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Dispositivi a semiconduttore1 1)Bande piatte =0 n p =n po (p p =p po ) 2)Accumulazione Q s exp( s| /2) 3)Svuotamento Q s sqrt( s ) 4)Inversione debole.

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1 Dispositivi a semiconduttore1 1)Bande piatte =0 n p =n po (p p =p po ) 2)Accumulazione Q s exp( s| /2) 3)Svuotamento Q s sqrt( s ) 4)Inversione debole n p cresce 5)inversione forte Q s exp( s /2)

2 Dispositivi a semiconduttore2 Applicazioni Tuning del numero e tipo portatori vicino alla superficie del semiconduttore ( appl. CCD - 1969 Boyle-Smith )

3 Dispositivi a semiconduttore3 Regime di deep depletion Con sequenza clock si ha immagazzinamento e trasferimento carica 1 2 3

4 Dispositivi a semiconduttore4 Transistor bipolare Transfer resistor:dispositivo a 3 terminali in cui la resistenza fra 2 terminali è controllata dal terzo terminale E un dispositivo bipolare perchè la corrente è trasportata da due tipi di portatori Bell Labs 1947: Bardeen & Brittain point contact transistor 1949: Teoria di Shockley per giunzioni p-n 1951:I dimostrazione di un transistor bipolare 1956: Nobel a Bardeen & Brittain e Shockley

5 Dispositivi a semiconduttore5 An amazingly simple device, capable of performing efficiently nearly all the functions of an ordinary vacuum tube, was demonstrated for the first time yesterday at Bell Telephone Laboratories where it was invented. Known as the Transistor, the device works on an entirely new physical principle discovered by the Laboratories in the course of fundamental research into the electrical propertiesof solids. Although the device is still in the laboratory stage, Bell scientists and engineers expect it may have far-reaching significance in electronics and electrical communication. The whole apparatus is housed in a tiny cylinder less than an inch long. It will serve as an amplifier or an oscillator -- yet it bears almost no resemblance to the vacuum tube now used to do these basic jobs. It has no vacuum, no glass envelope, no grid, no plate, no cathode and therefore no warm-up delay. Two hair-thin wires touching a pinhead of a solid semi- conductive material soldered to a metal base, are the principal parts of the Transistor. These are enclosed in a simple, metal cylinder not much larger than a shoe-lace tip. More than a hundred of them can easily be held in the palm of the hand. Since the device is still in the experimental stage, no data on cost are available. Its essential simplicity, however, indicates the possibility of widespread use, with resultant mass- production economies. When fully developed, the Transistor is also expected to find new applications in electronics where vacuum tubes have not proved suitable. Tests have shown that the Transistor will amplify at least I00 times (20 decibels). Some test models have been operated as amplifiers at frequencies up to ten million cycles per second. Because of the basically simple structure of the new units, stability and long life are expected.

6 Dispositivi a semiconduttore6 La definizione di lacuna…. Transistor action depends upon the fact that electrons in a semi-conductor can carry current in two distinctly different ways. This is because most of the electrons in a semiconductor do not contribute to carrying the current at all. Instead they are held in fixed positions and act as a rigid cement to bind together the atoms in a solid. Only if one of these electrons gets out of place, or if another electron is introduced in one of a number of ways, can current be carried. If, on the other hand, one of the electrons normally present in the cement is removed, then the "hole" left behind it can move like a bubble in a liquid and thus carry current.

7 Dispositivi a semiconduttore7 Giunzione np

8 Dispositivi a semiconduttore8 n p n p Giunzione np

9 Dispositivi a semiconduttore9 Corrente giunzione pn

10 Dispositivi a semiconduttore10 n p n Due giunzioni separate con polarizzazione opposta Forward Reverse

11 Dispositivi a semiconduttore11 Due giunzioni vicine n p n

12 Dispositivi a semiconduttore12 Nobel 1956

13 Dispositivi a semiconduttore13

14 Dispositivi a semiconduttore14 PNP NPN Transistor In genere la regione di emettitore ha drogaggio più alto rispetto al collettore

15 Dispositivi a semiconduttore15

16 Dispositivi a semiconduttore16 x -x E W xCxC pnppnp V EB V BC EmettitoreBaseCollettore

17 Dispositivi a semiconduttore17 x -x E W xCxC pnppnp V EB V BC EmettitoreBaseCollettore

18 Dispositivi a semiconduttore18 Transistor

19 Dispositivi a semiconduttore19

20 Dispositivi a semiconduttore20 5 e 6 sono correnti trascurabili

21 Dispositivi a semiconduttore21 N-P-N

22 Dispositivi a semiconduttore22 N-P-N

23 Dispositivi a semiconduttore23 Componenti corrente N-P-N Giunzione E-B: corrente di diffusione di elettroni e lacune Nella base: Ricombinazione e se base sottile transito elettroni Nel collettore: raccolta elettroni I nE : corrente diffusione elettroni I nC : corrente diffusione elettroni raccolti al collettore I rB = InE-InC: ricombinazione in base I pE : corrente di diffusione lacune E-B I rE : ricombinazione E-B I CO : corrente inversa C-B

24 Dispositivi a semiconduttore24 Lacune nella base

25 Dispositivi a semiconduttore25 Distribuzione portatori minoritari

26 Dispositivi a semiconduttore26

27 Dispositivi a semiconduttore27 Efficienza di emettitore Parametri

28 Dispositivi a semiconduttore28 Fattore di trasporto nella base Guadagno a base comune

29 Dispositivi a semiconduttore29 Parametri

30 Dispositivi a semiconduttore30 Parametri

31 Dispositivi a semiconduttore31 Parametri

32 Dispositivi a semiconduttore32

33 Dispositivi a semiconduttore33

34 Dispositivi a semiconduttore34

35 Dispositivi a semiconduttore35

36 Dispositivi a semiconduttore36

37 Dispositivi a semiconduttore37

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