Materia	Carrera	Plan	Año	Periodo
Física Electrónica y Dispositivos Semiconductores	INGENIERÍA ELECTRÓNICA	19/12-Mod.17/15	2019	1° cuatrimestre

Docente	Función	Cargo	Dedicación
ASENSIO, EDUARDO MAXIMILIANO	Prof. Responsable	P.Adj Simp	10 Hs
TRIMBOLI, ROBERTO DANIEL	Responsable de Práctico	A.1ra Semi	20 Hs

La asignatura posee como base fundamentos de la física electrónica moderna orientada a dispositivos electrónicos semiconductores. Es importante comprender los principios de funcionamiento y operación de los dispositvos semiconductores actuales, tanto discretos como integrados, debido a que las diversas tecnologías se encuentran en casi la totalidad de las aplicaciones cotidianas e industriales.
Se complementa el estudio de los mismos con prácticas de laboratorio para comprender sus caracteristicas y funcionamiento.
Dichos conocimientos son imprescindibles para el cursado de asignaturas posteriores durante la carrera.

Conocer los fundamentos de la física electrónica moderna, destinados a la descripción del funcionamiento de los dispositivos semiconductores.
Aprender el funcionamiento y características de los dispositivos desde un enfoque electrostático.
Realizar trabajos prácticos centrados en la medición experimental, simulación mediante software de aplicación y el análisis de la información de los manuales de características técnicas de los fabricantes.-

UNIDAD 1 : CONCEPTOS DE MECÁNICA CUÁNTICA Y FÍSICA MODERNA
Efecto fotoeléctrico .
Cuerpo negro, radiacion de cavidad.
Ley de Stefan - Boltzmann.
Modelo Átomo de Bohr, postulados, niveles energéticos.
Ecuación de Schrodinger, interpretación física de la función 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 : FÍSICA 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.
Ionizacion de portadores, energía de ionización.
Semiconductores intrínsecos.
Semiconductores extrínsecos, contaminación (dopado).
Semiconductores compuestos.

UNIDAD 3: TRANSPORTE DE PORTADORES EN LOS SEMICONDUCTORES
Concentración de portadores, Efectos 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 : ELECTROSTÁTICA DE LOS SEMICONDUCTORES EN EQUILIBRIO TÉRMICO
Semiconductor no uniformemente dopado en equilibrio térmico.
Aproximación de cuasi neutralidad.
Relaciones entre el potencial y las concentraciones. Relaciones de Boltzmann.
Regla de los 60 mV

UNIDAD 5 : ELECTROSTÁTICA 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 de carga espacial.
Capacidad de la juntura.

UNIDAD 6: ELECTROSTÁTICA DE LA JUNTURA PN CON POLARIZACIÓN APLICADA
Aplicación de tensiones a la juntura pn.
Variación del potencial, campo eléctrico y anchos de zona de carga espacial.
Descripción cualitativa del flujo de cargas en la unión pn.
Cálculo de la corriente en la unión pn.
Curva característica V-I del diodo.
Capacidad asociada a la unión pn polarizada.
Transistorios de almacenamiento de cargas en los diodos.
Aplicaciones de los diodos semiconductores.
Diodos especiales, varicap, zener.

UNIDAD 7 : ESTRUCTURA Y ELECTROSTÁTICA MOS
Introducción a la estructura MOS.
Estructura MOS con y sin polarización.
Régimen de vaciamiento (depletion regime).
Tensión de banda plana (flatband).
Régimen de acumulación (acumulation regime).
Tensión de umbral (threshold).
Régimen de inversión (invertion regime).
Distribución de cargas.

UNIDAD 8: TRANSISTORES EFECTO DE CAMPO (MOSFET) (JFET)
MOSFET; Corte seccional, layout, simbología.
Descripción del funcionamiento, nomenclatura, regiones operativas.
Características V-I. Transconductancia.
Dependencia de la temperatura en el funcionamiento de los MOSFET.
JFET, descripción y comportamiento.
Cálculo de corrientes. Caracteristicas V-I.

UNIDAD 9: TRANSISTORES BIPOLARES DE JUNTURA
Estructura y descripción de su funcionamiento.
Características en sus modos de operación.
Determinación de las corrientes y sus relaciones.
Modelo de Ebbers y Moll.
Curvas características de salida.
Efecto de la modulación del ancho de base.

UNIDAD 10: TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN : MICROELECTRONICA Y CI's
Procesos de dopado de un semiconductor.
Circuitos integrados monolíticos.
Tecnología Planar.
Crecimiento del silicio monocristalino.
Crecimiento de capas epitaxiales del Si y GaAs.
Epitaxia por haces moleculares.
Litografía.
Metalización.

PRÁCTICO DE LABORATORIO N° 1 : DIODOS
Obtención de las características V-I del diodo.
Ensayo con multímetro y osciloscopio.

PRÁCTICO DE LABORATORIO N° 2: TRANSISTORES BJT.
Comprobación del transistor con 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 JFET Y MOSFET
Determinación de Idss y Vp.
Estudio del comportamiento del FET como resistencia variable con la tensión de compuerta.

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

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

[1] ELECTRONICA DEL ESTADO SOLIDO.- Angel D. Tremosa . Ed. Marymar
[2] SEMICONDUCTOR DEVICES.- Kanaan Kano, Ed. Pearson Prentice Hall.
[3] DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES .- Pedro Julian . Ed. Alfaomega
[4] FUNDAMENTOS DE MICROELECTRONICA, NANOELECTRONICA Y FOTONICA .- Abella, Martinez , Agullo-Rueda Ed.Pearson Prentice Hall
[5] 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 Graw Hill

Los alumnos estarán capacitados para comprender los fundamentos y funcionamiento de los dispositivos semiconductores utilizados actualmente en el campo de la electrónica, y para su adecuada aplicación 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.-