FÍSICA DE DISPOSITIUS ELECTRÒNICS I OPTOELECTRÒNICS

Tipus d'assignatura: optativa

Crèdits: 9 (teòrics: 4,5; pràctics: 4,5)

Departament responsable: Electrònica

Semestre: 8è

OBJECTIUS DOCENTS

Dotar l'alumne dels fonaments bàsics del comportament físic dels dispositius, estudiar-ne les característiques elèctriques i òptiques, i modelitzar-les.

CONTINGUTS

1. INTRODUCCIÓ

Emissió fotoelèctrica. Funció treball i afinitat. Homojuncions. Heterojuncions. Fenòmens quàntics en estructures semiconductores.

2. FENÒMENS DE CONTACTE

Contactes metall-semiconductor: processos físics en barreres òhmiques i Schottky. Dispositius basats en contactes metall-semiconductor.

3. DISPOSITIUS BIPOLARS

Junció pn en règim estàtic i dinàmic. Model de control de càrrega. Característiques del transistor bipolar. Models quasiestàtics: Gummel-Poon i Ebbers-Moll. Models de petita senyal. Mètodes computacionals de simulació dels models físics.

4. DISPOSITIUS UNIPOLARS

Transistors d'efecte de camp. Estructura metall-aïllant-semiconductor. Característiques de la capacitat MOS. Característiques del transistor MOSFET. Aproximació del canal gradual. Model de control de càrrega. Efectes no ideals. Comportament dinàmic. Mètodes de simulació.

5. OPTOELECTRÒNICA

Dispositius fotoconductors. Dispositius fotovoltaics: cèl·lules solars. Dispositius fotodetectors. Dispositius electroluminescents. Díodes emissors de llum (LED). Làsers semiconductors.

PRÀCTIQUES

1. Introducció a la simulació i modelització de dispositius. Simulació d'una junció pn.

2. Estudi de la influència de la temperatura sobre les característiques I(V) d'un díode pn i Schottky.

3. Mesura del temps de commutació en dispositius bipolars.

4. Deducció dels paràmetres equivalents del díode en el model de petita senyal.

5. Característiques d'emissió de díodes LED.

6. Simulació d'un transistor bipolar.

7. Característiques I(V) del transistor bipolar. Mesura del guany. Contribucions de segon ordre.

8. Característiques I(V) d'un transistor MOSFET. Contribucions de segon ordre.

9. Disseny i simulació d'una cèl·lula solar i d'un fotodíode.

10. Caracterització espectral de díodes LED i làser.

11. Anàlisi de CCD. Determinació del temps de transferència.

12. Anàlisi d'un sistema de comunicació amb fibra òptica.

BIBLIOGRAFIA RECOMANADA

1. SZE, S. M. Physics of semiconductor devices. 2a ed. Nova York: John Wiley & Sons, 1981.

2. ANTOGNETTI, P.; MASSOBRIO, G. Semiconductor device modelling with PSPICE. Nova York: McGraw-Hill, 1988.

3. YANG, E. S. Microelectronic devices. Nova York: McGraw-Hill, 1988.

4. PULFREY, D. L.; TARR, N. G. Introduction to microelectronic devices. Nova York: Prentice Hall, 1989.

5. WOOD, D. Optoelectronic semiconductor devices. Nova York: Prentice Hall, 1994.

6. PIERRET, R. F. Semiconductor device fundamentals. Reading (Massachusetts): Addison-Wesley Publishing Company, 1996.

CRITERIS I FORMA D'AVALUACIÓ

Es farà un examen final amb preguntes teòriques i problemes sobre tota l'assignatura. Serà imprescindible haver entregat tots els informes de pràctiques per tenir una valoració positiva de l'assignatura.