Ce cours fait partie de la Spécialisation Semiconductor Devices

Wounjhang Park

Offert par

Dans le cadre du diplôme Master of Science in Electrical Engineering

Spécialisation Semiconductor DevicesUniversité du Colorado à Boulder

À propos de ce cours

21,839 consultations récentes

This course can also be taken for academic credit as ECEA 5630, part of CU Boulder’s Master of Science in Electrical Engineering degree.
This course introduces basic concepts of quantum theory of solids and presents the theory describing the carrier behaviors in semiconductors. The course balances fundamental physics with application to semiconductors and other electronic devices. 

At the end of this course learners will be able to:
1. Understand the energy band structures and their significance in electric properties of solids
2. Analyze the carrier statistics in semiconductors
3. Analyze the carrier dynamics and the resulting conduction properties of semiconductors

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Cours 1 sur 3 dans le

Spécialisation Semiconductor Devices

Dates limites flexibles

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Niveau avancé

Approx. 12 heures pour terminer

Anglais

Sous-titres : Arabe, Français, Portugais (européen), Chinois (simplifié), Italien, Vietnamien, Coréen, Allemand, Russe, Turc, Anglais, Espagnol

Enseignant

Évaluation de l'enseignant

4.45/5 (33 notes)

Wounjhang Park

Professor

Electrical, Computer, and Energy Engineering

22,887 étudiants

3 cours

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Université du Colorado à Boulder

CU-Boulder is a dynamic community of scholars and learners on one of the most spectacular college campuses in the country. As one of 34 U.S. public institutions in the prestigious Association of American Universities (AAU), we have a proud tradition of academic excellence, with five Nobel laureates and more than 50 members of prestigious academic academies.

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Ce cours fait partie du diplôme intégralement en ligne Master of Science in Electrical Engineering de Université du Colorado à Boulder. Si vous êtes admis(e) au programme complet, vos cours sont pris en compte dans votre apprentissage diplômant.

Programme du cours : ce que vous apprendrez dans ce cours

Semaine

Semaine 1

3 heures pour terminer

Quantum Theory Of Semiconductors

In this module we will introduce the course and the Semiconductor Devices specialization. In addition, we will review the following topics: Type of solids, Bravais lattices, Lattice with basis, Point defects, Dislocation, Bulk crystal growth, Epitaxy, Energy levels of atoms and molecules, Energy bands of solids, Energy bands in real space, Energy bands in reciprocal lattice, Energy band structures of metal and insulator, Definition of semiconductor, Electrons and holes, and Effective mass.

3 heures pour terminer

8 vidéos (Total 76 min), 2 lectures, 2 quiz

8 vidéos

Semiconductor Devices Specialization Introduction5 min

Course Introduction2 min

Crystal Structures13 min

Defects in Crystals7 min

Crystal Growth10 min

Formation of Energy Bands9 min

Energy Band Structure10 min

Semiconductor15 min

2 lectures

Module Topics1 min

Materials and Physical Constants10 min

1 exercice pour s'entraîner

Homework #130 min

Semaine

Semaine 2

3 heures pour terminer

Carrier Statistics

In this module, we will cover carrier statistics. Topics include: Currents in semiconductors, Density of states, Fermi-Dirac probability function, Equilibrium carrier concentrations, Non-degenerate semiconductors, Intrinsic carrier concentration, Intrinsic Fermi level, Donor and acceptor impurities, Impurity energy levels, Carrier concentration in extrinsic semiconductor, and Fermi level of extrinsic semiconductors.

3 heures pour terminer

5 vidéos (Total 71 min), 2 lectures, 2 quiz

5 vidéos

Density of States16 min

Carrier Statistics15 min

Intrinsic Semiconductors12 min

Extrinsic Semiconductors 111 min

Extrinsic Semiconductors 215 min

2 lectures

Module Topics1 min

Materials and Physical Constants10 min

1 exercice pour s'entraîner

Homework 21 h

Semaine

Semaine 3

3 heures pour terminer

Currents in Semiconductor

This module introduces you to currents in semiconductors. Topics we will cover include: Thermal motion of carriers, Carrier motion under electric field, Drift current, Mobility and conductivity, Velocity saturation, Diffusion of carriers, General expression for currents in semiconductor, Carrier concentration and mobility, and the Van der Pauw technique.

3 heures pour terminer

4 vidéos (Total 50 min), 2 lectures, 1 quiz

4 vidéos

Currents in Semiconductor14 min

Drift Current13 min

Diffusion Current12 min

Hall Effect9 min

2 lectures

Module Topics10 min

Materials and Physical Constants10 min

1 exercice pour s'entraîner

Homework #31h 30min

Semaine

Semaine 4

3 heures pour terminer

Carrier Dynamics

In this module we explore carrier dynamics. Topics include: Electronic transitions in semiconductor, Radiative transition, Direct and indirect bandgap semiconductors, Roosbroeck-Shockley relationship, Radiative transition rate at non-equilibrium, Minority carrier lifetime, Localized states, Recombination center and trap, Shockley-Hall-Reed recombination, Surface recombination, Auger recombination, Derivation of continuity equation, Non-equilibrium carrier concentration, Quasi-Fermi level, Current and quasi-Fermi level, Non-uniform doping, and Non-uniform bandgap.

3 heures pour terminer

7 vidéos (Total 90 min), 2 lectures, 2 quiz

7 vidéos

Radiative Transitions10 min

Radiative Transition Rate13 min

Non-Radiative Transitions 111 min

Non-Radiative Transitions 215 min

Continuity Equation14 min

Quasi-Fermi Level8 min

Heterogeneous Materials14 min

2 lectures

Module Topics10 min

Materials and Physical Constants10 min

1 exercice pour s'entraîner

Homework #41 h

À propos du Spécialisation Semiconductor Devices

The courses in this specialization can also be taken for academic credit as ECEA 5630-5632, part of CU Boulder’s Master of Science in Electrical Engineering degree. Enroll here.

This Semiconductor Devices specialization is designed to be a deep dive into the fundamentals of the electronic devices that form the backbone of our current integrated circuits technology. You will gain valuable experience in semiconductor physics, pn junctions, metal-semiconductor contacts, bipolar junction transistors, metal-oxide-semiconductor (MOS) devices, and MOS field effect transistors. Specialization Learning Outcomes: *Learn fundamental mechanisms of electrical conduction in semiconductors *Understand operating principles of basic electronic devices including pn junction, metal-semiconductor contact, bipolar junction transistors and field effect transistors *Analyze and evaluate the performance of basic electronic devices *Prepare for further analysis of electronic and photonic devices based on semiconductors

Foire Aux Questions

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Il est possible que le cours ne propose pas d’option auditeur libre. Vous pouvez en revanche accéder à un essai gratuit ou faire une demande d'aide financière.
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À quoi ai-je droit si je m'abonne à cette Spécialisation ?
Lorsque vous vous inscrivez au cours, vous bénéficiez d'un accès à tous les cours de la Spécialisation, et vous obtenez un Certificat lorsque vous avez réussi. Votre Certificat électronique est alors ajouté à votre page Accomplissements. À partir de cette page, vous pouvez imprimer votre Certificat ou l'ajouter à votre profil LinkedIn. Si vous souhaitez seulement lire et visualiser le contenu du cours, vous pouvez accéder gratuitement au cours en tant qu'auditeur libre.
Is financial aid available?
Oui, Coursera offre une Aide Financière aux étudiants qui n'ont pas les moyens d'acquitter les frais. Demandez-la en cliquant sur le lien Aide Financière sous le bouton S'inscrire situé à gauche. Vous devrez remplir un formulaire de demande et vous serez averti(e) si elle est acceptée. Vous devrez répéter cette procédure pour chaque cours de la Spécialisation, y compris pour le Projet Final. En savoir plus.

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Semiconductor Physics