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
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
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
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
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
Vyučující / Lektor
Osnova
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.
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
Vyučující / Lektor
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