High Speed Devices
Höghastighetselektronik

EITP01F, 7.5 högskolepoäng

Gäller från och med: Spring 2018
Beslutad av: Professor Thomas Johansson
Datum för fastställande: 2018-12-07

Allmänna uppgifter

Avdelning: Electrical and Information Technology
Kurstyp: Gemensam kurs, avancerad nivå och forskarnivå
Kursen ges även på avancerad nivå med kurskod: EITP01
Undervisningsspråk: English

Syfte

This course aims at providing fundamental knowledge of the physics which enables the very high frequency operation of modern transistors. Basic amplifier design for microwave frequencies is introduced. The course gives a modern description of transistors relevant for quantum well and FinFET devices, mainly based on ballistic transport.

Mål

Kunskap och förståelse

För godkänd kurs skall doktoranden

• describe the physics behind the operation of ballistic field effect transistors
• explain the origin of the hybrid-pi model and transcapacitances.
• describe the fundamental high frequency parameters for basic amplifiers
• understand the Smith chart representation of transmission lines
• relate the high frequency performance of a device from the device geometry and materials properties

Färdighet och förmåga

För godkänd kurs skall doktoranden

• be able to perform relevant RF and DC calculations on transistors
• apply two-port description for transistor modeling
• calculate the maximum frequency performance of a transistor
• perform simple parameter extractions
• perform basic design of a microwave amplifier

Värderingsförmåga och förhållningssätt

För godkänd kurs skall doktoranden

• realize the need for device scaling for high performance transistors
• Understand the origins of the maximum frequency performance limits for transistors

Kursinnehåll

Basic semiconductor physics: density of states, band structure and Fermi-Dirac statistics for two-dimensional quantum structures. Ballistic and diffusive transport in semiconductors. Small signal modeling and the two-port description. Current and power gains. Stability. (Heterostructure) FET: Geometric layout. Diffusive and ballistic DC and AC models with transcapacitances. Parasitic resistances and capacitances. Noise properties Transmission lines and Smith charts. Basic design of low noise amplifiers.

Kurslitteratur

• Liu, W.: Fundamentals of III-V Devices: HBTs, MESFETs and HFETs/HEMTs.. Wiley Interscience, 1999. ISBN 9780471297000.
• Lundstrom, M. & Guo, J.: Nanoscale Transistors, Device Physics, Modeling and Simulation.. Springer, 2006. ISBN 9781441939159.
• Föreläsningsanteckningar och utskrifter.

Kursens undervisningsformer

Undervisningsformer: Föreläsningar, seminarier, laborationer, övningar

Kursens examination

Examinationsformer: Skriftlig tentamen, inlämningsuppgifter, seminarieföredrag av deltagarna
Betygsskala: Underkänd, godkänd
Examinator:

Antagningsuppgifter

Förkunskapskrav: None
Förutsatta förkunskaper: Knowhow corresponding to ESS030/ESSF20 or FFF021/FFN30 or ETIN70

Övrig information

Course Coordinator: Mattias Borg, mattias.borg@eit.lth.se

Kurstillfällesinformation

Kontaktinformation och övrigt

Kursansvariga:
Hemsida: https://www.eit.lth.se/course/eitp01