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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
DIRECCIÓN GENERAL DE ASUNTOS ACADÉMICOS
PROGRAMA DE ASIGNATURA POR COMPETENCIAS
I. DATOS DE IDENTIFICACIÓN
1. Unidad Académica: _______Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería____________________________________
2. Programa (s) de estudio: (Técnico, Licenciatura)
4. Nombre de la Asignatura:
6. HC:
4
HL:
7. Ciclo Escolar:
Ing. en Electrónica
Semiconductores
--
2004-1
HT:
--
5. Clave: ____5321 _____
HPC: _
--
HCL: _
8. Etapa de formación a la que pertenece:
9. Carácter de la Asignatura:
Obligatoria
_________________
10. Requisitos para cursar la asignatura:
11. Tipología:
3. Vigencia del plan: __2003-1______
--
HE: _
4
Básica
CR:
8
__
______
Optativa _______________
__
3
__
Formuló:
Propuesta
Vo.Bo
Fecha:
agosto de 2003
Cargo:
II. PROPÓSITO GENERAL DEL CURSO
El curso de Semiconductores brinda los conceptos necesarios en los que se fundamenta la actual electrónica y que permite
comprender el funcionamiento interno de los elementos de estado sólido.
La asignatura pertenece a la etapa básica y requiere los conocimientos y habilidades cognoscitivas adquiridas en los cursos
de matemáticas, física y química del nivel medio superior. Este curso facilita la comprensión de aquellos otros en los que se
analizan y diseñan aplicaciones con elementos de estado sólido.
III. COMPETENCIAS DEL CURSO
Explicar la construcción y el funcionamiento electrónico básico de algunos dispositivos Semiconductores a través de la
comprensión de comportamientos físicos como apoyo a siguientes materias.
Se propone:
Comprender el desarrollo de la física cuántica para describir los fenómenos que ocurren a nivel atómico en los
materiales semiconductores y reconocer las técnicas empleadas para la fabricación de dispositivos
semiconductores.
IV. EVIDENCIAS DE DESEMPEÑO
Describir a través de un ensayo el funcionamiento electrónico de algunos dispositivos Semiconductores.
Se propone:
Reportes de la investigación histórica sobre el desarrollo de la física cuántica y de los materiales semiconductores;
incluyendo las hipótesis, experimentos, teorías y comprobaciones realizadas y que llevaron a la fabricación de los
actuales dispositivos de estado sólido así como un análisis de los conceptos obtenidos en dicha investigación.
V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA:
Identificar las teorías primordiales en las que se basa la física del estado sólido para describir el funcionamiento de los dispositivos
semiconductores mediante una investigación ordenada y analítica de los hechos históricos.
CONTENIDO
DURACIÓN
16 hrs.
I. CONCEPTOS DE FÍSICA CUÁNTICA
1.1 El átomo de Bohr
1.2 Dualidad onda-partícula
1.2.1 Teoría cuántica de Planck.
1.2.2 Relación de De Broglie.
1.2.3 Función de Schrödinger.
1.2.4 Principio de incertidumbre de Heisenberg.
1.2.5 Principio de exclusión de Pauli.
1.3 Funciones de distribución
1.3.1 De Maxwell-Boltzman.
1.3.2 De Fermi-Dirac.
1.3.3 De Bose-Einstein.
1.4 Teoría de las bandas de energía
1.4.1 Teorema de Bloch.
1.4.2 Modelo de Kronig-Penney.
V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA:
Identificar e inferir los conceptos que describen el comportamiento electrónico en materiales semiconductores para facilitar el análisis
del funcionamiento de los dispositivos de estado sólido y diseñados para atender necesidades técnicas.
CONTENIDO
DURACIÓN
16 hrs.
II. INTRODUCCIÓN A LOS SEMICONDUCTORES
2.1 Características físicas de los materiales
2.1.1 Aislantes.
2.1.2 Conductores.
2.1.3 Semiconductores.
2.2 Huecos y electrones
2.2.1 Masa efectiva.
2.2.2 Movilidad.
2.3 Semiconductores intrínsecos
2.3.1 Niveles de conducción, valencia y Fermi.
2.3.2 Conductividad.
2.4 Semiconductores extrínsecos
2.4.1 Niveles de conducción, valencia y Fermi.
2.4.2 Conductividad.
2.5 Movimiento de los portadores de carga
2.5.1 Conductividad intrínseca y extrínseca.
2.5.2 Fenómeno de difusión.
V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA:
Inferir los conceptos que describen el comportamiento de la unión semiconductora para determinar la operación de los principales
dispositivos semiconductores.
CONTENIDO
DURACIÓN
16 hrs.
III. UNIONES Y CONTACTOS
3.1 Conceptos
3.1.1 Unión y contacto.
3.1.2 Función de trabajo y afinidad electrónica.
3.2 Contacto semiconductor-semiconductor
3.2.1 Gradual y abrupto.
3.2.2 Potencial de contacto.
3.2.3 Capacidad de contacto.
3.2.4 Comportamiento eléctrico y aplicaciones.
3.3 Contacto metal-semiconductor
3.3.1 Ohmico.
3.3.2 Rectificante.
3.3.3 Comportamiento eléctrico y aplicaciones.
3.4 Unión metal-metal
3.4.1 Metales usados.
3.4.2 Comportamiento eléctrico y aplicaciones.
3.5 Contactos heterounión
3.5.1 Materiales usados
3.5.2 Comportamiento eléctrico y aplicaciones.
3.6 Efectos y fenómenos en materiales semiconductores
3.6.1 Ruptura por efecto avalancha.
3.6.2 Ruptura por efecto tunel.
3.6.3 Fenómeno de fotoconductividad.
3.6.4 Fenómeno de emisión de luz.
3.6.5 Efecto fotoeléctrico.
3.6.6 Efecto Hall.
V. DESARROLLO POR UNIDADES
COMPETENCIA:
Conocer y comprender algunos de los actuales métodos para la fabricación de dispositivos semiconductores y facilitar la comprensión
de los problemas comunes que hay durante la fabricación industrial de semiconductores considerando las necesidades técnicas de
operación y economía.
CONTENIDO
DURACIÓN
16 hrs.
IV. TÉNICAS DE FABRICACIÓN DE DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES
4.1 Introducción
4.1.1 Perspectiva histórica
4.1.2 Ventajas y desventajas de dispositivos discretos e integrados.
4.1.3 Clasificación por la densidad de componentes en circuitos integrados.
4.1.4 Materiales semiconductores de uso industrial.
4.2 Fundamentos de la fabricación de circuitos integrados
4.2.1 Obtención del semiconductor.
4.2.2 Método fotolitografico.
4.2.3 Técnicas de impurificación.
4.2.4 Crecimiento epitaxial.
4.2.5 Aislamiento por óxido.
4.2.6 Metalización.
4.2.7 Fabricación de resistencias, diodos y capacitores en circuitos integrados.
VI. ESTRUCTURA DE LAS PRÁCTICAS
No. de
Práctica
Competencia (s)
Descripción
Material de Apoyo
Duración
VII. METODOLOGÍA DE TRABAJO
 Exposición oral del docente de los conceptos fundamentales empleando elementos audiovisuales,
se recomienda el uso de software para simulación en el aula.
 Solución a ejercicios de casos prácticos frente a grupo con la participación de los alumnos
asumiendo el profesor el rol de guía.
 Solución a ejercicios de manera individual y por equipos.
 Subtemas no tratados con la profundidad requerida en la exposición del docente se aplicarán
como trabajos de investigación para el alumno.
 Exposiciones de temas relacionados y seleccionados por los alumnos.
 Se realizarán prácticas de laboratorio de los temas incluidos en la clase tanto para la
comprobación de los conceptos básicos como para la solución a problemas prácticos.
VIII CRITERIOS DE EVALUACIÓN
 Examen parcial por unidad.
 Entrega de un cuestionario previo por unidad que incluye la investigación de conceptos y la
solución a problemas prácticos.
 Elaboración de un trabajo final que incluya el diseño, construcción y reporte de operación de un
circuito que solucione un problema técnico y emplee los elementos tratados en el curso.
 Acreditación de las prácticas de laboratorio (asistencia, elaboración y reporte).
 Se propone la siguiente ponderación:
- exámenes parciales 40%
- tareas (investigaciones, cuestionarios, solución a problemas, etc.) 30%
- exposiciones y participaciones 10%
- trabajo final de investigación 20%
IX BIBLIOGRAFÍA
Básica
- Physics Electronics (***)
Henry M. Hemenway
Edit. Willey
- Electrónica Física del Estado Sólido (***)
Aldert Van Der Ziel
Edit. Prentice Hall
Complementaria
- Circuitos Electrónicos. Análisis, Simulación y
Diseño (****)
Norbert R. Malik
Edit. Prentice Hall
- Física del Estado Sólido y de
Semiconductores (***)
John P. Mckelvey
Edit. Limusa
- Dispositivos y Circuitos Electrónicos (***)
Jacob Millman/C.C. Halkias
Edit. Pirámide
Notas:
* En biblioteca
** Ya solicitada
*** Se requiere solicitar
**** En almacen de electrónica
PLAN DE CLASE
No. y nombre de la unidad:
CONTENIDO
TEMÁTICO
OBSERVACIONES:
ESTRATEGIA
DIDÁCTICA
No. y nombre del tema:
MATERIAL Y EQUIPO
DE APOYO
CRITERIOS DE
EVALUACIÓN
EVIDENCIA DE
DESMPEÑO
TIEMPO