Download semiconductores y resistencia de materiales

UNIVERSIDAD NACIONAL DE ASUNCIÓN
FACULTAD POLITÉCNICA
INGENIERÍA EN ELECTRICIDAD
PLAN 2008
PROGRAMA DE ESTUDIOS
IDENTIFICACIÓN
I. -
1. Asignatura
2. Semestre
3. Horas semanales
Clases teóricas
Clases prácticas
4. Total real de horas disponibles
Clases teóricas
Clases prácticas
: Física V
: Cuarto
: 5 horas
: 3 horas
: 2 horas
: 80 horas
: 48 horas
: 32 horas
JUSTIFICACIÓN
II. -
Los semiconductores constituyen la base de la mayoría de los dispositivos electrónicos. El rápido desarrollo tecnológico hace posible
la aparición de mejores y nuevas variedades de materiales semiconductores, posibilitando la producción de elementos electrónicos
más complejos.
Solo mediante un estudio de la electrónica física, en especial de la ciencia del estado sólido, puede apreciarse la utilidad de un
dispositivo y comprender sus limitaciones. De esta manera es posible deducir y comprender sus características externas.
El propósito de este curso es presentar una imagen clara y coherente del comportamiento físico interno de los materiales
componentes de los dispositivos electrónicos.
III. 1.
2.
3.
OBJETIVOS
.Analizar las leyes y principios básicos del comportamiento eléctrico y mecánico de los semiconductores y metales.
Comprender el fenómeno de superconductividad de los materiales.
Aplicar las leyes y principios a situaciones concretas.
IV. 1.
V. -
PRE-REQUISITO
Física III
CONTENIDO
5.1. Unidades programáticas
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
El estado cristalino
Balística del electrón y sus aplicaciones
Niveles y bandas de energía
Conducción en los metales
Conducción en los semiconductores
Fenómenos fotoeléctricos
Superconductividad
5.2. Desarrollo de las unidades programáticas
1.
2.
3.
El estado cristalino
1.1. El estado cristalino de los sólidos
1.2. Celda unidad
1.3. Simetría en los cristales
1.4. Indices de Miller
1.5. Estructura de los cristales
1.6. Difracción de rayos X y de electrones
Balística del electrón y sus aplicaciones
2.1. Partículas cargadas.
2.2. Fuerza, campo y potencial eléctrico.
2.3. La unidad de energía eV.
2.4. Movimiento del electrón en un campo eléctrico (TRC).
2.5. Densidad de corriente y fuerza en un campo magnético.
2.6. Movimiento en un campo magnético(TRC).
2.7. Campos eléctricos y magnéticos paralelos y perpendiculares.
Teoría de bandas de energía de los sólidos
3.1. Naturaleza y niveles de energía del átomo.
3.2. Naturaleza del fotón de luz.
Aprobado por Resolución Nº 17/10/05-00
Acta Nº 998/08/05/2017 del Consejo Directivo de la FP-UNA
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Ingeniería en Electricidad - Plan 2008
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5.
6.
7.
3.3. Ionización y colisiones de electrones y de fotones con átomos.
3.4. Estados metaestables.
3.5. Propiedades de onda de la materia.
3.6. Estructura electrónica de los elementos.
3.7. Teoría de bandas de energía de los cristales.
3.8. Aislantes, semiconductores y metales.
Conducción en los metales
4.1. Teoría de los electrones libres, movilidad y conductividad.
4.2. Método de la energía para analizar el movimiento de una partícula.
4.3. El campo de energía potencial en un metal.
4.4. Electrones ligados y libres.
4.5. Distribución de energía de los electrones.
4.6. Densidad de estados.
4.7. Función de trabajo, emisión termoiónica y potencial de contacto.
4.8. Energía de los electrones emitidos.
4.9. Campos aceleradores.
Conducción en los semiconductores
5.1. Electrones y huecos en un semiconductor intrínseco.
5.2. Conductividad y concentraciones de portadores en un semiconductor intrínseco.
5.3. Impurezas donadoras y aceptadoras.
5.4. Densidades de carga en un semiconductor.
5.5. Nivel de Fermi en un semiconductores con impurezas.
5.6. Difusión y tiempo de vida media de los portadores.
5.7. Ecuación de continuidad.
Fenómenos fotoeléctricos
6.1. Fotoemisividad.
6.2. Teoría fotoeléctrica
6.2.1. Ecuación de Einstein.
6.2.2. Longitud de onda umbral.
6.2.3. Respuesta espectral.
6.3. Efecto fotovoltaico
6.3.1. Potencial fotovoltaico.
Superconductividad
7.1. Reseña histórica.
7.2. Algunas propiedades de los semiconductores.
7.2.1. Temperatura crítica.
7.2.2. Campo magnético crítico.
7.2.3. Corrientes persistentes.
7.2.4. Cuantización del flujo.
7.3. La teoría BCS.
7.4. Efecto Josephson.
VI. 1.
2.
3.
4.
2.
3.
MEDIOS AUXILIARES
Pizarra
Marcadores.
Borrador de pizarra.
Texto.
Bibliografía de apoyo.
Proyector de transparencias
Proyector de diapositivas
VIII. 1.
ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS
Presentación de objetivos.
Presentación de contenidos
Participación activa.
Estudio dirigido.
VII. 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Facultad Politécnica
EVALUACIÓN
Requisito para el examen final.
1.1. Dos pruebas parciales de cuyos puntajes saldrá el promedio que dará derecho a los exámenes finales.
Examen final.
2.1. El examen final será escrito y versará sobre la totalidad del contenido programático.
Calificación final.
3.1. La calificación final estará de acuerdo a la escala establecida por el Consejo Directivo de la Facultad.
Aprobado por Resolución Nº 17/10/05-00
Acta Nº 998/08/05/2017 del Consejo Directivo de la FP-UNA
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Ingeniería en Electricidad - Plan 2008
IX. 
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Facultad Politécnica
BIBLIOGRAFÍA
Brown, F. Física de los sólidos / F. Brown - España ; Editorial Reverté, 1970.
Millman, J. ; Halkias, C. Dispositivos y circuitos electrónicos / J. Millman; C. Halkias - España ; Ediciones Pirámide, 1982.
Serway, R. Física / R. Serway. -- Tomo II. -- México : McGraw-hill, 1997.
Aprobado por Resolución Nº 17/10/05-00
Acta Nº 998/08/05/2017 del Consejo Directivo de la FP-UNA
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