facoltà di
INGEGNERIA
salita Sperone 31 98166 S. Agata - Messina
web: http://ww2.unime.it/ingegneria
CORSO di LAUREA in
INGEGNERIA ELETTRONICA

Presidente : Prof. Carmine Ciofi


Facolta' di Ingegneria

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INGEGNERIA
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CORSO di LAUREA in
INGEGNERIA ELETTRONICA

Presidente : Prof. Carmine Ciofi


ELETTRONICA I

PROGRAMMA

DIARIO di ESAMI

ORARIO delle LEZIONI

PRENOTAZIONI ESAMI


PROGRAMMA di ELETTRONICA I

Corso di Laurea in: INGEGNERIA ELETTRONICA
A. A. 2002/2003
Docente: Prof. Carmine Ciofi
________________

 

Elementi di fisica dello stato solido: Struttura cristallina dei solidi. Struttura a bande di solidi conduttori, isolanti e semiconduttori. Conduzione nei metalli: modello di Drude e legge di Ohm. Portatori di carica nei semiconduttori: elettroni e lacune. Distribuzione energetica dei portatori: densità di stati e funzione di distribuzione di Fermi Dirac, legge di azione di massa. Drogaggio. Dipendenza della concentrazione dei portatori dalla temperatura. Intervallo di temperature di svuotamento. Il trasporto della carica nei semiconduttori: corrente di trascinamento e di diffusione, mobilità e costante di diffusione, relazione di Einstein. Fenomeni di generazione e ricombinazione. Equazione di continuità nei semiconduttori. Soluzione dell'equazione di continuità in alcuni casi notevoli. Approssimazione di quasi neutralità. Effetto Hall nei semiconduttori.

La giunzione PN: La giunzione PN all'equilibrio. Potenziale di contatto e regione di svuotamento nel caso di giunzione brusca. Giunzione PN polarizzata: determinazione della caratteristica tensione corrente nell'ipotesi di bassa iniezione. Capacità di giunzione e di diffusione. Circuito equivalente per piccoli segnali. Breakdown a valanga e effetto Zener. Fenomeni transitori: tempi di commutazione. Dipendenza della caratteristica I-V dalla temperatura. Giunzione a gradiente lineare.

Il transistore a effetto di campo a giunzione: Principio di funzionamento e determinazione della caratteristiche tensione corrente. Tensione di strozzamento. Circuito equivalente per piccoli segnali.

Il transistore bipolare: Principio di funzionamento e determinazione delle caratteristiche tensione corrente. Modello di Ebers e Moll. Modello a controllo di carica. Regioni di funzionamento. Efficienza di emettitore, fattore di trasporto in base, guadagno di corrente in regione attiva. Effetto Early. Effetto della temperatura sulle caratteristiche del dispositivo. Fenomeni di Breakdown nella configurazione a base comune e emettitore comune. Circuito equivalente per piccolo segnale. Funzionamento in regime di commutazione: tempi di ritardo. Transistori per alte frequenze e per alte potenze.

Transistore MOS: Condensatore MOS ideale. Arricchimento, svuotamento, inversione. Curve capacità tensione in bassa e alta frequenza. Condensatore MOS reale. Struttura e principio di funzionamento del transistore MOS. Determinazione delle caratteristiche corrente-tensione. Transistore a svuotamento. Struttura CMOS. Circuito equivalente per piccolo segnale.

Contatti metallo semiconduttore: Contatti rettificanti. Caratteristica I-V del diodo Schottky. Transistore Schottky. Contatti non rettificanti.

Elementi di Tecnologie Elettroniche: Tecnologie per la fabbricazione dei circuiti integrati: crescita dei monocristalli, ossidazione, drogaggio, deposizione. Processi fotolitografici. Esempi di processi bipolari e MOS.

Circuiti a diodi: Approssimazione della caratteristica del diodo per la trattazione semplificata dei circuiti a diodo. Raddrizzatore a semplice e doppia semionda. Ponte a diodi. Circuiti limitatori e tagliatori. Raddrizzatore di tensione con filtro capacitivo. Rivelatore di inviluppo.

Circuiti lineari: Richiami di teoria delle reti lineari. Analisi nel tempo e nel dominio della trasformata di Laplace e di Fourier. Risposta in frequenza e diagrammi di Bode.  I transistori come amplificatori: il problema della scelta e della stabilizzazione del punto di lavoro. Collegamento alla sorgente e al carico. Studio delle più comuni configurazioni di amplificatore: Source comune, inseguitore di Source, doppio carico (JFET e MOSFET); Emettitore comune, Collettore comune, Base comune, doppio carico (BJT). Tale studio prevede la determinazione del punto di lavoro e dei parametri dinamici per il circuito equivalente, il calcolo dell'amplificazione di tensione e di corrente e dell'impedenza di ingresso e di uscita in funzione della frequenza nonché, in alcuni casi rilevanti, la risposta a una sollecitazione a gradino. Configurazioni speciali: Darlington, Bootstrap, Cascode, Totem Pole, Push-Pull. L'amplificatore differenziale. Generatori di corrente e specchi di corrente. Problemi termici e dimensionamento dei dissipatori di calore.

Sono previste esercitazioni numeriche e di laboratorio per l'approfondimento e la verifica sperimentale degli argomenti svolti nelle lezioni.

L'esame consiste in una prova scritta e una prova orale.

Testi consigliati:

Ben G. Streetman “Solid State Electronic Devices”, Prentice Hall

J. Millman, A. Grabel “Microelectronics” Mc Graw Hill

Appunti e altro materiale didattico preparato dal docente.



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