Fisica dei dispositivi integrati (2010/2011)

Codice insegnamento
4S00034
Docente
Francesca Monti
Coordinatore
Francesca Monti
crediti
6
Settore disciplinare
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE
Lingua di erogazione
Italiano
Periodo
I semestre dal 4-ott-2010 al 31-gen-2011.

Orario lezioni

I semestre
Giorno Ora Tipo Luogo Note
lunedì 11.30 - 13.30 lezione Aula C  
giovedì 8.30 - 11.30 lezione Aula C  

Obiettivi formativi

Il corso introduce i principi fisici di funzionamento dei dispositivi a semiconduttore e delle porte logiche realizzate mediante la tecnologia planare dei circuiti integrati insegnando allo studente ad analizzare e valutare il comportamento dei sistemi fisici che implementano uno schema logico e mettendolo in grado di confrontare le famiglie logiche in termini dei parametri fisici che ne caratterizzano il comportamento.

Programma

Richiami di Fisica Classica e di Fisica Atomica: lavoro ed energia, campo elettrico e potenziale, corrente elettrica, legge di Ohm, circuiti lineari resistività e dipendenza dalla temperatura in metalli e semiconduttori, modello di Bohr, tavola periodica degli elementi

Struttura cristallina e proprietà elettriche di metalli, semiconduttori e semiconduttori drogati: modello a gas di elettroni nei metalli, modello a legame nei semiconduttori, concetto di lacuna, semiconduttori drogati, cenni alla teoria a bande, corrente di conduzione e di diffusione

Giunzione p-n: giunzione non polarizzata e polarizzata, ddp di contatto, caratteristica tensione-corrente in polarizzazione diretta e inversa, diodo a giunzione, diodo Zener, porte OR/AND a diodi, tempi di commutazione

Transitor a effetto di campo e invertitori a NMOS e CMOS: MOSFET, tecniche di fabbricazione, curve di uscita e di trasferimento, invertitori a MOSFET e CMOS, caratteristiche di trasferimento, margini di rumore, tempi di commutazione

Transistor bipolari a giunzione e invertitore RTL: BJT, curve di ingresso e di uscita in configurazione emettitore comune, invertitore RTL, caratteristica di traferimento e margini di rumore, tempi di commutazione

Circuiti digitali elementari in tecnologia MOS, CMOS, bipolare, ECL: NOR e NAND a MOSFET e a CMOS, NAND DTL, HTL, TTL, OR/NOR ECL

Confronto tra famiglie logiche: ritardo di propagazione, potenza dissipata, fan-out, margini di rumore

Esercitazioni di laboratorio: caratterizzazione di porte logiche con Spice, sintesi fisica su porte logiche

Testi di riferimento
Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Paolo Spirito Elettronica digitale (Edizione 1) McGraw-Hill 1998 8838607664
Jacob Millman, Christos C. Halkias Microelettronica (Edizione 1) Bollati-Boringhieri 1997 8833950476
Jacob Millman, Arvin Grabel Microelettronica (Edizione 2) McGraw-Hill 1994 8838606781
Giovanni Soncini Tecnologie microelettroniche (Edizione 1) Boringhieri 1986 8833953955

Modalità d'esame

Orale

Materiale didattico

Documenti

Statistiche per i requisiti di trasparenza (Attuazione Art. 2 del D.M. 31/10/2007, n. 544)

Statistiche esiti
Esiti Esami Esiti Percentuali Media voti Deviazione Standard
Positivi 33.33% 28 0
Respinti --
Assenti 33.33%
Ritirati --
Annullati 33.33%
Distribuzione degli esiti positivi
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 30 e Lode
0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 100.0% 0.0% 0.0% 0.0%

Valori relativi all'AA 2010/2011 calcolati su un totale di 3 iscritti. I valori in percentuale sono arrotondati al numero intero più vicino.