Ders AdıKodu Yerel KrediAKTS Ders (saat/hafta)Uygulama (saat/hafta)Laboratuar (saat/hafta)
Yarı İletken FiziğiEHM215135300
ÖnkoşullarYok
YarıyılBahar
Dersin Diliİngilizce, Türkçe
Dersin SeviyesiLisans
Dersin TürüZorunlu @ Elektronik & Haberleşme Mühendisliği Lisans Programı
Ders KategorisiTemel Meslek Dersleri
Dersin Veriliş ŞekliYüz yüze
Dersi Sunan Akademik BirimElektronik & Haberleşme Mühendisliği Bölümü
Dersin KoordinatörüNergis TURAL POLAT
Dersi Veren(ler)
Asistan(lar)ıÖzden Niyaz, Hatice Vildan Düdükçü
Dersin AmacıYarıiletken devre elemanlarının karakteristiklerinin, işleyişinin ve sınırlamalarının anlaşılmasında bir temel sağlamak amacıyla kuantum mekaniğinin, katıların kuantum teorisinin, yarı iletken malzeme ve devre elemanı fiziğinin bir bütün olarak incelenmesi.
Dersin İçeriğiKatıların kristal kafes yapıları; Kuantum mekaniğine giriş; schrödinger dalga denkleminin fiziksel anlamı ve uygulamaları; dalga teorisinin atomlara uyarlanması; enerji bandı kavramı; katılarda elektriksel iletim; delik kavramı; durum yoğunluk fonksiyonları; Fermi-dirac olasılık dağılım fonksiyonu; termodinamik dengede yarıiletken; yarıiletkenlerde yük taşıyıcıları; katkısız yarıiletken; katkılı yarıiletken; yük iletim olgusu; sürüklenme ve difüzyon mekanizmaları; termodinamik dengeden sapmalar ve ekstra yük taşıyıcıları; pn ekleminin temel yapısı; sıfır gerilim, iletim ve tıkama yönünde kutuplamada pn eklemi
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
  • Semiconductor Physics and Devices: Basic Principles, Donald A. Neaman, McGraw-Hill, 2003. Physics of Semiconductor Devices, S.M. Sze, Wiley, 2007.
Opsiyonel Program BileşenleriYok

Ders Öğrenim Çıktıları

  1. Öğrencilerin yarıiletkenlerin kristal özelliklerini öğrenmelerini sağlamak
  2. Öğrencilerin kuantum mekaniksel etkenlerin, yarıiletken malzeme içnde elektron hareketine etkisini kavramalarını sağlamak
  3. Fermi-Dirac olasılık dağılım fonksiyonunun ve Fermi seviyesinin yarıiletkenlerdeki taşıyıcı yoğunluğuna etkisinin kavranması.
  4. Yarıiletken içerisindeki çeşitli akım mekanizmalarının kavranması ve taşıyıcı yoğunluklarının akıma etkisini kavranması.
  5. Taşıyıcı yoğunluklarının sıcaklıkla ve dış uyarımlarla nasıl değiştiğinin kavranmasını sağlamak.
  6. Öğrencilerin pn-jonksiyonlarının temelini öğrenmelerini sağlamak.

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1Katıların kristal kafes yapıları ve miller indisleriDers Kitabı Bölüm 1
2Kuantum mekaniğine giriş, Schrödinger dalga denklemi, dalga fonksiyonunun fiziksel anlamı ve uygulamalarıDers Kitabı Bölüm 2
3Dalga teorisinin atomlara uyarlanması, tek-atom modeliDers Kitabı Bölüm 2
4Katıların kuantum teorisine giriş, eneji bandı kavramı, yarıiletkenlerde izinli ve yasak enerji bantlarıDers Kitabı Bölüm 3
5Katılarda elektriksel iletim, elektronların efektif kütlesi, delik kavramıDers Kitabı Bölüm 3
6Durum yoğunluk fonksiyonları, Fermi-dirac olasılık dağılım fonksiyonu, taşıyıcı yoğunluklarının hesaplanmasıDers Kitabı Bölüm 3
7Termodinamik dengede yarıiletken, denge elektron ve delik yoğunlukları, saf yarıiletken taşıyıcı yoğunluğu, saf yarıiletken Fermi seviyesiDers Kitabı Bölüm 4
8Ara Sınav 1
9İstatistiksel mekanikDers Kitabı
10n-tipi ve p-tipi yarıiletkenlerde katkı yoğunluklarının sıcaklıkla değişimi, nötrlük koşulu Ders Kitabı Bölüm 4
11Yük taşıyıcısı iletimi olgusu, sürüklenme ve difuzyon mekanizmaları, Einstein bağıntısı, Hall olayıDers Kitabı Bölüm 5
12Yarıiletkenlerde termodinamik dengeden sapmalar, üreme, yeniden birleşme, süreklilik denklemleriDers Kitabı Bölüm 6
13pn eklemi, temel yapısı ve iç potansiyel bariyeri, sıfır gerilim altında pn eklemiDers Kitabı Bölüm 7
14iletimde pn eklemi, tıkamada pn eklemiDers Kitabı Bölüm 7-8
15Final

Değerlendirme Sistemi

EtkinliklerSayıKatkı Payı
Devam/Katılım
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Derse Özgü Staj
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Ödev
Sunum/Jüri
Projeler
Seminer/Workshop
Ara Sınavlar260
Final140
Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı
Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı
TOPLAM100

AKTS İşyükü Tablosu

EtkinliklerSayıSüresi (Saat)Toplam İşyükü
Ders Saati133
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışması136
Derse Özgü Staj
Ödev
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Projeler
Sunum / Seminer
Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)115
Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)115
Toplam İşyükü :
Toplam İşyükü / 30(s) :
AKTS Kredisi :
Diğer NotlarYok