La conduzione nei semiconduttori Politecnico di Torino 1

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Evangelina Salvi
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1 La conduzione nei semiconduttori 2006 Politecnico di Torino 1

2 La conduzione nei semiconduttori Concentrazioni di carica libera all equilibrio Correnti nei semiconduttori Modello matematico Politecnico di Torino 2

3 Obiettivi e organizzazione del modulo Materiale didattico e prerequisiti Classificazione dei materiali e conducibilità La struttura cristallina Teoria delle bande di energia permesse Semiconduttori intrinseci e drogati 5 Obiettivi del modulo Politecnico di Torino 3

4 Obiettivi del modulo 7 Obiettivi del modulo Politecnico di Torino 4

5 Organizzazione di ogni Unità 9 Organizzazione del modulo Politecnico di Torino 5

6 Organizzazione del modulo 11 Organizzazione del modulo Politecnico di Torino 6

7 Organizzazione del modulo 13 Organizzazione del modulo Politecnico di Torino 7

8 Obiettivi e organizzazione del modulo Materiale didattico e prerequisiti Classificazione dei materiali e conducibilità La struttura cristallina Teoria delle bande di energia permesse Semiconduttori intrinseci e drogati Politecnico di Torino 8

9 Materiale didattico Dispositivi per la microelettronica di Giovanni Ghione McGraw-Hill, 1998 Dispositivi a semiconduttore di Simon Sze BSH Hoepli, Materiale didattico Microelettronica, II ed., vol. 1 di Richard C. Jaeger e Travis N. Blalock McGraw-Hill, 2005 Altri testi: Dispositivi e tecnologie elettroniche di F. Bonani, S. Donati, G. Masera, G. Piccinini CLUT, Torino, Politecnico di Torino 9

10 Prerequisiti generali del modulo Circuiti elettronici analisi in continua dei circuiti lineari analisi di piccolo segnale Fisica elettrostatica elementi di struttura della materia Informatica algebra di Boole elementi di aritmetica binaria porte logiche e funzioni logiche elementari 19 Obiettivi dell Unità Comprensione delle proprietà elettriche dei materiali Valutazione della concentrazione dei portatori liberi Meccanismi di conduzione e valutazione delle correnti Sviluppo e applicazione del modello matematico dei semiconduttori Politecnico di Torino 10

11 Prerequisiti per l Unità Caratteristiche dei materiali conduttori e isolanti La conducibilità elettrica Legge di Ohm Calcolo integrale e differenziale Equazioni differenziali 21 Obiettivi della lezione Proprietà fondamentali dei materiali semiconduttori Modelli di descrizione del comportamento dei semiconduttori Calcolo della concentrazione dei portatori liberi nei semiconduttori intrinseci Politecnico di Torino 11

12 Riferimenti bibliografici per la lezione Dispositivi per la microelettronica di Giovanni Ghione McGraw-Hill, 1998 capitolo 2 e Politecnico di Torino 12

13 Obiettivi e organizzazione del modulo Materiale didattico e prerequisiti Classificazione dei materiali e conducibilità La struttura cristallina Teoria delle bande di energia permesse Semiconduttori intrinseci e drogati 25 Classificazione Politecnico di Torino 13

14 Classificazione 27 Esempi di materiali Politecnico di Torino 14

15 Modello semiclassico 29 Modello semiclassico Politecnico di Torino 15

16 Modello semiclassico Politecnico di Torino 16

17 Obiettivi e organizzazione del modulo Materiale didattico e prerequisiti Classificazione dei materiali e conducibilità La struttura cristallina Teoria delle bande di energia permesse Semiconduttori intrinseci e drogati 33 Modello semiclassico Politecnico di Torino 17

18 Struttura cristallina 35 Struttura cristallina Politecnico di Torino 18

19 Struttura cristallina Politecnico di Torino 19

20 Obiettivi e organizzazione del modulo Materiale didattico e prerequisiti Classificazione dei materiali e conducibilità La struttura cristallina Teoria delle bande di energia permesse Semiconduttori intrinseci e drogati 39 I semiconduttori Politecnico di Torino 20

21 Modello di Shockley 41 Modello di Shockley Politecnico di Torino 21

22 Lacune 43 Struttura a bande Politecnico di Torino 22

23 Obiettivi e organizzazione del modulo Materiale didattico e prerequisiti Classificazione dei materiali e conducibilità La struttura cristallina Teoria delle bande di energia permesse Semiconduttori intrinseci e drogati Politecnico di Torino 23

24 Generazione e ricombinazione 47 Generazione e ricombinazione Politecnico di Torino 24

25 Generazione e ricombinazione 49 Concentrazione intrinseca Politecnico di Torino 25

26 Dipendenza dalla temperatura 51 Semiconduttore drogato Politecnico di Torino 26

27 Semiconduttore tipo n 53 Semiconduttore tipo p Politecnico di Torino 27

28 Atomi droganti 55 Sommario della lezione Obiettivi e organizzazione del modulo Materiale didattico e prerequisiti Classificazione dei materiali e conducibilità La struttura cristallina Teoria delle bande di energia permesse Semiconduttori intrinseci e drogati Politecnico di Torino 28

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