OBIETTIVI DEL CORSO
Il corso, che si suddivide nei due moduli di Fondamenti di Dispositivi Elettronici e di Dispositivi Elettronici Avanzati, è fondamentale per l’analisi ed il progetto dei circuiti elettronici.
Lo scopo del primo modulo (Fondamenti di Dispositivi Elettronici) è lo studio dei meccanismi di funzionamento dei dispositivi elettronici di base con particolare attenzione allo sviluppo dei loro modelli matematici e circuitali, necessari per l’analisi ed il progetto dei dispositivi stessi, e all’esame delle tecnologie realizzative. Sono inoltre forniti gli elementi introduttivi all’uso del simulatore circuitale PSPICE per l’analisi ed il progetto automatico dei circuiti integrati in silicio ed in arseniuro di gallio.
L’obiettivo fondamentale del secondo modulo (Dispositivi Elettronici Avanzati) è lo studio, il progetto e la caratterizzazione dei dispositivi elettronici più moderni e maggiormente promettenti per il futuro quali quelli, ad esempio, ad eterogiunzione, utilizzati nei moderni sistemi elettronici per le telecomunicazioni ad alta frequenza, dei dispositivi impiegati per la realizzazione di memorie e dei moderni dispositivi nanometrici, quantistici e su nanotubi di carbonio. Di ogni dispositivo esaminato vengono sviluppati adeguati modelli fisici e matematici allo scopo di determinare i modelli circuitali, comprensivi del rumore, più idonei a simularne il comportamento secondo il tipo d'applicazione.
Tale impostazione rende il corso particolarmente orientato alla progettazione dei dispositivi stessi e dei sistemi elettronici che ne implicano l’utilizzo.
Il corso, che si suddivide nei due moduli di Fondamenti di Dispositivi Elettronici e di Dispositivi Elettronici Avanzati, è fondamentale per l’analisi ed il progetto dei circuiti elettronici.
Lo scopo del primo modulo (Fondamenti di Dispositivi Elettronici) è lo studio dei meccanismi di funzionamento dei dispositivi elettronici di base con particolare attenzione allo sviluppo dei loro modelli matematici e circuitali, necessari per l’analisi ed il progetto dei dispositivi stessi, e all’esame delle tecnologie realizzative. Sono inoltre forniti gli elementi introduttivi all’uso del simulatore circuitale PSPICE per l’analisi ed il progetto automatico dei circuiti integrati in silicio ed in arseniuro di gallio.
L’obiettivo fondamentale del secondo modulo (Dispositivi Elettronici Avanzati) è lo studio, il progetto e la caratterizzazione dei dispositivi elettronici più moderni e maggiormente promettenti per il futuro quali quelli, ad esempio, ad eterogiunzione, utilizzati nei moderni sistemi elettronici per le telecomunicazioni ad alta frequenza, dei dispositivi impiegati per la realizzazione di memorie e dei moderni dispositivi nanometrici, quantistici e su nanotubi di carbonio. Di ogni dispositivo esaminato vengono sviluppati adeguati modelli fisici e matematici allo scopo di determinare i modelli circuitali, comprensivi del rumore, più idonei a simularne il comportamento secondo il tipo d'applicazione.
Tale impostazione rende il corso particolarmente orientato alla progettazione dei dispositivi stessi e dei sistemi elettronici che ne implicano l’utilizzo.
PROGRAMMA
Il programma del corso può essere scaricato andando direttamente nella sezione Materiale Didattico. Si informano i gentili utenti che, per scaricare il materiale didattico, occorre registrarsi.
CONOSCENZE PRELIMINARI
Elementi di calcolo differenziale; Integrazione finita ed indefinita; Equazioni differenziali; Numeri complessi; Serie di Taylor; Energia potenziale; Legge di Ohm; Circuiti in corrente continua ed alternata; Leggi di Kirchoff; Equazione di Poisson; Teorema di Gauss; Teoria dei doppi bipoli.
ESERCITAZIONI
Vengono svolte numerose esercitazioni numeriche, che forniscono l’opportunità di applicare i concetti teorici e di dare esempi di progetto di dispositivi. Le esercitazioni sperimentali riguardano la simulazione tramite PSPICE dei dispositivi elettronici esaminati
MODALITA' DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME
L’esame consiste in una prima prova scritta, seguita da una prova orale. La prova scritta, la cui durata è congrua con la difficoltà della stessa, è articolata nelle seguenti tre parti:
1. risoluzione di un problema numerico di analisi o di progetto dei dispositivi esaminati durante lo svolgimento del corso;
2. sviluppo di un argomento teorico;
3. scrittura di un elementare file sorgente per il simulatore circuitale PSPICE, allo scopo di caratterizzare un dispositivo elementare.
La validità della prova è relativa all’appello mensile in cui si sostiene.
In itinere sono previste due prove scritte, alla fine del primo e secondo semestre rispettivamente. Il superamento di entrambe le prove consente di non sostenere la prova orale.
La prova orale consiste nella verifica dell’apprendimento dei contenuti di tutto il programma e nella discussione di alcuni progetti impieganti il simulatore PSPICE, assegnati durante lo svolgimento del corso.
Durante lo svolgimento della prova scritta, è ammesso l’uso del manuale (A. G. Perri: Dispositivi Elettronici. Manuale di progettazione con simulazioni PSPICE, Edizioni PROGEDIT, gennaio 2012).
TESTI CONSIGLIATI
A. G. PERRI: Fondamenti di Dispositivi Elettronici
Edizioni PROGEDIT, Bari, I Edizione, settembre 2010, ISBN 978-88-6194-080-2.
A. G. PERRI: Dispositivi Elettronici Avanzati
Edizioni PROGEDIT, Bari, I Edizione, gennaio 2011, ISBN 978-88-6194-080-3.
A. G. PERRI: Problemi di Analisi e Progetto dei Dispositivi a Semiconduttore
Edizioni PROGEDIT, Bari, I Edizione, settembre 2008, ISBN 978-88-6194-029-1.
A. G. PERRI: Fondamenti di Elettronica
Edizioni PROGEDIT, Bari, I Edizione, febbraio 2009, ISBN 978-88-6194-029-2.
A. G. PERRI: Dispositivi Elettronici. Manuale di progettazione con simulazioni PSPICE
Edizioni PROGEDIT, Bari, gennaio 2012, ISBN 978-88-6194-117-5.
A. G. PERRI: Introduzione ai dispositivi micro e nanoelettronici
A. G. PERRI: Introduzione ai dispositivi micro e nanoelettronici
Edizioni BIBLIOS, Bari, I Edizione, esaurito, settembre 2007, ISBN 978-88-6225-000-9.
TESTI DI CONSULTAZIONE
B. L. ANDERSON, R. ANDERSON: Fundamentals of Semiconductor Devices
Mc Graw Hill, 2005.
K.F. BRENNAN and A.S. BROWN: Theory of Modern Electronic Semiconductor Devices
John Wiley & Sons, Inc., USA, 2002, pp.1 - 448.
C.Y. CHANG and S.M. SZE: ULSI Devices
John Wiley & Sons, Inc., USA, 2000, pp.1 - 729.
KWOK K. NG: Complete Guide of Semiconductor Devices
John Wiley & Sons, Inc., USA, 2002, pp.1 - 740.