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l.- DATOS DE LA ASIGNATURA
Nombre de la asignatura : Fisica de Semiconductores
Carrera : Ingeniería Electrónica
Clave de la asignatura :ECM-9323
Horas teoría-Horas práctica-Créditos : 3-2-8
2.
UBICACION
D
a)
RELACION
ASIGNATURAS
CON
I
OTRAS
E
L
A
A S I G N A T U R A
DEL
PLAN
DE
ESTUDIO
1
A N T E R I O R E S
ASIGNATURAS
TEMAS
b)
APORTACION
ELECTRONICA 1
l
ELECTRONICA
- Circuitos con diodos.
- El transistor BJT.
- El FET
INDUSTRIAL
01'TOELECTRONICA
-
Tristores.
Dispositivos
-
Dispositivos
trónicos
de
-Ecuaciones
IV
DE
LA
ASIGNATURA
AL
diferenciales
PERFIL
DEL
EGRESADO
Proporciona los conocimientos y conceptos físicos en que se
de los cuales se fabrican los dispositivos electrónicos.
65
basa
su
función,
los
Disparc
optoetec
-Campo
Eléctrico.
-Fuerza
Eléctrica.
-Flujo.
-Densidad de carga.
-Potencial.
Física II
Matemáticas
ASIGNATURAS
-Teoría atómica de Bohr.
-Espectros,
series espectrales.
-Principio de Dualidad
Onda-Partícula.
-Ecuación de onda de
Schroedinger.
-Enlace
covalente.
-Enlace Iónico.
-Enlace
metálico.
QUIMICA
1
P O S T E R I O R E S
l-
semiconductores
-
3.
Conocer Los principios
semiconductores.
4.
D E L
GENERALCES)
OBJETIVO(S)
físicos
de
funcionamiento
C U R S O
de
Los
dispositivos
TEMARIO
SUBTEHAS
T E N A S
NUMERO
I .l
1.2
1.3
1.4
1.5
1
Materiales
II
Nivel de Fermi-Diva1
difusión de cargas.
III
Unión
Diodo
IV
Dispositivos
V
Dispositivos
Amplificadores
BJT
VI
Dispositivos
amplificadores
FET
5.
semiconductores.
P-N
en estado
de
APRENDIZAJES
de
conductividad y
Crecimiento de cristales.
Redes cristalinas.
Bandas de energía.
Materiales intrínsecos.
Materiales extrínsecos.
!.l Nivel de Fermi-Diva1
en materiales intrínsecos.
!.2 Nivel de Fermi-Diva1 en materiales extrinsecos.
!.3
Conductividad, mobilidad.
Z-4 Proceso de difusión.
E.5 Ecuaciones de continuidad.
3.1 Técnicas de fabricación de diodos.
3.2 Diodo en estado de equilibrio.
3.3 Polarización directa.
3.4 Polarización inversa.
3.5 Carga almacenada y capacitancia en la unión.
equilibrio.
4.1 Diodo Zener.
4.2 Diodo tunel.
4.3 Diodo veractor.
4.4 Diodo rectificador.
unión.
5.1 Funcionamiento de un transistor PNP y NPN.
5.2 Polarización de Los transistores BJT.
5.3 Transistor como amplificador.
5.4
Aplicaciones.
MOSFET
6.1 Funcionamiento de FET y MOSFET.
6.2 Efectos de capacitancia y agotamiento.
6.3 Transistor efecto de campo (aplicaciones).
R E Q U E R I D O S
QUIMICA
- Teoría atómica de Bohr.
- Espectro, series espectrales.
Principio
Dualidad,
Ondas-Partícula.
- Ecuación de Shroedinger.
- Enlaces: Covalente, Iónico, Metálico.
ELECTRICIDAD
-
Campo
energía
eléctrico,
eLéctrica.
fuerza
eléctrica,
Flujo
descarga,
^-.1
66
Densidad
de
carga,
Potencial
eléctrico,
6.
SUGERENCIAS
DIDACTICAS
- Realizar investigación documental
de Los diversos tipos de semiconductores
asf como de sus técnicas de fabricación.
- Realizar investigación docnental
-
Realizar
investigación
y experimental de Los temas de esta materia.
analftica
- Obtener soluciones analfticas
y
experimental
de
circuitos
con
transistores.
y experimentales de problemas específicos.
- Consulta de revistas, videos y textos relacionados con la materia.
- Resolver problemas mediante programas de computadora.
- Reaiizar
7.
prácticas relacionadas con los temas del curso.
S U G E R E N C I A S
-
Evaluar
tos
D E
informes
EVALUACION
de
las
investigaciones
realizadas.
- Evaluar los problemas asignados y su discusión en clase.
-
Evaluación
-
Evaluación
de
de
las
La
prácticas
realizadas.
participación
en
clase.
- Evaluación de los problemas resueltos con apoyo de la computadora.
Nota: Los puntos 6 y 7 deberán ser desarrollados y/o enriquecidos en las academias correspondientes
en conjunto con el departamento de desarrollo académico.
8.
U N I D A D E S
NUMERO DE UNIDAD:
D E
A P R E N D I Z A J E
1
NOMBRE DE LA UNIDAD: MATERIALES SEMICONDUCTORES.
OBJETIVO
EDUCACIONAL
Enseñar todas las técnicas
actuales para crecer cristales
semiconductores.
Así como aprender los mode
los matemáticos para de sarrollar ecuaciones relacionadas a La física de se
miconductores.
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
1.1 Revisión de la tabla periódica de los elementos quimicos
principalmente en las columnas II-IV.
1.2 Recordar la teoría atómica de Bohr.
1.3 Basándose en la teoría de Bohr, explicar los diagramas de
bandas o niveles.
1.4 Explicar los tipos de semiconductores tipo N y tipo P.
67
BIBLIOGRAFIP
NUMERO DE UNIDAD: II
NOMBRE DE LA UNIDAD: NIVEL DE FERMI-DIVAL CONDUCTIVIDAD Y DIFUSION DE CARGAS.
OBJETIVO
EDUCACIONAL
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
Con el nivel de Fermi-Di - 2.1 Se enseñará las ecuaciones para encontrar en materiales
val se puede encontrar intrínsecos y extrinsecos.
por métodos estadísticos - 2.2 Se demostrará y deducirán las ecuaciones de densidad de
el núnero de estados de -de corriente, conductividad y movilidad.
energia disponible en la banda diferencial E + dE.
2.3 Se explicará el principio de difución de cargas y se
deducirán sus ecuaciones.
Se aprender8 que en los se
miconductores la conduc -ción eléctrica es la conse
cuencia de dos procesos distintos:
- Por desplazamiento de cargas por efectos de campo eléctrico.
- Por difusión de cargas
por gradiante de temperatura.
NUMERO DE UNIDAD:
BIBLIOGRAFIA
I
1
2
3
III
NOMBRE DE LA UNIDAD: UNION P-N DIODO EN ESTADO DE EQUILIBRIO
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
OBJETIVO
EDUCACIONAL
BIBLIOGRAFIA
I
Aplicados los conocimien- 3.1 Explicar otras técnicas de fabricación de dispositivos de
unión.
tos anteriores, se podrá
explicar las técnicas de 3.2 Con las ecuaciones de difución se desarrollarán módulos
de fabricación de Diodos
matemáticos para deducir la ecuación del diodo normal y
de Silicio, Diodos
Zener,
su curva característica.
Diodos Túnel y Fotodiodos
3.3 Se deduciran ecuaciones para calcular la capacitancia en
Se deducirán las ecuaciola unión P-N.
nes para estos dispositivos, cuando funcionan sin
polarización y con polarización,directa
e
inversa.
NUMERO DE UNIDAD:
IV
NOMBRE DE LA UNIDAD: DISPOSITIVOS DE UNION
OBJETIVO
EDUCACIONAL
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
Conocer el funcionamiento L.l Entender el funcionamiento directo de un Diodo, asi como su
de un Diodo Normal bajo
Barrera de Potencial, campo Eléctrico y carga almacenada en
polarización
directa.
la Unión.
Conocer el funcionamiento 4.2 Entender el efecto de capacitancia interna, ancho de región
de un Diodo Zener,y enten
de transición y sus efectos de disparo.
der el efecto Zener asf
como su comportamiento.
6.3 Conocer el efecto de un Diodo cuando se aplican ondas
Conocer el funcionamiento
Senoidales, Voltaje de pico directo e inverso, asf como
de un Diodo Rectificador,
su funcionamiento bajo excitación Senoidal.
sus aplicaciones y sus
ventajas.
68
BIBLIOGRAFIA
NUMERO DE UNIDAD:
V
NOMBRE DE LA UNIDAD: DISPOS TIVOS AMPLIFICADORES BJT
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
OBJETIVO
EDUCACIONAL
BIBLIOGRAFIA
Enseñar las técnicas ac- 5.1 Prolongando el funcionamiento del Diodo en polarización
tuales para fabricar inversa para entender el funcionamiento de los
transistores bipolares de
transistores.
Juntura.
Mostrar su funcionamiento 5.2 Desarrollar teóricamente métodos para encontrar los factores
teórico y práctico así de amplificación a y 6
como sus curvas caracteristicas.
5.3 Explicar los efectos que produce los transistores cuando se confi
Mostrar por medio de ejem
guran en:
plos su funcionamiento
- Base- Común.
- Emisor-Común.
como inversor y amplificador .
- Colector-Común.
1
2
3
.
NUMERO DE UNIDAD: VI
NOMBRE DE LA UNIDAD: DISPOSITIVOS AMPLIFICADORES FET Y MOSFET.
OBJETIVO
EDUCACIONAL
Aprender las técnicas para
fabricar
transistores
de efecto de campo y Hosfet.
Aprender el funcionamiento de estos transistores
así como entender los parámetros de Drenado, Agotamiento y Zona de Enri-quecimiento.
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
BIBLIOGRAFI.
6.1 Explicar el funcionamiento de transistores FET y MOSFET
y C-MOS.
6.2 Explicar las caracterfsticas
y construcción.
6.3 Explicar al alunno las aplicaciones prácticas así como sus
ventajas y desventajas.
6.4
Explicar los diferentes parámetros de estos
basados en la hoja de datos del fabricante.
69
transistores
9.
BIBLIOGRAFIA
l.-
Revista, Ciencia y
Septiembre de 1986.
2.-
Electrónica
Fundamentos.y
Ryder.
la.
Edición.
Desarrollo.
Aplicaciones por John
3.-
Libro de texto
Solid State
Electronics Divices
Ben G. Streetman
Editorial Prentice Hall
4.-
Principios de Electrónica.
Albert Paul Malvino
3ra Edición.
Mc Graw Hill.
5.-
Electrónica Teoría de
Boylestar NASHEISkY
Ultima Edición.
Prentice Hall.
Circuitos
Electrónica
Circuitos
6.-
Teoría
de
Boylestad Nashelsky.
Ultima Edición.
Prentice Hall.
7.-
Electrónicos.
e Integrados.
Por Schilling and Belove.
Mac Graw Hill.
8.-
Principios de
Por Malvino
Circuitos
Discretos
Mc Graw Hill.
70
Electrónica.
.