Fisica dei dispositivi integrati (2013/2014)

Codice insegnamento
4S00034
Docente
Stefania Residori
Coordinatore
Stefania Residori
crediti
6
Settore disciplinare
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE
Lingua di erogazione
Italiano
Periodo
I semestre dal 1-ott-2013 al 31-gen-2014.

Orario lezioni

I semestre
Giorno Ora Tipo Luogo Note
giovedì 11.30 - 13.30 lezione Aula G  
venerdì 8.30 - 11.30 lezione Aula A  

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 realizzano un dispositivo o implementano uno schema logico e mettendolo in grado di confrontare i diversi sistemi in termini dai parametri fisici che ne caratterizzano il comportamento.

Programma

Per seguire con profitto l'insegnamento è
consigliabile che lo studente abbia già acquisito conoscenze di Fisica Classica (leggi della dinamica, lavoro, energia, campo elettrico, potenziale elettrico).

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

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

Transitor a effetto di campo JFET e MOSFET, tecniche di fabbricazione, curve di uscita e di trasferimento, invertitori a MOSFET e CMOS, caratteristiche di trasferimento, 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 Micro-cap, sintesi fisica su porte logiche

Modalità d'esame

Esposizione orale ed elaborato scritto con approfondimento su una delle tematiche affrontate durante il corso.

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 100.0% 30 0
Respinti --
Assenti --
Ritirati --
Annullati --
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% 0.0% 0.0% 100.0% 0.0%

Valori relativi all'AA 2013/2014 calcolati su un totale di 1 iscritti. I valori in percentuale sono arrotondati al numero intero più vicino.