Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
La conduzione nei semiconduttori
La conduzione nei semiconduttori
Proprietà elettriche nei materiali
Concentrazioni di carica libera all’equilibrio
Correnti nei semiconduttori
Modello matematico
2
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1
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Prerequisiti per la lezione
Concentrazioni dei portatori nei semiconduttori
drogati
3
Prerequisiti per la lezione
Concentrazioni dei portatori nei semiconduttori
drogati
Correnti di trascinamento e di diffusione
4
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2
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Prerequisiti per la lezione
Concentrazioni dei portatori nei semiconduttori
drogati
Correnti di trascinamento e di diffusione
Legame tra campo e carica
5
Prerequisiti per la lezione
Concentrazioni dei portatori nei semiconduttori
drogati
Correnti di trascinamento e di diffusione
Legame tra campo e carica
Legame tra potenziale e campo elettrico
6
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3
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Prerequisiti per la lezione
Concentrazioni dei portatori nei semiconduttori
drogati
Correnti di trascinamento e di diffusione
Legame tra campo e carica
Legame tra potenziale e campo elettrico
Concetti di neutralità totale e locale
7
Obiettivi della lezione
Analisi delle condizioni di non equilibrio nei
semiconduttori
8
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4
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Obiettivi della lezione
Analisi delle condizioni di non equilibrio nei
semiconduttori
Valutazione degli effetti dei meccanismi di
generazione e ricombinazione dei portatori
9
Obiettivi della lezione
Analisi delle condizioni di non equilibrio nei
semiconduttori
Valutazione degli effetti dei meccanismi di
generazione e ricombinazione dei portatori
Conservazione della carica in un semiconduttore
fuori equilibrio
10
© 2005 Politecnico di Torino
5
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Obiettivi della lezione
Analisi delle condizioni di non equilibrio nei
semiconduttori
Valutazione degli effetti dei meccanismi di
generazione e ricombinazione dei portatori
Conservazione della carica in un semiconduttore
fuori equilibrio
Definizione di un modello matematico completo
per lo studio dei semiconduttori fuori equilibrio
11
Riferimenti bibliografici per la lezione
“Dispositivi a semiconduttore”
di Simon Sze
BSH Hoepli, 1991
capitolo 2
“Dispositivi per la microelettronica”
di Giovanni Ghione
McGraw-Hill, 1998
capitoli 4 e 5
12
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6
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Modello matematico
Modello matematico
Generazione e ricombinazione
Equazione di continuità
Modello matematico
Lunghezza di diffusione: esercizi
14
© 2005 Politecnico di Torino
7
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Semiconduttore fuori equilibrio
15
Semiconduttore fuori equilibrio
16
© 2005 Politecnico di Torino
8
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Semiconduttore fuori equilibrio
17
Semiconduttore fuori equilibrio
18
© 2005 Politecnico di Torino
9
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Semiconduttore fuori equilibrio
19
Semiconduttore fuori equilibrio
20
© 2005 Politecnico di Torino
10
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Semiconduttore fuori equilibrio
21
Semiconduttore fuori equilibrio
22
© 2005 Politecnico di Torino
11
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Livello di iniezione
23
Livello di iniezione
24
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12
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Livello di iniezione
25
Generazione-ricombinazione
26
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13
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Generazione-ricombinazione
27
Generazione-ricombinazione
28
© 2005 Politecnico di Torino
14
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Generazione-ricombinazione
29
Generazione-ricombinazione
30
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15
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Generazione-ricombinazione
31
Generazione-ricombinazione
32
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16
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Generazione-ricombinazione
33
Generazione-ricombinazione
34
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17
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Generazione-ricombinazione
35
Modello matematico
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18
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Modello matematico
Generazione e ricombinazione
Equazione di continuità
Modello matematico
Lunghezza di diffusione: esercizi
37
Equazione di continuità
38
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19
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Equazione di continuità
39
Equazione di continuità
40
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20
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Equazione di continuità
41
Equazione di continuità
42
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21
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Equazione di continuità
43
Equazione di continuità
44
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22
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Equazione di continuità
45
Equazione di continuità
46
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23
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Equazione di continuità
47
Equazione di continuità
48
© 2005 Politecnico di Torino
24
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Equazione di continuità
49
Equazione di continuità
50
© 2005 Politecnico di Torino
25
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Equazione di continuità
51
Equazione di continuità
52
© 2005 Politecnico di Torino
26
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Equazione di continuità
53
Equazione di continuità
54
© 2005 Politecnico di Torino
27
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Equazione di continuità
55
Equazione di continuità
56
© 2005 Politecnico di Torino
28
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Modello matematico
Modello matematico
Generazione e ricombinazione
Equazione di continuità
Modello matematico
Lunghezza di diffusione: esercizi
58
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29
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Equazione di Poisson
59
Equazione di Poisson
60
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30
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Equazione di Poisson
61
Modello matematico
62
© 2005 Politecnico di Torino
31
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Modello matematico
63
Modello matematico
64
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32
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Modello matematico
65
Modello matematico
66
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33
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Modello matematico
67
Modello matematico
68
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34
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Modello matematico
69
Modello matematico
70
© 2005 Politecnico di Torino
35
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Modello matematico
71
Modello matematico
72
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36
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Modello matematico
73
Regioni neutre
74
© 2005 Politecnico di Torino
37
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Regioni neutre
75
Regioni neutre
76
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38
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Regioni neutre
77
Regioni neutre
78
© 2005 Politecnico di Torino
39
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Regioni neutre
79
Regime stazionario
80
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40
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Regime stazionario
81
Regime stazionario
82
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41
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Modello matematico
Modello matematico
Generazione e ricombinazione
Equazione di continuità
Modello matematico
Lunghezza di diffusione: esercizi
84
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42
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Esempio
85
Esempio
86
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43
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Esempio
87
Lunghezza di diffusione
88
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44
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Lunghezza di diffusione
89
Lunghezza di diffusione
90
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45
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Lunghezza di diffusione
91
Lunghezza di diffusione
92
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46
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Lunghezza di diffusione
93
Lunghezza di diffusione
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Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Lunghezza di diffusione
95
Lunghezza di diffusione
96
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48
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Lunghezza di diffusione
97
Lunghezza di diffusione
98
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49
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Lunghezza di diffusione
99
Lunghezza di diffusione
100
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50
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Lunghezza di diffusione
101
Lunghezza di diffusione
102
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51
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Lunghezza di diffusione
103
Lunghezza di diffusione
104
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52
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Lunghezza di diffusione
105
Lunghezza di diffusione
106
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53
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Lunghezza di diffusione
107
Lunghezza di diffusione
108
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54
Dispositivi e Circuiti Elettronici
Modello matematico
Sommario della lezione
Generazione e ricombinazione
Equazione di continuità
Modello matematico
Lunghezza di diffusione: esercizi
109
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55
