ELECTRÒNICA FÍSICA

Temari

1. Fisica de semiconductors

1.1. Bandes d'energia. Portadors de càrrega: electrons i forats. Semiconductors directes i indirectes. Massa efectiva dels portadors.

1.2. Concentració d'electrons i forats. Densitat d'estats efectiva. Nivell de Fermi.

1.3. Semiconductors intrínsecs i extrínsecs. Impureses acceptores i donadores. Equació de neutralitat elèctrica. Estadística d'ocupació.

1.4. Mecanismes de transport de càrrega. Corrent d'arrossegament. Mobilitat de portadors. Corrent de difusió. Relacions d'Einstein.

1.5. Generació i recombinació de portadors. Temps de vida. Quasi-nivells de Fermi.

1.6. Equació de continuïtat. Injecció de portadors. Longitud de difusió.

2. Diode d'unio PN

2.1. L'unio pn abrupte. Balanç electrostatic. Zona de càrrega d'espai. Tensió de construcció.

2.2. L'unio PN polaritzada. Característica corrent-tensió del diode ideal.

2-3. Característiques del diode real. Generació i recombinacióa la zona de càrrega d'espai. Ruptura. Diode zener.

2.4. Resistència dinàmica del diode. Model de senyal petit.

2.5. Unions metall-semiconductor. Contacte òhmic i diode Schottky.

2.6. Introducció als dispositius optoelectrònics devices: LED, làser diode, fotodiode i cel·les solars.

3. Transistor d'efecte de camp

3.1. Classificació dels transistors d'efecte de camp. El transistor MOSFET.

3.2. Anàlisi electrostàtic de l'estructura MOS. Tensió de flat-band i tensió llindar. Capacitat MOS.

3.3. Característiques estàtiques del transistor MOSFET.

3.4. Modes de funcionament: tall, lineal i saturació.

3.5. Efecte substrat. Característiques sub-llindar.

3.6. Circuits equivalents. Limitacions en freqüència.

3.7. Escalat del MOSFET i efectes d'electrons calents.

3.8. Efectes de canal curt.

3.9. Exemple d'aplicació digital. Inversor lògic CMOS.

4. Transistor bipolar d'unió.

4.1. Estructura del dispositiu. Descripció conceptual de l'efecte transistor.

4.2. Característiques estàtiques del transistor bipolar. El model d'Ebers-Moll. Modes de funcionament: tall, saturació, actiu directe i actiu invers.

4.3. Paràmetres característics en mode actiu directe: eficiència d'injecció de l'emissor, factor de transport a la base. Guany de corrent.

4.4. Efectes no ideals: modulació de l'amplada de la base, alta injecció, tensió de ruptura.

4.5. Circuit equivalent de petita senyal. Model híbrid en pi.

4.6. Exemple d'aplicació analògica. Circuit amplificador de senyal amb transistor bipolar.