Electronics and quantum devices
203-1-2631
Course information
- Credit points
- 4.00
- Lecture hours
- 3.00
- TA hours
- 2.00
- Lab hours
- 0.00
Summary
Basic electrical circuit analysis: Linear DC circuits. Voltage and current sources. Kirckhoff's laws. Loop and node voltage analysis methods. Thevenin's and Norton's theorems. The superposition theorem. Capacitance and inductance. First and second order circuits. Transient response of first and second order circuits.Quantum devices and physics of semiconductors: basic concepts in semiconductors, band structures, band gaps, charge carrier statistics, doping.
? PN junction. Reverse and forward bias. Drift and diffusion currents. Rectifiers. Zener diodes. Photoelectric devices.
? Metal Oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET): The structure and band bending of Metal Oxides semiconductor (MOS) capacitor, charge depletion and charge inversion. The I-V characteristic of MOSFET. Saturation current
? Bipolar junction transistor: small signal analysis, ideal BJT. Minority diffusion currents in narrow vs. wide base. BJT in various configurations, dc current and voltage gains. Ebers-Moll model.
Applications of the electronic devices: electronic switches, operational amplifier, photodiode amplifier, precision rectifiers, peak detectors, sample and hold, instrumentation amplifiers, first and second order active filters. Digital circuits and signals. Combinational logic circuits and synchronous sequential circuits Digital to analog and analog to digital converters.
Basic concepts of superconductivity and superconducting devices: Josephson junctions, SQUID.
Syllabus
Basic electrical circuit analysis: Linear DC circuits. Voltage and current sources. Kirckhoff's laws. Loop and node voltage analysis methods. Thevenin's and Norton's theorems. The superposition theorem. Capacitance and inductance. First and second order circuits. Transient response of first and second order circuits.
Quantum devices and physics of semiconductors: basic concepts in semiconductors, band structures, band gaps, charge carrier statistics, doping.
- PN junction. Reverse and forward bias. Drift and diffusion currents. Rectifiers. Zener diodes. Photoelectric devices.
- Metal Oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET): The structure and band bending of Metal Oxides semiconductor (MOS) capacitor, charge depletion and charge inversion. The I-V characteristic of MOSFET. Saturation current
- Bipolar junction transistor: small signal analysis, ideal BJT. Minority diffusion currents in narrow vs. wide base. BJT in various configurations, dc current and voltage gains. Ebers-Moll model.
Applications of the electronic devices: electronic switches, operational amplifier, photodiode amplifier, precision rectifiers, peak detectors, sample and hold, instrumentation amplifiers, first and second order active filters. Digital circuits and signals. Combinational logic circuits and synchronous sequential circuits Digital to analog and analog to digital converters.
Basic concepts of superconductivity and superconducting devices: Josephson junctions, SQUID.
Bibliography
1. Franco, S.: Electric Circuits Fundamentals, Oxford University Press, 1999.2. Alexander, C.: Fundamentals of Electric Circuits, McGraw Hill, 2000.
3. Bar-Lev, A.: Semiconductors and Electronic Devices , Prentice Hall, 1993.
4. Sedra, A.S. and Kenneth, C.S.: Microelectronics Circuits, Oxford University Press, 1998.
5. Franco, S.: Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits,
McGraw Hill, 1998.
6. Mano, M.M.: Digital Design, Prentice Hall, 1997.
אלקטרוניקה והתקנים קוונטים
203-1-2631
תקציר
ניתוח בסיסי של מעגל חשמלי: מעגלי זרם ישר לינאריים. מקורות מתח וזרם. חוקי קירהוף שיטת החוגים והצמתים. משפטי תבנין ונורטון. משפט הסופרפוזיציה. קיבול והשראות. מעגלים מסדר ראשון ושני. הענות לתופעות מעבר של מעגלים מסדר ראשון ושני.התקנים קוונטים ופיסיקה של מוליך למחצה: מושגי יסוד במוליכים למחצה, מבנה פסים, פער אנרגטי, סטטיסטיקה של נושאי המטען. סיגים.
? צומת PN, מתח אחורי וקדמי. זרמי סחיפה ודיפוזיה. מיישרים. דיודות זנר. התקנים פוטואלקטריים.
? טרנזיסטור MOSFET: המבנה של הטרנזיסטור וכיפוף הפסים בקבל MOS, שכבות מחסור והיפוך. אופיין I-V לטרנזיסטור MOSFET. זרם רוויה.
? טרנזיסטור דו קוטבי BJT: ניתוח אותות קטנים, טרנזיסטור אידאלי BJT. זרמי דיפוזיה של מיעוט נושאי המטען בבסיס צר לעומת רחב. BJT בקונפיגורציות שונות, מודל אברס מול לטרנזיסטור דו קוטבי.
יישומים של מעגלים אלקטרונים: מתג אלקטרוני, מגבר שרת, מגבר לפוטודיודה, מיישרים מדויקים, גלאי מתח שיא, מעגלי דגימה, מגברי מכשור, מסננים אקטיביים מסדר ראשון ושני. מעגלים ואותות דיגיטליים, מעגלים לוגיים צירופיים ומעגלי עקיבה סינכרוניים. ממירים אנלוגיים לספרתיים ומספרתיים לאנלוגיים.
מושגי יסוד בעל מוליכות, צומת גוספסון, מכשיר התאבכות קוונטית מוליך-על.
סילבוס
Basic electrical circuit analysis: Linear DC circuits. Voltage and current sources. Kirckhoff's laws. Loop and node voltage analysis methods. Thevenin's and Norton's theorems. The superposition theorem. Capacitance and inductance. First and second order circuits. Transient response of first and second order circuits.
Quantum devices and physics of semiconductors: basic concepts in semiconductors, band structures, band gaps, charge carrier statistics, doping.
- PN junction. Reverse and forward bias. Drift and diffusion currents. Rectifiers. Zener diodes. Photoelectric devices.
- Metal Oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET): The structure and band bending of Metal Oxides semiconductor (MOS) capacitor, charge depletion and charge inversion. The I-V characteristic of MOSFET. Saturation current
- Bipolar junction transistor: small signal analysis, ideal BJT. Minority diffusion currents in narrow vs. wide base. BJT in various configurations, dc current and voltage gains. Ebers-Moll model.
Applications of the electronic devices: electronic switches, operational amplifier, photodiode amplifier, precision rectifiers, peak detectors, sample and hold, instrumentation amplifiers, first and second order active filters. Digital circuits and signals. Combinational logic circuits and synchronous sequential circuits Digital to analog and analog to digital converters.
Basic concepts of superconductivity and superconducting devices: Josephson junctions, SQUID.
ביבליוגרפיה
1. Franco, S.: Electric Circuits Fundamentals, Oxford University Press, 1999.2. Alexander, C.: Fundamentals of Electric Circuits, McGraw Hill, 2000.
3. Bar-Lev, A.: Semiconductors and Electronic Devices , Prentice Hall, 1993.
4. Sedra, A.S. and Kenneth, C.S.: Microelectronics Circuits, Oxford University Press, 1998.
5. Franco, S.: Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits,
McGraw Hill, 1998.
6. Mano, M.M.: Digital Design, Prentice Hall, 1997.
Last changed on April 25, 2022 by Bar Lev, Yevgeny (ybarlev)