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Anno Accademico 2017/18
01NNLOQ
High speed electron devices
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica (Electronic Engineering) - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Bonani Fabrizio ORARIO RICEVIMENTO O2 ING-INF/01 45 15 0 0 10
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/01 6 F - Altre (art. 10, comma 1, lettera f) Abilità informatiche e telematiche
Presentazione
L'insegnamento, tenuto in lingua inglese, è obbligatorio in alternativa ad Optoelettronica per gli studenti del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica, ed ha l’obiettivo di completare la formazione di base dello studente nel settore dei dispositivi a semiconduttore, presentando i dispositivi avanzati dedicati alla elettronica veloce e alla optoelettronica. L’insegnamento affronta in particolare lo studio dei dispositivi elettronici a effetto di campo per applicazioni ad alta frequenza, quali il MESFET e i diversi dispositivi a semiconduttore basati sulle eterostrutture, quali gli HFET, gli HEMT e i transistori bipolari HBT. L'insegnamento comprende infine una introduzione all'optolettronica e ai dispositivi optoelettronici, quali i dispositivi per la rivelazione e la modulazione elettro-ottica, e una breve descrizione dei dispositivi a semiconduttore di potenza.
Le competenze acquisite nell’insegnamento di High Speed Electron Devices saranno applicate, a livello sia teorico sia sperimentale, in molti insegnamenti successivi di elettronica, principalmente analogica.
Risultati di apprendimento attesi
- Conoscenza delle problematiche relative ai dispositivi per l'elettronica delle alte frequenze e dell'optoelettronica
- Conoscenza delle soluzioni tecnologiche avanzate per la costruzione di dispositivi per applicazioni veloci e optoelettroniche
- Conoscenza del funzionamento dei dispositivi ad alta frequenza e relativi modelli descrittivi
- Conoscenza di base del funzionamento di alcuni dispositivi optoelettronici (fotodiodi e modulatori elettro-ottici)
- Conoscenza di base delle peculiarità dei principali dispositivi per l’elettronica di potenza
- Capacità di utilizzare modelli matematici su base fisica per la analisi e il progetto di dispositivi elettronici veloci (MESFET, HEMT, HBT)
- Capacità di utilizzare modelli circuitali equivalenti di ampio e di piccolo segnale per dispositivi elettronici veloci (MESFET, HEMT, HBT)
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
L’insegnamento presuppone una buona conoscenza dei concetti di base della fisica dello stato solido, e dei meccanismi descrittivi la conduzione elettrica nei materiali semiconduttori. Si assume anche una buona conoscenza del funzionamento dei dispositivi a semiconduttore più semplici (giunzione pn, transistore bipolare a omostruttura, MOSFET).
Programma
Argomenti trattati nelle lezioni:
-- Richiami di teoria dei semiconduttori (0.5 cr)
- La giunzione metallo-semiconduttore e il transistore MESFET (1.5 cr)
- Le eterostrutture: tecnologia e struttura a bande (0.5 cr)
- FET a eterostruttura: HFET, HEMT (1.5 cr)
- transistori bipolari ad eterostruttura HBT (1 cr)
- Dispositivi per l'optoelettronica e l’elettronica di potenza (1 cr)
Organizzazione dell'insegnamento
Il corso consiste di lezioni teoriche e di esercitazioni in aula.
Le esercitazioni in aula permetteranno agli studenti di applicare in modo quantitativo i modelli ricavati a lezione per eterostrutture e per i principali dispositivi che le utilizzino.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
Le lezioni e le esercitazioni faranno ricorso a slide, precedentemente rese disponibili allo studente, proiettate con il sistema di videoproiezione e appuntate in forma elettronica. Tutto il materiale prodotto in aula verrà trasformato in file pdf e reso disponibile sul portale della didattica.
I libri di testo consigliati sono:
G. Ghione Semiconductor Device for High-Speed Optoelectronics, Cambridge University Press (2009);
S.M. Sze, K.K. Ng, Physics of semiconductor devices, Wiley (2007);
G. Ghione Dispositivi per la Microelettronica, McGraw Hill (1998).
Criteri, regole e procedure per l'esame
L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel Programma dell’insegnamento e la capacità di applicare tali conoscenze alla soluzione di esercizi. L'esame consta di una prova scritta e di una prova orale facoltativa, alla quale lo studente può accedere se il voto dello scritto è maggiore o uguale a 18/30. Il voto finale viene determinato tenendo conto sia della prova scritta che della prova orale.

-Prova scritta (peso 0.85): è costituita da una domanda a risposta aperta, un esercizio numerico e un insieme di circa 5 domande a risposta chiusa. Le principali equazioni studiate sono rese disponibili allo studente tramite un 'formulario'’;

-Prova orale (peso 0.15): per accedere all’orale i candidati devono riportare una votazione dello scritto maggiore o uguale a 18/30. L’orale è rivolto ad accertare una adeguata conoscenza della teoria discussa nel corso e potrà includere la discussione dello scritto. Gli argomenti di teoria oggetto della prova orale sono elencati nel Programma dell’insegnamento.
Di norma la parte orale dell’esame va sostenuta nell’appello in cui si è superato lo scritto.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2017/18
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