Materia	Carrera	Plan	Año	Periodo
Física Electrónica y Dispositivos Semiconductores	Ingeniería Electrónica	OrdC.D.Nº019/12	2015	1° cuatrimestre

Docente	Función	Cargo	Dedicación
OLIVA, ARISTOBULO ALBERTO	Prof. Responsable	P.Adj Semi	20 Hs
TRIMBOLI, ROBERTO DANIEL	Responsable de Práctico	A.1ra Semi	20 Hs

Presentar a los alumnos los conocimientos necesarios para comprender, con los fundamentos de la fisica electronica moderna;
los principios del funcionamiento y operacion de los dispositivos semiconductores discretos e integrados.
Se complementa el estudio de los mismos con practicas de laboratorio para comprender sus caracteristicas y comportamiento.
Se considera necesaria la adquisicion de estos conocimientos para
su posterior aplicacion en la carrera.

Conocer los fundamentos de la fisica elecronica moderna, destinados a la descripcion del funcionamiento de los dispositivos semiconductores.
Aprender el funcionamiento y caracteristicas de los dispositivos desde un enfoque electrostatico.
Realizar trabajos practicos centrados en la medicion experimental, simulacion mediante software de aplicacion y el analisis de la informacion de las hojas de manuales de caracteristicas tecnicas.

UNIDAD 1: CONCEPTOS DE MECANICA CUANTICA Y FISICA MODERNA


Efecto fotoeléctrico
Cuerpo negro, radiación de cavidad
Ley de Stefan- Boltzmann
Modelo átomo de Bohr , postulados, niveles energéticos
Ecuación de Schrödinger, significado físico de la función de onda
Barrera de potencial, pozo de potencial infinito y finito
Efecto túnel
Principio de incertidumbre
Niveles de energía
Estadística de Fermi-Dirac, Nivel de Fermi
Densidad de estados

UNIDAD 2: FISICA DE LOS SEMICONDUCTORES


Materiales desde el punto de vista eléctrico, conductores y aisladores
Materiales semiconductores, modelo de enlace del silicio
Generación y recombinación de portadores
Ionización de portadores, energía de ionización
Semiconductores intrínsecos
Semiconductores extrínsecos, contaminación
Semiconductores compuestos

UNIDAD 3: TRANSPORTE DE PORTADORES EN LOS SEMICONDUCTORES


Concentración de portadores, efecto de la temperatura
Equilibrio de las concentraciones, neutralidad eléctrica
Posición del nivel de Fermi en los semiconductores, variación con el dopado
Movimiento térmico de los portadores
Proceso de conducción por corrimiento de portadores, movilidad, conductividad
Proceso de inyección de portadores
Proceso de conducción por difusión de portadores
Efecto Hall

UNIDAD 4: ELECTROSTATICA DE LOS SEMICONDUCTORES EN EQUILIBRIO TERMICO


Semiconductor no uniformemente dopado en equilibrio térmico
Aproximación de cuasi neutralidad
Relaciones entre Ø (x) y las concentraciones de portadores , Relaciones de Boltzmann
Regla de los 60mV

UNIDAD 5: ELECTROSTATICA DE LA JUNTURA PN


Introducción a la juntura pn
Electrostática de la juntura pn en equilibrio térmico
Aproximación de vaciamiento
Potenciales de contacto
Distribución de cargas
Variación del potencial en la región de carga espacial
Potencial construido , campo eléctrico y ancho de la zona carga espacial
Capacidad de la juntura

UNIDAD 6: ELECTROSTATICA DE LA JUNTURA PN CON POLARIZACION APLICADA


Aplicación de tensiones a la unión pan
Variación del potencial, campo eléctrico y anchos de zona de carga espacial
Descripción cualitativa del flujo de cargas en la unión pn
Calculo de la corriente en la unión pn
Curva característica I – V del diodo
Capacidad asociada a la unión pn polarizada
Transitorios de almacenamiento de cargas en los diodos
Aplicaciones de los diodos semiconductores
Diodos especiales , varicap , zener

UNIDAD 7: ESTRUCTURA Y ELECTROSTATICA MOS


Introducción a la estructura MOS
Estructura MOS con y sin polarización
Régimen de vaciamiento (depletion regime)
Tension de banda plana ( flatband)
Régimen de acumulación ( acumulation regime)
Tensión umbral (Threshold)
Regimen de inversión ( Invertion regime)
Distribución de cargas

UNIDAD 8: TRANSISTORES EFECTO DE CAMPO (MOSFET) (JFET)


MOSFET : Corte seccional, layout , Símbolos
Descripción básica del funcionamiento: Nomenclatura , Regiones operativas
Características I-V ; transconductancia
Dependencia de la temperatura en el funcionamiento de los MOSFET
JFET : Descripción y comportamiento
Calculo de la ID ; Características I-V
Características C-V

UNIDAD 9: TRANSISTORES BIPOLARES DE JUNTURA


Estructura y descripción básica de su funcionamiento
Acción transistor
Características en sus modos de operación
Determinación de las corrientes y sus relaciones
Curvas características de salida
Efecto de la modulación del ancho de base

UNIDAD 10: TECNOLOGIA DE FABRICACION : MICROELECTRONICA Y CIs


Circuitos integrados monolíticos
Tecnología planar
Crecimiento del silicio mono cristalino
Crecimiento de capas epitaxiales del Si y GaAS
Epitaxia de haces moleculares
Litografia
Procesos del dopado de un semiconductor
Metalizacion

PRÁCTICO DE LABORATORIO N° 1: DIODOS

Obtención de las características V-I de diodos
Ensayo con multímetro.

PRÁCTICO DE LABORATORIO N° 2: TRANSISTORES

Comprobación del transistor con el multímetro
Ganancia de corriente del transistor
El transistor como llave
Seguidor de emisor (Configuración Colector Común)
Seguidor de emisor con fuente de alimentación única
Amplificador con emisor común

PRÁCTICO DE LABORATORIO N° 3: TRANSISTORES DE EFECTO DE CAMPO JFET - MOSFET

Determinación de Idss y Vp
Estudio el comportamiento del FET como resistencia variable con la tensión de compuerta

Se considera como alumno regular a todo aquel que cumpla con los siguientes requisitos:

1.- Cumplir con las condiciones de habilitación (equivalencias) para cursar la materia
2.- Haber asistido al 80% de las clases teóricas y practicas
3.- Dar cumplimiento a los informes de trabajos de laboratorios
4.- Haber aprobado los 2 (dos) parciales programados para la resolución de problemas
de los temas asignados

[1] 1.- ELECTRONICA DEL ESTADO SOLIDO
[2] Autor : Angel D. Tremosa . Edit : Ediciones Marymar
[3] 2.- DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES
[4] Autor : Pedro Julian Edit: Alfaomega
[5] 3.- FUNDAMENTOS DE MICROELECTRONICA, NANOELECTRONICA Y FOTONICA
[6] Autores: Albella-Martin,Martinez-Duart,Agullo-Rueda Edit: Pearson Prentice Hall
[7] 4.- CIRCUITOS MICROELECTRONICOS
[8] Autores: Sedra / Smith Edit: Oxford

[1] 1.- MICROELECTRONICS DEVICES AND CIRCUITS
[2] Autor: Clifton G. Fonstad Edit: Mc Graw Hill
[3] 2.- SEMICONDUCTORS PHYSICS AND DEVICES
[4] Autor: Donald A. Neamen Edit : Mc Graw Hill

Que los alumnos aprueben el curso y estén capacitados mediante los conocimientos adquiridos de comprender los fundamentos y el funcionamiento de los dispositivos semiconductores utilizados actualmente en el campo de la electrónica, y para su adecuada aplicación en futuras asignaturas

MECANICA CUANTICA Y FISICA MODERNA
Efecto fotoeléctrico. Modelo atómico de Bohr. Barreras y pozos de potencial. Estadistica de Fermi-Dirac. Niveles de Fermi.

FISICA DE LOS SEMICONDUCTORES
Generacion de portadores de carga. Ionización de contaminantes. Semiconductores intrínsecos, extrínsecos y compuestos.

TRANSPORTE DE PORTADORES
Concentración de portadores disponibles. Inyección y exceso de portadores. Conducción de corriente por arrastre y por difusión. Efecto Hall.

ELECTROSTATICA DE LA JUNTURA PN CON Y SIN POLARIZACION
Distribución y densidad de portadores. Potenciales. Campo eléctrico. Regiones características. Capacidades de las junturas pn. Corrientes del diodo . Curvas características. Diodos especiales.

ESTRUCTURA MOS Y TRANSISTORES MOSFET – TRANSISTORES JFET
Regiones de operación con tensión aplicada. Condiciones y zonas de funcionamiento. Características I-V. Transconductancia. Funcionamiento y operación de los JFET

TRANSISTORES BIPOLARES DE JUNTURA
Estructuras. Funcionamiento. Zonas de operación. Curvas características. Determinación de las corrientes y sus relaciones.

TECNOLOGIA DE FABRICACION DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS
Tecnología planar y epitaxial. Crecimiento de capas. Litografía. Dopado. Metalización. Encapsulados.

En caso de no poderse completar el dictado del programa de la asignatura por razones de fuerza mayor , se dictaran clases de apoyo y consultas fuera de las clases normales.