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DISPOSITIVI ELETTRONICI A SEMICONDUTTORE

Corso Ingegneria Elettronica
Curriculum Curriculum unico
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2018/2019
Crediti 12
Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/01
Anno Primo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 96
Attività formativa Attività formative caratterizzanti

Canale unico

Docente FRANCESCO GIUSEPPE DELLA CORTE
Obiettivi Il corso di Dispositivi Elettronici a Semiconduttore costituisce un approfondimento delle tematiche relative al funzionamento e al corretto utilizzo dei dispositivi elettronici a stato solido. Per ciascun dispositivo sono presentati uno o più modelli analitici, oltre ad un modello SPICE. Sono forniti inoltre alcuni cenni sull'elaborazione di modelli numerici. Le conoscenze acquisite consentono allo studente di comprendere come, attraverso l’uso dei fenomeni di generazione, ricombinazione e trasporto dei portatori nei semiconduttori, sia possibile ottenere dispositivi aventi le caratteristiche elettroniche desiderate, fra cui diodi, transistor BJT e MOSFET, sensori. Vengono inoltre forniti esempi e svolte esercitazioni pratiche sulla caratterizzazione ed il corretto utilizzo di questi dispositivi. Rientrano fra i dispositivi trattati i dispositivi optoelettronici utilizzati nei moderni sistemi di telecomunicazione basati sull’uso della fibra ottica.
Conoscenza e comprensione: a seguito del superamento dell’esame, lo studente conosce i principi fondamentali di funzionamento dei dispositivi elettronici a semiconduttore. Conosce i metodi di per pervenire a modelli analitici monodimensionali delle caratteristiche di dispositivi a stato solido. Conosce le tecniche per la caratterizzazione sperimentale di questi dispositivi.
Capacità di applicare conoscenze: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di confrontare le caratteristiche di dispositivi e individuare quello o quelli più idonei per ogni applicazione.
Autonomia di giudizio: per il superamento dell'esame lo studente deve rispondere autonomamente a domande teoriche, analitiche e progettuali a risposta libera ed è quindi portato a sviluppare autonomia di giudizio sulla completezza, la profondità e la correttezza delle risposte liberamente fornite.
Abilità comunicative: è in grado di illustrare le motivazioni teoriche e tecniche che sono alla base delle proprietà dei dispositivi conosciuti.
Capacità di apprendimento: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere in autonomia le caratteristiche fondamentali di altri dispositivi elettronici a stato solido.

Programma
Giunzione PN in polarizzazione inversa, Giunzione PN in polarizzazione diretta, Diodo PIN
Commutazione del diodo, Modelli SPICE

Effetto transistor, Funzionamento in regione attiva, Effetto Early, Deboli ed elevate polarizzazioni di emettitore, Tempo di transito nella base

Distribuzione delle bande nella struttura MOS, Regimi di polarizzazione, Sistemi CCD, Capacità del sistema MOS, Carica nell’ossido ed all’interfaccia

Tensione di soglia nei MOSFET, Caratteristiche corrente tensione, Parametri del transistor MOSFET, Modelli SPICE

CAD per lo sviluppo di dispositivi a stato solido, Applicazioni di strumenti CAD commerciali

Termistori, Sensori di temperatura integrati, Reticoli di Bragg

Fotodiodi: generazione ottica e correnti fotogenerate, fotodiodi a valanga, Fotoresistori Polarizzazione ed amplificazione.
Dispositivi optoelettronici e fotonici in silicio, guide ottiche, effetti elettro-ottici nel silicio, proprietà fondamentali dei materiali per applicazioni fotoniche, modulatori ottici di ampiezza e di fase integrati in guida d’onda (Fabry-Perot, Mach-Zehnder, Ring Resonator)

Cella solare.

Effetto piezoresistivo ed effetto piezoelettrico, Relazioni stress/carica e campo elettrico/deformazione, Surface acoustic waves (SAW), risonatori SAW, Sensori meccanici capacitivi, Integrazione su silicio di sensori micro-meccanici: cantilever e membrane oscillanti

Transistor di potenza (DMOS, IGBT) e circuiti fondamentali di utilizzo

Esperienze di laboratorio sulla caratterizzazione ed uso di fotodiodi, sensori di temperatura, diodi in commutazione, transistor di potenza
Testi docente R. S. Muller - T. I. Kamins “Dispositivi elettronici nei circuiti integrati” Ed. Boringhieri
G. Giustolisi, G. Palumbo “Introduzione ai dispositivi elettronici” Ed._Franco Angeli
S. Dimitrijev “Understanding semiconductor devices” Ed. Oxford University Press
S. M. Sze “Dispositivi a semiconduttore” - Ed. Hoepli
S. Middelhoek “Silicon sensors”
Materiale didattico fornito dal docente
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta
Valutazione prova orale
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

Nessun materiale didattico inserito per questo insegnamento

Elenco dei rievimenti:

Descrizione Avviso
Ricevimenti di: Francesco Giuseppe Della Corte
mercoledi ore 8:30-10:00 o per appuntamento inviando una e-mail al docente
Nessun avviso pubblicato
Nessuna lezione pubblicata
Codice insegnamento online non pubblicato
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