Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Fizyczne podstawy przetwarzania informacji

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103C-INxxx-ISP-FPPI
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Fizyczne podstawy przetwarzania informacji
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Fizyka )-Automatyka i robotyka-inż.-EITI
( Fizyka )-Informatyka-inż.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
Punkty ECTS i inne: 4.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

FPPI

Numer wersji:

3

Skrócony opis:

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowymi zjawiskami fizycznymi występującymi w ciałach stałych (ze szczególnym uwzględnieniem półprzewodników), z własnościami elektrycznymi i optycznymi tych materiałów oraz z podstawami działania przyrządów półprzewodnikowych w systemach mikro- i nanoelektroniki. Celem laboratorium jest obserwacja zjawisk fizycznych w przyrządach półprzewodnikowych i ich wpływu na charakterystyki oraz parametry elektryczne przyrządów. fotoniki. Zajęcia prowadzone są z wykorzystaniem innowacyjnych i kreatywnych form kształcenia. Występują elementy gaming’u, wspólnej pracy studentów w oparciu o techniki PBL (Project Based Learning) oraz DT (Design Thinking). Jednocześnie studenci korzystają z narzędzi informatycznych umożliwiających kreatywną pracę grupową (np.: budowanie map), przedstawiają prezentacje związane z opanowaną wiedzą.

Pełny opis:

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowymi zjawiskami fizycznymi występującymi w ciałach stałych (ze szczególnym uwzględnieniem półprzewodników), z własnościami elektrycznymi i optycznymi tych materiałów oraz z podstawami działania przyrządów półprzewodnikowych w systemach mikro- i nanoelektroniki. Celem laboratorium jest obserwacja zjawisk fizycznych w przyrządach półprzewodnikowych i ich wpływu na charakterystyki oraz parametry elektryczne przyrządów. fotoniki. Zajęcia prowadzone są z wykorzystaniem innowacyjnych i kreatywnych form kształcenia. Występują elementy gaming’u, wspólnej pracy studentów w oparciu o techniki PBL (Project Based Learning) oraz DT (Design Thinking). Jednocześnie studenci korzystają z narzędzi informatycznych umożliwiających kreatywną pracę grupową (np.: budowanie map), przedstawiają prezentacje związane z opanowaną wiedzą.



Treść wykładu

  1. Klasyfikacja ośrodków i przyrządów przetwarzania, przesyłania i magazynowania informacji. Wprowadzenie do elektroniki ciała stałego. Wymagania stawiane współczesnym przyrządom mikroelektronicznym i optoelektronicznym (rozmiary, napięcie zasilania, częstotliwość pracy, długość fali elektromagnetycznej). Wymagania dla współczesnych materiałów i przyrządów. Ograniczenia fizyczne i techniczne. Nanoelektronika i fotonika jako dziedziny elektroniki najbliższej przyszłości.
  2. Postulaty mechaniki kwantowej. Dualizm falowo-korpuskularny, fale de Broglie'a, funkcja falowa, przyrządy z efektami kwantowymi: nanorurki, kropki kwantowe, bramki kwantowe, struktury z grafenem, idea komputera kwantowego.
  3. Pasmowy model energetyczny jako narzędzie charakteryzacji ciała stałego. Dynamika elektronu w ciele stałym. Pojęcie i właściwości dziury. Statystyka nośników ładunku elektrycznego w stanie równowagi termodynamicznej. Koncentracje nierównowagowe. Rodzaje i mechanizmy generacji i rekombinacji nośników ładunku. Transport nośników w ciele stałym: prąd unoszenia, prąd dyfuzyjny. Równania charakterystyczne: Maxwella, Poissona, ciągłości. Zakłócenie koncentracji nośników równowagowych w półprzewodniku.
  4. Styk metal-półprzewodnik (kontakt omowy, dioda Schottky'ego) oraz złącze p-n. Wstrzykiwanie i ekskluzja nośników, mechanizmy przepływu nośników. Zastosowania: diody prostownicze, stabilizacyjne, pojemnościowe, impulsowe.
  5. Tranzystor bipolarny – zasada działania, przykładowe zastosowania: wzmacniacz, inwerter.
  6. Przyrządy unipolarne: kondensator MIS, tranzystor MIS. Inwerter CMOS.
  7. Pamięci SRAM, DRAM, FLASH. Struktury CCD.



Zakres laboratorium

Program laboratorium obejmuje pięć trzygodzinnych ćwiczeń dotyczących zagadnień:

  1. Zjawiska termoelektryczne i fotoelektryczne w półprzewodnikach.
  2. Transport nośników w strukturach półprzewodnikowych.
  3. Oddziaływanie polowe i napięcia charakterystyczne w strukturach m-s, m-i-s, p-n.
  4. Stałe czasowe zjawisk nierównowagowych w ciele stałym.
Literatura:

Literatura podstawowa:

  1. S.M. Sze, K. Ng, “Physics of semiconductor devices”, John Wiley & Sons Inc. Hoboken, New Jersey, 2007.
  2. Chenming Calvin Hu, “Modern Semiconductor Devices for Integrated Circuits”, 2010. (https://people.eecs.berkeley.edu/~hu/Book-Chapters-and-Lecture-Slides-download.html)
  3. J. Hennel, „Podstawy elektroniki półprzewodnikowej”, WNT, Warszawa, 2003.


Literatura uzupełniająca:

  1. I.W. Sawieliew, "Wykłady z fizyki", Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa, 2000.

Metody i kryteria oceniania:

Sprawdzanie założonych efektów kształcenia realizowane jest przez:

  • ocenę wiedzy i umiejętności wykazanych na pisemnych kolokwiach wykładowych (pytania o charakterze teoretycznym i ewentualnie problemy rachunkowe, w niektórych przypadkach na kolokwiach student może korzystać z dozwolonych materiałów pomocniczych, np. kart wzorów);
  • ocenę wiedzy i umiejętności związanych z realizacją zajęć laboratoryjnych;
  • ocenę sprawozdań z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych oraz laboratoryjnych sprawdzianów końcowych (ustnych lub pisemnych);
  • ocenę ewentualnego sprawdzianu ustnego w przypadku wątpliwości co do oceny;
  • formatywną ocenę związaną z rozwiązaniem problemów przedkolokwialnych, a także z interaktywną formą prowadzenia wykładów.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2022/2023 - sem. letni" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2023-02-20 - 2023-09-30

Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Laboratorium, 15 godzin, 96 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 96 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Firek, Agnieszka Zaręba
Prowadzący grup: Karol Bolek, Piotr Firek, Jan Szmidt, Jakub Walczak, Agnieszka Zaręba
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2022/2023 - sem. zimowy" (w trakcie)

Okres: 2022-10-01 - 2023-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć:
Laboratorium, 15 godzin, 156 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 156 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Firek, Jan Szmidt, Agnieszka Zaręba
Prowadzący grup: Piotr Firek, Jan Szmidt, Agnieszka Zaręba
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103500 - Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.
pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa tel: (22) 234 7211 https://pw.edu.pl kontakt deklaracja dostępności USOSweb 6.8.0.0-8 (2022-12-14)