Principo di funzionamento dei dispositivi per la microelettronica
Il transistore Bipolare - BJT
Il transistore MOS, scaling e dispositivi nanometrici
Transistor ad Elevata Mobilità (HEMT)
Transistor Bipolari ad Eterogiunzione (HBT)
Il trasporto elettronico nei dispositivi elettronici
Il rumore nei dispositivi elettronici
Applicazioni per la microelettronica
Elementi di dispositivi nanoelettronici
G. Ghione, Dispositivi per la Microelettronica, McGrawHill 1998
Y. Taur,T Ning, Fundamentals of Modern VLSI Devices, SECOND EDITION,
Cambridge University Press
Obiettivi Formativi
Conoscenza approfondita dei principi di funzionamento dei moderni dispositivi a semiconduttore per la micro e nanoelettronica elettronia.
Conoscenza della della descrizione comportamentale
dei sdispositivi a semiconduttore e circuitale.
Conoscenza dei fenomeni di ordine superiore coinvolti nel trasporto elettronico.
Conoscenza delle non-idealità di comportamento nei dispositivi a semiconduttore per la micro e nanoelettronica.
Conoscenza delle tecnolologie emergenti dei dispositivi per micro e nanoelettronica.
Prerequisiti
Aver acquisito gli elementi fondamentali dell'elettronica generale e della fisica dello stato solido
Metodi Didattici
Lezioni frontali eriguardanti le tematiche del corse ed esercitazioni numeriche. Dimostrazioni pratiche in laboratorio
Altre Informazioni
In caso di impossibilità nella frequentazione del laboratorio, questa parte verrà sostituita con attività CAD volta alla dimostrazione di funzioni circuitali con diverse tecnologie di dispositivi.
Modalità di verifica apprendimento
Saper descrivere i principi di funzionamento dei moderni dispositivi a semiconduttore per la micro e nanoelettronica elettronia.
Saper applicare i modelli comportamentale
dei dispositivi a semiconduttore a ciruiti elettronci.
Saper distingure e descrivere i fenomeni di ordine superiore coinvolti nel trasporto elettronico.
Saper descrivere le non-idealità di comportamento nei dispositivi a semiconduttore per la micro e nanoelettronica.
Saper applicare le tecnolologie emergenti dei dispositivi per micro e nanoelettronica.
Programma del corso
1. Elementi di teoria dei dispositivi elettronici
1.1. Elettrostatica delle Giunzioni Semiconduttore-Semiconduttore e
Metallo-Semiconduttore
1.2. Teoria della giunzione P-N e della giunzione Me-S
1.3. Proprietà elettroniche delle eterostrutture a semiconduttore e semiconduttori compositi
1.4. Eterostruttore adattate e pseudomorfiche
1.5. Livelli energetici nelle Quantum Well
1.6. Confinamento in Triangular Quantum Well
2. Il transistore Bipolare - BJT
2.1. richiami sul principio di funzionamento
2.2. calcolo della corrente di trasporto, mendiante modelli di Ebers-Moll e di ordine superiore
2.3. caratteristice statiche e funzionamneto dinamico in commutazione
3. Il transistore MOS
3.1. struttura a bande e principio di funzionamento
3.2. inversione del canale e calcolo della tensione di soglia
3.3. circuito equivalente
3.4 Scaling del Mosfet
3.5 Fenomeni di ordine superiore per MOSFET a canale corto
4. Il rumore nei dispositivi elettronici
4.1. meccanismi alla base del rumore nei dispositivi elettronici
4.2. jitter di fase
5. Transistor ad Elevata Mobilità (HEMT)
5.1. Principio di funzionamento: analisi fisica
5.2. transistori AlGaAs\GaAs, AlGaAs\InGaAs\GaAs, InAlAs\InGaAs\InP
5.3. Circuito equivalente
5.4. Efficienza di modulazione
5.5. Criteri di progetto per un HEMT
5.6. Modelli numerici del trasporto elettronico ed il controllo di un 2DEG
6. Transistor Bipolari ad Eterogiunzione (HBT)
6.1. Principio di funzionamento e caratteristiche
6.2. strutture Si\SiGe, AlGaAs\GaAs
6.3. Modello di Ebers-Moll e Gummel-Poon
7. Elementi di dispositivi per la nanoelettronica
7.1. Tunneling risonante in super-reticoli, inter- e intra-banda
7.2. confinamento elettronico in strutture 1D e 0D; FET a singolo elettrone
7.3. Elementi di elettronica molecolare: OLED TF-MOS e celle solari organiche
7.4 Introduzione ai dispositivi per l'implementazione di quantum-bit nel quantum computing
8. Utilizzo del CAD per l'analisi di circuiti applicativi di moderni dispositivi elettronici
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Questo insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile