 Transistorn del 2 Jan Thim 1 F2: Transistorn del 2 Innehåll: Fälteffekttransistorn - JFET Karakteristikor och parametrar MOSFET Felsökning 2 1 Introduktion Fälteffekttransistorer

Läs mer

Kap 2. Elektroner som partikel

Kap 2. Elektroner som partikel Kap. Elektroner som partikel.1 ström, spridning och diffusion Antar elektronerna som en klassisk gas. I denna model har elektronerna ensdast kinetisk energi (termisk) kraften. Laddningsbärare kommer separeras

Läs mer

Föreläsning 8. MOS transistorn. IE1202 Analog elektronik KTH/ICT/EKT HT09/BM

Föreläsning 8. MOS transistorn. IE1202 Analog elektronik KTH/ICT/EKT HT09/BM Föreläsning 8 MOS transistorn Förstärkare med MOS transistorn t Exempel, enkel förstärkare med MOS IE1202 Analog elektronik KTH/ICT/EKT HT09/BM 1 Varför MOS transistorn Förstå en grundläggande komponent

Läs mer

UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Sverker Johansson Bo Tannfors Transistorswitchen. Laboration E25 ELEKTRO

UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Sverker Johansson Bo Tannfors Transistorswitchen. Laboration E25 ELEKTRO UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Sverker Johansson Bo Tannfors 1997-01-14 Transistorswitchen Laboration E25 ELEKTRO Laboration E25 Transistorswitchen 2 Nyckelord Switch, bottnad- och strypt

Läs mer

12. Kort om modern halvledarteknologi

12. Kort om modern halvledarteknologi 12. Kort om modern halvledarteknologi Kursen i halvledarfysik behandlar i detalj halvledarkomponenter. På denna kurs går vi igenom bara den allra viktigaste av dem, MOSFET-transistorn som ger grunden till

Läs mer

Föreläsning 1. Metall: joner + gas av klassiska elektroner. l = v th =1/ Materialegenskaper

Föreläsning 1. Metall: joner + gas av klassiska elektroner. l = v th =1/ Materialegenskaper Föreläsning 1 Vi gick igenom kapitel 2.1 och (nästan hela) 2.2. Vi betraktade en mycket enkel modell av en metall, där valenselektronerna antas bilda en klassisk gas. Vid ändliga temperaturer rör sig elektronerna

Läs mer

Föreläsning 1. Metall: joner + gas av klassiska elektroner. e m Et. m dv dt = ee v(t) =v(0) 1 2 mv2 th = 3 2 kt. Likafördelningslagen:

Föreläsning 1. Metall: joner + gas av klassiska elektroner. e m Et. m dv dt = ee v(t) =v(0) 1 2 mv2 th = 3 2 kt. Likafördelningslagen: Föreläsning 1 Vi började med en väldigt kort repetition av några grundbegrepp inom ellära. Sedan gick vi igenom kapitel 2.1 och började med kapitel 2.2. Vi betraktade en mycket enkel modell av en metall,

Läs mer

Rättade inlämningsuppgifter hämtas på Kents kontor Föreläsning 4 Må 11.00-11.30, 12.30-13.15 Kent Palmkvist To 11.00-11.30, 12.30-13.

Rättade inlämningsuppgifter hämtas på Kents kontor Föreläsning 4 Må 11.00-11.30, 12.30-13.15 Kent Palmkvist To 11.00-11.30, 12.30-13. /5/14 15:56 Praktisk info, forts. Löst uppgift Fyll i ett konvolut (återanvänds tills uppgiften godkänd TTE Elektronik Konvolut hittas ovanpå den svarta brevlåda som svar lämnas i vart brevlåda placerad

Läs mer

r 2 Arbetet är alltså endast beroende av start- och slutpunkt. Det följer av att det elektriska fältet är konservativt ( E = 0).

r 2 Arbetet är alltså endast beroende av start- och slutpunkt. Det följer av att det elektriska fältet är konservativt ( E = 0). 1 Föreläsning 2 Motsvarar avsnitten 2.4 2.5 i Griffiths. Arbete och potentiell energi (Kap. 2.4) r 1 r 2 C Låt W vara det arbete som måste utföras mot ett givet elektriskt fält E, då en laddning Q flyttas

Läs mer

Mätning av Halleffekten och elektriska ledningsförmågan som funktion av temperaturen hos halvledarna InSb / Ge.

Mätning av Halleffekten och elektriska ledningsförmågan som funktion av temperaturen hos halvledarna InSb / Ge. Laborationsinstruktion laboration Halvledarfysik UPPSALA UNVERSTET delkurs Fasta tillståndets fysik 1 lokal 4319 innehåll delkurskod 1TG100 labkod HF UPPGFTER: Mätning av Halleffekten och elektriska ledningsförmågan

Läs mer

KAPITEL 2 MTU AB

KAPITEL 2 MTU AB KAPITEL 2 MTU AB 2007 29 HALVLEDARE De komponenter som vi hittills behandlat är motstånd av olika slag, lampor samt batterier. Det kan diskuteras om batteriet ska kallas komponent. Motstånd är den komponent

Läs mer

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 1 den 21 oktober 2008 klockan 8:00 13:00

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 1 den 21 oktober 2008 klockan 8:00 13:00 Tentamen i Elektronik, ESS00, del den oktober 008 klockan 8:00 :00 Tekniska Högskolan i Lund Institutionen för Elektrovetenskap Tentamen i Elektronik, ESS00, del den oktober 008 klockan 8:00 :00 Uppgifterna

Läs mer

Kapacitansmätning av MOS-struktur

Kapacitansmätning av MOS-struktur Kapacitansmätning av MOS-struktur MOS står för Metal Oxide Semiconductor. Figur 1 beskriver den MOS vi hade på labben. Notera att figuren inte är skalenlig. I vår MOS var alltså: M: Nickel, O: hafniumoxid

Läs mer

Labb-PM MCC086 Mikroelektronik 2016

Labb-PM MCC086 Mikroelektronik 2016 Labb-PM MCC086 Mikroelektronik 2016 Syfte med labben: Att få praktisk och experimentell erfarenhet av mätningar på pn-dioden och MOSFET, samt uppleva komponenternas egenskaper. Mäta på dioder och transistorer

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

Elektronik. MOS-transistorn. Översikt. Då och nu. MOS-teknologi. Lite historik nmosfet Arbetsområden pmosfet CMOS-inverterare NOR- och NAND-grindar

Elektronik. MOS-transistorn. Översikt. Då och nu. MOS-teknologi. Lite historik nmosfet Arbetsområden pmosfet CMOS-inverterare NOR- och NAND-grindar Översikt Pietro Andreani Institutionen för elektro- och informationsteknik unds universitet ite historik nmofet Arbetsområden pmofet CMO-inverterare NOR- och NAN-grindar MO-teknologi å och nu Metal-e-silicon

Läs mer

Föreläsning 10 (MOS)-Fälteffekttransistor I

Föreläsning 10 (MOS)-Fälteffekttransistor I öreläsig 10 (MOS)-älteffekttrasistor I älteffekt Geometri Grudläggade fuktio tarmig / svag iversio / stark iversio Tröskelsäig 013-05-0 öreläsig 10, Komoetfysik 013 1 Ilämigsugift P Trasistor / Lab! is

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

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

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 17 dec 2007 klockan 8:00 13:00 för inskrivna på elektroteknik Ht 2007.

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 17 dec 2007 klockan 8:00 13:00 för inskrivna på elektroteknik Ht 2007. Tekniska Högskolan i Lund Institutionen för Elektrovetenskap Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 17 dec 2007 klockan 8:00 13:00 för inskrivna på elektroteknik Ht 2007. Uppgifterna i tentamen ger totalt

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

3.7 Energiprincipen i elfältet

3.7 Energiprincipen i elfältet 3.7 Energiprincipen i elfältet En laddning som flyttas från en punkt med lägre potential till en punkt med högre potential får även större potentialenergi. Formel (14) gav oss sambandet mellan ändring

Läs mer

Laboration 6. A/D- och D/A-omvandling. Lunds universitet / Fakultet / Institution / Enhet / Dokument / Datum

Laboration 6. A/D- och D/A-omvandling. Lunds universitet / Fakultet / Institution / Enhet / Dokument / Datum Laboration 6 A/D- och D/A-omvandling A/D-omvandlare Digitala Utgång V fs 3R/2 Analog Sample R R D E C O D E R P/S Skiftregister R/2 2 N-1 Komparatorer Digital elektronik Halvledare, Logiska grindar Digital

Läs mer

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen oktober 2006

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen oktober 2006 (2) 9 oktober 2006 Institutionen för elektrovetenskap Daniel Sjöberg ETE5 Ellära och elektronik, tentamen oktober 2006 Tillåtna hjälpmedel: formelsamling i kretsteori. Observera att uppgifterna inte är

Läs mer

MOSFET:ens in- och utimpedanser. Småsignalsmodeller. Spänning- och strömstyrning. Stora signaler. MOSFET:ens högfrekvensegenskaper

MOSFET:ens in- och utimpedanser. Småsignalsmodeller. Spänning- och strömstyrning. Stora signaler. MOSFET:ens högfrekvensegenskaper FÖRELÄSNING 4 MOSFET:ens in och utimpedanser Småsignalsmodeller Spänning och strömstyrning Stora signaler MOSFET:ens högfrekvensegenskaper Per LarssonEdefors, Chalmers tekniska högskola EDA351 Kretselektronik

Läs mer

Halvledare. Transistorer, Förstärkare

Halvledare. Transistorer, Förstärkare Halvledare Transistorer, Förstärkare Om man har en två-ports krets v in (t) ~ v ut (t) R v ut (t) = A v in (t) A är en konstant: Om A är mindre än 1 så kallas kretsen för en dämpare Om A är större än 1

Läs mer

a e d) Hur varierar det elektriska fältet när vi går ett varv runt kretsen (medurs) från a till e (med batteriet inkopplat enligt figuren)?

a e d) Hur varierar det elektriska fältet när vi går ett varv runt kretsen (medurs) från a till e (med batteriet inkopplat enligt figuren)? Förord Många av övningsuppgifterna illustrerar eller ger nya aspekter på de teorier vi diskuterar snarare än att träna på användning av formler, även om det finns några sådana uppgifter också. De flesta

Läs mer

Sensorer, effektorer och fysik. Grundläggande fysikaliska begrepp som är viktiga inom mättekniken

Sensorer, effektorer och fysik. Grundläggande fysikaliska begrepp som är viktiga inom mättekniken Sensorer, effektorer och fysik Grundläggande fysikaliska begrepp som är viktiga inom mättekniken Innehåll Grundläggande begrepp inom mekanik. Elektriskt fält och elektrisk potential. Gauss lag Dielektrika

Läs mer

Halvledare och funktionella material i vår vardag. Mikael Syväjärvi. Linköpings universitet Underlag för sommarkurs juni-augusti 2007.

Halvledare och funktionella material i vår vardag. Mikael Syväjärvi. Linköpings universitet Underlag för sommarkurs juni-augusti 2007. Mikael Syväjärvi Linköpings universitet Underlag för sommarkurs juni-augusti 2007 Version 070619 msy@ifm.liu.se; people.ifm.liu.se/misyv Innehåll: Halvledare vad är det och vad används de till? Grundläggande

Läs mer

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in.

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in. Dugga i Elektromagnetisk fältteori F. för F2. EEF031 2005-11-19 kl. 8.30-12.30 Tillåtna hjälpmedel: BETA, Physics Handbook, Formelsamling i Elektromagnetisk fältteori, Valfri kalkylator men inga egna anteckningar

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

Atomer, ledare och halvledare. Kapitel 40-41

Atomer, ledare och halvledare. Kapitel 40-41 Atomer, ledare och halvledare Kapitel 40-41 Centrala begrepp Kvantiserade energinivåer i atomer Elektronspinn och finstruktur Elektronen i en atom både banimpulsmoment, som karakteriseras av kvanttalet

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

Prov 3 2014-10-13. (b) Hur stor är kraften som verkar på en elektron mellan plattorna? [1/0/0]

Prov 3 2014-10-13. (b) Hur stor är kraften som verkar på en elektron mellan plattorna? [1/0/0] Namn: Område: Elektromagnetism Datum: 13 Oktober 2014 Tid: 100 minuter Hjälpmedel: Räknare och formelsamling. Betyg: E: 25. C: 35, 10 på A/C-nivå. A: 45, 14 på C-nivå, 2 på A-nivå. Tot: 60 (34/21/5). Instruktioner:

Läs mer

1. q = -Q 2. q = 0 3. q = +Q 4. 0 < q < +Q

1. q = -Q 2. q = 0 3. q = +Q 4. 0 < q < +Q 2.1 Gauss lag och elektrostatiska egenskaper hos ledare (HRW 23) Faradays ishinksexperiment Elfältet E = 0 inne i en elektrostatiskt laddad ledare => Laddningen koncentrerad på ledarens yta! Elfältets

Läs mer

SM Serien Strömförsörjning. Transistorn

SM Serien Strömförsörjning. Transistorn Transistorn Transistorn är en av de viktigaste uppfinningar som gjorts under modern tid. Utan denna skulle varken rymdfärder eller PC-datorer vara möjliga. Transistorn ingår som komponent i Integrerade

Läs mer

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen januari 2008

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen januari 2008 januari 2008 (8) Institutionen för elektro och informationsteknik Daniel Sjöberg ETE5 Ellära och elektronik, tentamen januari 2008 Tillåtna hjälpmedel: formelsamling i kretsteori. Observera att uppgifterna

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

Strålningsfält och fotoner. Våren 2013

Strålningsfält och fotoner. Våren 2013 Strålningsfält och fotoner Våren 2013 1. Fält i rymden Vi har lärt oss att beräkna elektriska fält utgående från laddningarna som orsakar dem Kan vi härleda nånting åt andra hållet? 2 1.1 Gauss lag Låt

Läs mer

Tentamen i Elektronik fk 5hp

Tentamen i Elektronik fk 5hp Tentamen i Elektronik fk 5hp Tid: kl 9.13. Måndagen den 16 Mars 29 Sal: Bingo Hjälpmedel: formelsamling elektronik (14 sidor), formelsamling ellära samt valfri räknare. Maxpoäng: 3 Betyg: 12p3:a, 18p4:a

Läs mer

Olika sätt att bygga förstärkare. Differentialförstärkaren (översikt) Strömspegeln. Till sist: Operationsförstärkaren

Olika sätt att bygga förstärkare. Differentialförstärkaren (översikt) Strömspegeln. Till sist: Operationsförstärkaren FÖRELÄSNING 12 Olika sätt att bygga förstärkare Differentialförstärkaren (översikt) Strömspegeln Till sist: Operationsförstärkaren Per Larsson-Edefors, Chalmers tekniska högskola EDA351 Kretselektronik

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

Lektion 1: Automation. 5MT001: Lektion 1 p. 1

Lektion 1: Automation. 5MT001: Lektion 1 p. 1 Lektion 1: Automation 5MT001: Lektion 1 p. 1 Lektion 1: Dagens innehåll Electricitet 5MT001: Lektion 1 p. 2 Lektion 1: Dagens innehåll Electricitet Ohms lag Ström Spänning Motstånd 5MT001: Lektion 1 p.

Läs mer

Tentamen i Elektronik för E, 8 januari 2010

Tentamen i Elektronik för E, 8 januari 2010 Tentamen i Elektronik för E, 8 januari 200 Tillåtna hjälpmedel: Formelsamling i kretsteori Tvåpol C A I V Du har tillgång till en multimeter som kan ställas in som voltmeter eller amperemeter. Voltmeter

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

Fysik del B2 för tekniskt basår / teknisk bastermin BFL 120/ BFL 111

Fysik del B2 för tekniskt basår / teknisk bastermin BFL 120/ BFL 111 Linköpings Universitet Institutionen för Fysik, Kemi och Biologi Avdelningen för Tillämpad Fysik Mike Andersson Lösningsförslag Tentamen Torsdagen den 5:e juni 2008, kl. 08:00 12:00 Fysik del B2 för tekniskt

Läs mer

FK Elektromagnetism och vågor, Fysikum, Stockholms Universitet Tentamensskrivning, måndag 21 mars 2016, kl 9:00-14:00

FK Elektromagnetism och vågor, Fysikum, Stockholms Universitet Tentamensskrivning, måndag 21 mars 2016, kl 9:00-14:00 FK5019 - Elektromagnetism och vågor, Fysikum, Stockholms Universitet Tentamensskrivning, måndag 21 mars 2016, kl 9:00-14:00 Läs noggrant igenom hela tentan först Tentan består av 5 olika uppgifter med

Läs mer

Ellära och Elektronik Moment AC-nät Föreläsning 4

Ellära och Elektronik Moment AC-nät Föreläsning 4 Ellära och Elektronik Moment AC-nät Föreläsning 4 Kapacitans och Indktans Uppladdning av en kondensator Medelvärde och Effektivvärde Sinsvåg över kondensator och spole Copyright 8 Börje Norlin Kondensatorer

Läs mer

Övningsuppgifter/repetition inom elektromagnetism + ljus (OBS: ej fullständig)

Övningsuppgifter/repetition inom elektromagnetism + ljus (OBS: ej fullständig) Övningsuppgifter/repetition inom elektromagnetism + ljus (OBS: ej fullständig) Elektrostatik 1. Ange Faradays lag i elektrostatiken. 2. Vad är kravet för att ett vektorfält F är konservativt? 3. En låda

Läs mer

Definition av kraftelektronik

Definition av kraftelektronik F1: Introduktion till Kraftelektronik Definition av kraftelektronik Den enegelska motsvarigheten till kraft elektronik är Power electronics. På Wikipedia kan man hitta följande definition: Power electronics

Läs mer

Chalmers Tekniska Högskola Tillämpad Fysik Igor Zoric

Chalmers Tekniska Högskola Tillämpad Fysik Igor Zoric Chalmers Tekniska Högskola 2002 05 28 Tillämpad Fysik Igor Zoric Tentamen i Fysik för Ingenjörer 2 Elektricitet, Magnetism och Optik Tid och plats: Tisdagen den 28/5 2002 kl 8.45-12.45 i V-huset Examinator:

Läs mer

Appendix A: Modelltyper

Appendix A: Modelltyper Appendix A: Modelltyper I tabellen nedan anges ett stort antal LEVEL som finns tillgängliga för olika SPICE-plattformar: Level MOSFET-modellbeskrivning Level MOSFET-modellbeskrivning 1 Schichman-Hodges

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

Komponentfysik. - En introduktion. Anders Gustafsson Fasta tillståndets fysik Lunds Tekniska Högskola

Komponentfysik. - En introduktion. Anders Gustafsson Fasta tillståndets fysik Lunds Tekniska Högskola Komponentfysik - En introduktion Anders Gustafsson Fasta tillståndets fysik Lunds Tekniska Högskola Sjunde reviderade upplagan 2011 Halvledarkomponenter finns i ett antal olika former. Bilden nedan visar

Läs mer

Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-6)

Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-6) Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-6) Kapitel 1: sid 1 37 Definitioner om vad laddning, spänning, ström, effekt och energi är och vad dess enheterna är: Laddningsmängd

Läs mer

Tentamen i FTF140 Termodynamik och statistisk mekanik för F3

Tentamen i FTF140 Termodynamik och statistisk mekanik för F3 Chalmers Institutionen för Teknisk Fysik Göran Wahnström Tentamen i FTF14 Termodynamik och statistisk mekanik för F3 Tid och plats: Tisdag 25 aug 215, kl 8.3-13.3 i V -salar. Hjälpmedel: Physics Handbook,

Läs mer