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SOMMARIO Introduzione I Semiconduttori Il Diodo Metodi di analisi di circuiti a diodi Tipi di circuiti a diodo Transistor a giunzione BJT Primi circuiti a BJT A cura del Prof. F. Giannini, R. Giofrè, M. Imbimbo, P. Longhi, A. Nanni, A. Ticconi I / 6
SEMICONDUTTORI Ad eccezione dei dispositivi bulk, che sfruttano direttamente alcune delle proprietà peculiari del semiconduttore, la maggior parte dei dispositivi elettronici sfrutta le proprietà delle giunzioni o tra materiali semiconduttori a differenti drogaggi, cioè con differenti concentrazioni di impurezze (giunzione p-n), oppure tra metallo e semiconduttore (giunzione Schottky). Lo studio di tali dispositivi richiede perciò la conoscenza delle proprietà chimiche, fisiche, termiche ed elettriche sia del semiconduttore instrinseco, cioè "puro", sia estrinseco, cioè "drogato", ovvero ottenuto con l'aggiunta di opportune concentrazioni di impurezze. La moderna tecnologia elettronica utilizza un gran numero di materiali semiconduttori sia "semplici", cioè costituiti da un'unica specie atomica, ad esempio il germanio ed il silicio, sia "composti", cioè costituiti da più specie atomiche, come ad esempio l'arseniuro di gallio (GaAs), il fosfuro di indio (InP), il nitruro di gallio (GaN), il carburo di Silicio (SiC), il Silicio- Germanio (SiGe). Mobilità elettroni [ cm 2 /V·S ] Mobilità lacune [ cm 2 /V·S ] Energy gap [ eV ] Vsat. degli elet. [ 10 7 cm/s ] Costante dielettrica relativa Concentrazione intrinseca [ cm -3 ] Breakdown [ MV/cm ] Conduc. Termica [ W/cm·K ] Resistenza substrato [ Ωcm ] Transistor SiC A cura del Prof. F. Giannini, R. Giofrè, M. Imbimbo, P. Longhi, A. Nanni, A. Ticconi 900 300 3 1.8/2.2 9 10 6 3.0 4.5 1 -20 MESFET, HEMT InP 5400 500 1.24 1.0/2.5 8 10 7 0.5 0.7 > 1000 GaAs 8500 400 1.43 1.3/2.1 12.9 1.79 x 10 6 0.4 0.5 > 1000 MESFET, HEMT, HBT, PHEMT GaN 1000 200 3.1 1.3/2.1 14 1.5x10 6 3.0 1.5 > 1000 MESFET, HEMT Si 1300 500 1.21 12 5x10 22 >1000 JFET, BJT, MOS I / 7 Ge 3800 1800 0.785 16 4.4x10 22 45 JFET, BJT
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FET con carico non saturato (i FET
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