Detail předmětu

Materiály pro polovodičový průmysl

FEKT-BPC-MPPAk. rok: 2025/2026

Předmět poskytuje základní znalosti v oblasti materiálů pro elektrotechniku a elektroniku. Seznámí studenty se základními pojmy, klasifikací a rozdělením látek. Hlavní pozornost je věnována kovovým vodičům, polovodičům, dielektrikům a magnetikům. 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektrotechnologie (UETE)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy. 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

40 bodů laboratorní cvičení
60 bodů zkouška

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Výuka ve všech cvičeních je povinná. Řádně omluvená cvičení, lze po domluvě s vyučujícím nahradit.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. 

Učební cíle

Cílem předmětu v části "Materiály pro polovodičový průmysl" je seznámit studenty s materiály pro elektrotechniku a elektroniku, s jejich klasifikací a s jejich významnými vlastnostmi. Získané informace umožní studentům základní orientaci při volbě materiálů pro konstrukce elektrických a elektronických zařízení.
Po absolvování předmětu je student schopen:
- orientovat se v materiálech pro elektrotechniku a elektroniku s důrazem na polovodičové materiály,
- klasifikovat elektrotechnické materiály z hlediska elektrické vodivosti a chování v elektrických a magnetických polích,
- popsat typické vlastnosti a parametry jednotlivých skupin elektrotechnických materiálů, souvislosti těchto vlastností s vnitřní strukturou a složením. 

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-NCP bakalářský 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.

Osnova

Materiály pro elektrotechniku a elektroniku. Základní pojmy. Klasifikace podle složení, struktury a vlastností materiálů.
Látky krystalické, amorfní a reálně nekrystalické. Defekty v materiálech
Konstrukční materiál a kovy, fázové diagramy kovů, mechanické vlastností kovových materiálů.
Vodivé materiály. Základní vlastnosti elektrické vodivosti. Materiály vodičů pro kabely, odpory, termočlánky a kontakty. Supravodiče.
Základy magnetismu, diamagnetika, paramagnetika.
Materiály magneticky měkké a magneticky tvrdé. Fero a ferimagnetické materiály, práškové materiály. Ztráty v magnetických materiálech.
Dielektrické materiály. Základní pojmy a vlastnosti dielektrik. Organické a anorganické izolační materiály. Dielektrická polarizace a elektrická vodivost. Piezoelektrika, elektrety. Ztráty v dielektriku.
Polovodičové materiály. Elementární a sloučeninové polovodiče, organické polovodiče. Vlastní polovodiče.
Polovodiče příměsové. Polovodič typu N a P. Degenerovaný polovodič. Termodynamická rovnováha v polovodičích. Konduktivita polovodičů.
  • Nehomogenita v polovodičích, kontakt kov polovodič, Přechod PN
    Fyzikální jevy v polovodičích, Lavinový jev, Zenerův jev, Termoelektrické jevy
    Galvanomagnetické jevy v polovodičích, Hallův jev, Magnetorezistenční jev, Vliv světla na vlastnosti polovodičů, fotovoltaický jev
    Materiály pro výrobu plošných spojů. Substrátové materiály. Plátované materiály. Metody výroby plošných spojů. Pájky.

    • Laboratorní cvičení

    26 hod., povinná

    Vyučující / Lektor

    doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.

    Osnova

    Úloha č. 1:

    Měření hysterezních ztrát a ztrát vířivými proudy feromagnetických materiálů

    Úloha č. 2:

    Měření elementárního náboje pomocí Millikanova přístroje

    Úloha č. 3:

    Vliv osvětlení na vodivost polovodičových materiálů

    Úloha č. 4:

    Měření a vyhodnocení teplotní závislosti odporu termistorů

    Úloha č. 5:

    Měření vnitřního a povrchového odporu izolantů

    Úloha č. 6:

    Měření kvazistatické hysterezní smyčky feromagnetických materiálů

    Úloha č. 7:

    Měření teplotní závislosti rezistivity vodivých a odporových materiálů

    Úloha č. 8:

    Měření teplotní závislosti počáteční permeability feritů

    Úloha č. 9:

    Měření šířky zakázaného pásu polovodičového materiálu

    Úloha č. 10:

    Sledování vlivu teploty a kmitočtu na složky komplexní permitivity izolačních materiálů

    Úloha č. 11:

    Měření termoelektrického napětí kovů

    Úloha č. 12:

    Měření průrazného napětí vzduchu

    Úloha č. 13 (náhradní úloha):

    Měření relativní permitivity a ztrátového činitele izolantů ve vf oblasti

    Úloha č. 14 (náhradní úloha):

    Magnetorezistence polovodičů, hallův jev