Fizyczne podstawy elektroniki

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 12/+, C 6/ +, L 12/ +

Fizyka

Mateusz Pasternak

Zajęcia praktyczne: 0 godz./0 ECTS

Kształcenie umiejętności praktycznych: 0 godz./0 ECTS

Kształcenie umiejętności naukowych: 53 godz./2,5 ECTS

Udział Nauczyciela Akademickiego: 33 godz./1,5 ECTS

Wykład obejmuje zagadnienia związane z fizycznymi mechanizmami decydującymi o własno-ściach materiałów wykorzystywanych we współczesnej elektronice. W jego ramach omawia-ne są własności przewodników (metale i ich stopy), półprzewodników samoistnych i do-mieszkowanych, dielektryków (ferroelektryki i ferromagnetyki, ceramiki, szkła, tworzywa sztuczne) oraz materiałów o własnościach specjalnych (kompozyty, metamateriały, materiały inteligentne).

Wykłady

1. Prąd elektryczny / 2 / Podstawowe zjawiska związane z przepływem prądu w przewodnikach. Model Drudego. Zależności temperaturowe. Cewki i rezystory.

2. Najważniejsze własności metali i ich stopów / 2 / Metale i stopy przewodzące najczęściej stosowane w elektronice. Stopy oporowe, stopy dia- para- i ferroma-gnetyczne oraz stopy o własnościach specjalnych.

3. Technologia kryształów / 1 / Podstawowe własności kryształów. Technologia otrzymywania i obróbki kryształów na potrzeby elektroniki.

4. Podstawowe własności półprzewodników samoistnych i domieszkowanych / 2 / Przewodnictwo półprzewodników. Model energetyczny Fermiego. Zależności tem-peraturowe.

5. Podstawowe własności dielektryków / 3 / Polaryzowalność dielektryków. Prąd przesunięcia. Stratność dielektryków. Zjawisko przebicia. Dielektryki o polaryzo-walności specjalnej. Dielektryki polimerowe. Kondensatory i rezonatory dielek-tryczne. Rezonatory kwarcowe.

6. Podstawowe własności magnetyków /2 / Zjawiska magnesowania. Materiały magnetycznie twarde i miękkie. Szkła metaliczne. Ferromagnetyzm. Zjawiska związane magnetyzmem.

Ćwiczenia

1. Ilościowa analiza własności przewodników / 2 / Obliczanie rezystancji przewodu. Obliczanie cewek powietrznych.

2. Ilościowa analiza własności półprzewodników / 2 / Obliczenia gęstości nośników. Analiza zależności temperaturowych. Rezystywność półprzewodników.

3. Ilościowa analiza własności dielektryków / 2 / Analiza kondensatorów. Własności izolacyjne. Analiza stratności.

Laboratoria

1. Badanie rezystywności przewodników /2 / Pomiary rezystancji wybranych prze-wodników. Kalkulacja rezystywności.

2. Badanie własności magnetycznych materiałów /2 / Pomiary własności magne-tycznych różnych materiałów metodą indukcyjną.

3. Wyznaczanie stałej dielektrycznej materiałów /2 / Pomiary przenikalności elek-trycznej różnych materiałów metodą kondensatorową w układzie mostkowym.

4. Badanie prędkości dźwięku w materiałach /2 / Pomiar czasu propagacji impulsów akustycznych w prętach z różnych materiałów

5. Badanie histerezy magnetycznej /2 / Pomiary histerezy magnetycznej różnych ma-teriałów.

6. Badanie wpływu temperatury na rezystywność półprzewodnika /2 / Pomiary tem-peraturowe krzemu z zastosowaniem zjawiska Peltiera.

Podstawowa:

1. Zbigniew Szczepański, Stefan Okoniewski, technologia i materiałoznawstwo dla elektroników, wyd. V, WSiP, 2012.

2. Leszek A. Dobrzański, Materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe. Pod-stawy nauki o materiałach i metaloznawstwo, wyd. 2, WNT 2006

Uzupełniająca:

1. Zdzisław Celiński, Materiałoznawstwo elektrotechniczne, Oficyna Wyd. PW, wyd. 4, 2011

2. Yip-Wah Chung, Introduction to Materials Science and Engineering, CRC Press, 2006

3. Shyam P. Murarka, Martin C. Peckerar, Electronic Materials: Science and Technol-ogy, 2006

4. L.A.A. Warnes, Electronic Materials, Springer, 2014.

W1 / Ma wiedzę z zakresu fizycznych własności podstawowych materiałów elektronicznych oraz zjawisk fizycznych zachodzących z ich udziałem /K_W01

W2 / Zna główne zastosowania i ograniczenia materiałów elektronicznych /K_W01, K_W02

U1 / Potrafi odróżniać i nazywać różne zjawiska fizyczne i materiały, w których one zachodzą /K_U01

K2 / Potrafi dobierać materiały do konkretnych potrzeb konstrukcyjnych /K_K02

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie 91-100%.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie 81-90%.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie 71-80%.

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie 61-70%.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie 51-60%.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie równym lub niższym niż 50%.

Ocenę uogólnioną zal. otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie wyższym niż 50%.

Ocenę uogólnioną nzal. otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty uczenia się na poziomie równym lub niższym niż 50%.

Nie przewidziano