L'insegnamento e' obbligatorio per gli studenti dei Corsi di Laurea in Ingegneria Elettronica e in Ingegneria Fisica e costituisce il primo elemento della catena che a partire dalle conoscenze di fisica dello stato solido, condurra' lo studente a comprendere strutture circuitali complesse in ambito analogico e digitale.
In particolare le competenze acquisite nell'insegnamento di Dispositivi Elettronici saranno direttamente applicate sia a livello teorico sia sperimentale nel corso di Circuiti Elettronici.

-Conoscenza dettagliata delle principali equazioni utilizzate per decrivere il comportamento dei materiali semiconduttori all'equilibrio e fuori equilibrio.
-Capacita' nell'applicare le opportune semplificazioni e approssimazioni alle equazioni dei semiconduttori nei casi di maggior interesse pratico.
-Capacita' di definire il diagramma a bande di una struttura a semiconduttore e di derivarne in modo qualitativo il comportamento elettrico sia all'equilibrio che fuori equilibrio.
-Capacita' di prevedere la distribuzione di carica nella giunzione p-n in presenza di profili di drogaggio sia uniformi sia variabili.
-Capacita' di correlare il comportamento fuori equilibrio di un diodo a giunzione con i principali meccasmi di trasporto di carica nella giunzione: polarizzazione diretta, inversa e rottura.
-Capacita' di costruire i modelli di ampio e piccolo segnale di un diodo a giunzione e di correlarli con il comportamento sperimentale
-Conoscenza dei principi di funzionamento dei transistori bipolari BJT e delle equazioni che ne determinano il comportamento statico e capacita' di correlarle con le caratteristiche statiche.
-Capacita' di costruire i modelli di ampio e piccolo segnale di un BJT e di correlarli con il comportamento sperimentale.
-Conoscenza dei principi di funzionamento dei transistori ad effetto di campo FET.
-Conoscenza dettagliata dei sistemi MOS in termini di distribuzione di carica nelle diverse regioni di funzionamento:
svuotamento, debole e forte inversione e accumulo
-Conoscenza del comportamento statico di MOSFET a canale lungo e dei principali effetti che si presentano con lunghezze di canale ridotte.
-Capacita' di costruire i modelli di ampio e piccolo segnale di un MOSFET e di correlarli con il comportamento sperimentale.
-Conoscenza dei dispositivi a gate flottante utilizzati nelle memorie non volatili.
-Capacita' di utilizzare i modelli SPICE dei principali dispositivi a semiconduttore

Buona conoscenza dei concetti di base della fisica dello stato solido: descrizione a bande di energia e distribuzione dei portatori di carica. Conoscenza approfondita delle principali grandezze che descrivono i materiali di interesse elettronico quali conducibilita', costante dielettrica e loro dipendenza dalle condizioni di utilizzo: temperatura , frequenza. Conoscenza dei fondamenti dell'elettrotecnica per la comprenzione dei modelli elettrici equivalenti utilizzati per la descrizione dei dispositivi a semiconduttore.

Argomenti trattati nelle lezioni:
-Diagrammi a bande semiconduttori drogati e calcolo delle concentrazioni dei portatori
-Equazioni di Schockley
-Fenomeni di conduzione nei semiconduttori: trascinamento e diffusione
-Modello matematico dei semiconduttori
-Applicazione del modello matematico ad alcuni casi significativi di semiconduttori fuori equilibrio
-Giunzione p-n all'equilibrio: diagramma a bande e studio elettrostatico
-Effetto della tensione applicata sulla giunzione p-n: variazione della carica di svuotamento e capacita' di svuotamento
-Metodo di misura del potenzionale di contatto nelle giunzioni basato su 1/C^2
-Quasi livelli di Fermi e legge della giunzione
-Correnti nella giunzione e valutazione del modello statico
-Distribuzione delle correnti in polarizzazione diretta e inversa
-Effetto delle resistenze serie sulle caratteristiche statiche
-Concetto di tensione di accensione del diodo
-Meccanismi di rottura elettrica della giunzione
-Modello a controllo di carica e capacita' di diffusione
-Derivazione del modello di ampio segnale e di piccolo segnale del diodo a giunzione
-Modelli SPICE del diodo a giunzione
-Meccanismi di funzionamento del transistore bipolare BJT
-Correnti e parametri caratteristici del BJT in regione attiva diretta
-Calcolo delle concentrazioni dei portatori nelle regioni di emettitore base e collettore
-Derivazioe delle equazioni di Ebers Moll e modello statico
-BJT nelle regioni attiva inversa, saturazioned interdizione
-Caratteristiche statiche e modello di piccolo segnale del BJT
-Modelli SPICE del BJT
-Sistemi MOS: diagramma a bande all'equilibrio e valutazione degli effetti della tensione applicata
-Fenomeno dell'inversione di popolazione
-Derivazione della carica totale nel semiconduttore al variare delle tensione applicata
-Sistemi MOS in forte inversione e calcolo della tensione di soglia
-Sistemi CMOS: il transistore MOSFET a canale n e a canale p
-Analisi a canale graduale del MOSFET
-Modello statico del MOSFET a canale lungo in regione quadratica e di saturazione
-Effetto di substrato
-Modello di ampio e piccolo segnale del MOSFET
-Effetti di canale corto nei MOSFET
-Modelli SPICE del MOSFET
-Dispositivi a gate flottante e loro applicazioni nelle meorie non volatili.

Le esercitazioni in aula permetteranno agli studenti di applicare in modo quantitativo le equazioni ricavate a lezione su strutture a semiconduttore che abbiano una forte correlazione con dispositivi reali. I risultati ottenuti saranno messi a confronto con
-le caratteristiche di componenti commerciali
-con i risultati ottenuti tramite l'uso del simulatore SPICE

I testi, scelti tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione dal docente titolare dell'insegnamento'

Le lezioni e le esercitazioni faranno ricorso alla lavagna connessa al sistema di videoproiezione in modo che tutto il materiale prodotto in aula verra trasformato in file .pdf e messo sul portale della didattica.
I libri di testo consigliati sono:
S. M. Sze, Dispositivi a semiconduttore, Hoepli, 1991
G.Masera, C.Naldi, G.Piccinini, Introduzione all'analisi dei dispositivi a semiconduttore, Ed. Hoepli, 1995.
F. Bonani, G.Masera, S. Donati Guerrieri e G. Piccinini Dispositivi e Tecnologie elettroniche CLUT 2007.
G.Ghione Dispositivi per la Microelettronica McGraw-Hill 1998

L'esame avviene con una prova scritta e una prova orale obbligatoria alla quale si accede con voto dello scritto >=18/30.
-Prova scritta (peso 0.5) e' costituita da due esercizi uno piu' orientato all'applicazione quantitativa delle equazioni studiate e fornite allo studente tramite un 'formulario', il secondo piu' orientato a mettere in luce le capacita' di analisi acquisite dallo studente.
-Prova orale (peso 0.5) sull'intero programma programma svolto a lezione e esercitazione.