Materia	Carrera	Plan	Año	Periodo
Física Electrónica y Dispositivos Semiconductores	INGENIERÍA ELECTRÓNICA	OrdC.D.Nº019/12	2017	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 electronica 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 los manuales de caracteristicas tecnicas de los fabricantes.-

UNIDAD 1 : CONCEPTOS DE MECANICA CUANTICA Y FISICA MODERNA


Efectofotoelectrico
Cuerpo negro, radiacion de cavidad
Ley de Stefan - Boltzmann
Modelo atomo de Bohr , postulados , niveles energeticos
Ecuacion de Schrodinger , significado fisico de la funcion de onda
Barrera de potencial, pozo de potencial infinito y finito
Efecto tunel
Principio de incertidumbre
Niveles de energia
Estadistica de Fermi-Dirac . Nivel de Fermi
Densidad de estados.

UNIDAD 2 : FISICA DE LOS SEMICONDUCTORES


Materiales desde el punto de vista electrico , conductores y aisladores.
Materiales semiconductores; modelo de enlace del silicio
Generacion y recombinacion de portadores
Ionizacion de portadores, energia de ionizacion.
Semiconductores intrinsecos
Semiconductores extrinsecos , contaminacion
Semiconductores compuestos

UNIDAD 3: TRANSPORTE DE PORTADORES EN LOS SEMICONDUCTORES


Concentracion de portadores , Efectos de la temperatura
Equilibrio de las concentraciones, neutralidad electrica
Posicion del nivel de Fermi en los semiconductores , variacion con el dopado
Movimiento termico de los portadores
Proceso de conduccion por corrimiento de portadores , movilidad , conductividad
Proceso de inyeccion de portadores
Proceso de conduccion por difusion de portadores
Efecto Hall

UNIDAD 4 : ELECTROSTATICA DE LOS SEMICONDUCTORES EN EQUILIBRIO TERMICO


Semiconductor no uniformemento dopado en equilibrio termico
Aproximaxion de cuasi neutralidad
Relaciones entre el potencial y las concentraciones . Relaciones de Boltzmann
Regla de los 60 mV

UNIDAD 5 : ELECTROSTATICA DE LA JUNTURA PN


Introduccion a la juntura pn
Electrostatica de la juntura pn en equilibrio termico
Aproximacion de vaciamiento
Potenciales de contacto
Distribucion de cargas
Variacion del potencial en la region de carga espacial
Potencial construido, campo electrico y ancho de la zona de carga espacial
Capacidad de la juntura

UNIDAD 6: ELECTROSTATICA DE LA JUNTURA PN CON POLARIZACION APLICADA


Aplicacion de tensiones a la juntura pn
Variacion del potencial, campo electrico y anchos de zona de carga espacial
Descripcion cualitativa del flujo de cargas en la union pn
Calculo de la corriente en la union pn
Curva caracteristica V-I del diodo
Capacidad asociada a la union pn polarizada
Transistorios de almacenamiento de cargas en los diodos
Aplicaciones de los diodos semiconductores
Diodos especiales ; varicap , zener

UNIDAD 7 : ESTRUCTURA Y ELECTROSTATICA MOS


Introduccion a la estructura MOS
Estructura MOS con y sin polarizacion
Regimen de vaciamiento (depletion regime)
Tension de banda plana (flatband)
Regimen de acumulacion (acumulation regime)
Tension de umbral (threshold)
Regimen de inversion ( Invertion regime)
Distribucion de cargas.

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


MOSFET; Corte seccional, layout , simbolos
Descripcion del funcionamiento, romeclatura , regiones operativas
Caracteristicas V-I Transconductancia
Dependencia de la temperatura en el funcionamiento de los MOSFET
JFET , descripcion y comportamiento
Calculo de la corriente. Caracteristicas V-I

UNIDAD 9: TRANSISTORES BIPOLARES DE JUNTURA


Estructura y descripcion de su funcionamiento
Accion transistor
Caracteristicas en sus modos de operacion
Determinacion de las corrientes y sus relacines
Modelo de Ebbers y Moll
Curvas caracteristicas de salida
Efecto de la modulacion del ancho de base

UNIDAD 10: TECNOLOGIA DE FABRICACION : MICROELECTRONICA Y CI's


Circuitos ntegrados monoliticos
Tecnologia Planar
Crecimiento del silicio monocristalino
Crecimiento de capas epitaxiales del Si y GaAs
Epiaxia de haces moleculares
Litografia
Procesos de dopado de un semiconductor
Metalizacion

PRACTICO DE LABORATORIO N° 1 : DIODOS

Obtencion de las caracteristicas V-I del diodos
Enyayo con multimetro


PRACTICO DE LABORATORIO N° 2 . TRANSISTORES

Comprobacion del transistor con multimetro
Ganancia de corriente del transistor
El transistor como llave
Seguidor de emisor (configuracion colector comun)
Seguidor de emisor con fuente de alimentacion unica
Amplificador con emisor comun


PRACTICO LABORATORIO N° 3: TRANSISTORES JFET Y MOSFET

Determinacion de Idss y Vp
Estudio del comportamiento del FET como resistencia variable con la tension de compuerta.

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

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

[1] ELECTRONICA DEL ESTADO SOLIDO.- Angel D. Tremosa . Ed. Marymar
[2] DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES .- Pedro Julian . Ed. Alfaomega
[3] FUNDAMENTOS DE MICROELECTRONICA NANOELECTRONICA Y FOTONICA .- Abella, Martinez , Agullo-Rueda Ed.Pearson Prentice Hall
[4] CIRCUITOS MICROELECTRONICOS .- Sedra-Smith . Ed. Oxford

[1] MICROELECTRONICS DEVICES AND CIRCUITS .-Clifton G. FONSTAD .Ed.Mc Graw Hill
[2] SEMICONDUCTORS PHYSICS AND DEVICES .- Donald A. NEAMEN Ed. Mc Grawe Hill

Que los alumnos aprueben el curso y esten capacitados mediante los conocimientos adquiridos de comprender los fundamentos y el funcionamiento de los dispositivos semiconductores utilizados actualmente en el campo de la electronica, y para su adecuada aplicacion en las futuras asignaturas de la carrera.-

MECANICA CUANTICA Y FISICA MODERANA
Efecto fotoelectrico, Modelo atomico de Borh, Barreras y pozos de potencial, Estadistica de Fermi Dirac , Niveles de Fermi

FISICA DE LOS SEMICONDUCTORES
Generacion de portadores de carga, Ionizacion de contaminantes, Semiconductores intrinsecos, extrinsecos y compuestos.

TRANSPORTE DE PORTADORES
Concentracion de portadores disponibles, Inyeccion y exceso de portadores, Conduccion de corriente por arrastre difusion, Efecto Hall.

ELECTROSTATICA DE LA JUNTURA PN CON Y SIN POLARIZACION
Distribucion y densidad de portadores, Potenciales , Campo electrico, Regiones caracteristicas , Capacidades de junturas , Corrientes, Curvas caracteristicas , Diodos especiales.

ESTRUCTURAS MOS , TRANSISTORES MOSFET Y JFET
Regiones de operacion con tensiones aplicadas, Condiciones y zonas de funcionamiento , Caracteristiocas V-I , Transconductancia , Funcionamiento y operacion de los JFET

TRANSISTORES BIPOLARES DE JUNTURA
Estructuras , Funcionamiento , Zonas de operacion, Curvas caracteristicas , Determinacion de las corrientes y sus relaciones .

TECNOLOGIA DE FABRICACION DE LOS CIRCUIOTOS INTEGRADOS
Tecnologia planar y epiaxial , Crecimiento de capas , Litografia , Dopado Metalizacion , 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.-