Gailu Elektronikoak eta Optoelektronikoak irakasgaia derrigorrezko irakasgaia da (3. mailakoa IEn, 4.ekoa FIEn), IE-ko M03 “Ingeniaritza Elektronikoaren Oinarriak” modulukoa Irakasgai honen helburua aplikazio elektroniko zein optoelektronikoetan erabiltzen diren gailu erdieroaleen azterketa da. Material erdieroaleen ezaugarrietatik abiatuz, gailuen egituren, lan guneen eta eredu fisikoen azterketan oinarritzen da. Funtsezko gailu erdieroaleen oinarri fisikoak aztertu eta landuko dira eta zirkuituen analisi eta diseinurako erabilgarri diren ereduak lortuko, berauen mugapen nagusiak ere aztertuz.

.

Irakasgai honek gailu elektronikoen eragiketaren funtsezko printzipioen eta berauen eredu elektrikoen ezagutza eskatzen du, eta baita ere beraien erabilera oinarrizko zirkuitu elektronikoetan. Hortaz gain kuantizazioaren zein estatistika kuantikoaren oinarrizko funtsak eta ekuazio diferentzial linealen ebazpena gogoratzea ere komenigarria da. Kontzeptu hauek guztiak bi graduetako 2. mailako irakasgai ezberdinetan lantzen dira: Elektronika eta Teknika Esperimentalak II, Fisika Modernoa, eta Metodo Matematikoak.



Irakasgai honetan gailu elektronikoen funtzionamenduaren ulermenean sakontzen denez, gerora gailu hauek neurri ezberdinetan erabiltzen dituzten zenbait irakasgaitan erabilgarri izango dira irakasgai honetako ikaskuntza emaitzak*, hala nola:



- Elektronika Analogikoa (nahitaezkoa, 3. maila IE, 4. maila FIE ).

- Tresneria I (nahitaezkoa, 3. maila). FIEko kasuan aurretik emana.

- Sentsoreak eta Eragingailuak (hautazkoa, 4. maila IE, 5. maila FIE).

- Mikroelektronika eta Mikrosistemak (hautazkoa, 4. maila IE, 5. maila FIE), zeinetarako giltzarri diren irakasgai honetako ikaskuntza emaitzak.



Gailu Elektronikoak eta Optoelektronikoak irakasgaiak elektronikaren oinarrietako prestakuntza indartzen du, Informazioaren eta Komunikazioen Teknologiako sektoreko konpainietako lanbide-profiletara sartzeko beharrezko oinarriei ekarpena eginez.

Irakasgai hau era egokian burutzean, ikasleek hurrengo Gaitasun Espezifikoak (GE) eskuratzea espero da:



- Funtsezko gailu erdieroaleen funtzionamenduaren oinarri fisikoak ulertu, deskribatu eta modu egokian adierazi eta azaldu, berariazko terminologia erabiliz.

- Gailu erdieroaleen funtzionamenduaren funtsak modu arrazoituan aplikatu interesezko kasu praktikoetan, eskaturiko zehaztasunari egokituz.

- Lorturiko emaitzak eta parametroen magnitude ordenak zentzuzkoak direla egiaztatu.

- Funtsezko gailu erdieroaleen eredu baliokideak modu egokian erabili, beren mugapenak aztertu eta aplikazio jakin baterako eredu egokiena aukeratu.

- Gailu erdieroaleen fabrikazio integratuko prozesuen funtsak eta berauek gailuen funtzionamenduan dituzten eragin oinarrizkoenak deskribatu.



Era berean, irakasgaian zehar proposatutako jarduerak ondorengo Zeharkako Gaitasunen* (ZG) eskuratzera ere bideratuko dira:



ZG2: Ikaskuntza gaitasuna: (a) Informazio iturriak erabili; (b) Informazioa analizatu eta laburtu.

ZG5: Komunikazio gaitasuna: (a) Gaiaren inguruko terminologia ezagutu eta erabili; (b) ahozko komunikazioa: kontzeptu bat azaldu; (c) idatzizko komunikazioa: kontzeptu bat idatzi; (d) Ingelesaren erabilera: oinarrizko testuak ulertu; (e) IKT baliabideak erabili.



*Zeharkako gaitasun hauek, graduetako ikasketa planetan oinarrituz Fakultateko gradu ezberdinetarako adostu eta bateraturiko zeharkako gaitasunen parte dira.



Irakasgaiari dagozkion Ingeniaritza Elektronikoko Graduko M03 Ingeniaritza Elektronikoaren Funtsak Moduluaren gaitasunak ondokoak dira:



CM01: IEko funtsezko kontzeptu eta eskema kontzeptualak ezagutu eta erabiltzea, seinale, zirkuitu eta sistema elektronikoen analisi eta ereduztapen metodoak barne.



CM05: Elektronikarekin erlazionaturiko kontzeptu berri eta garapenen aplikazioa interpretatu, sailkatu eta balioesteko beharrezko oinarri zientifiko-teknikoa eduki.



CM06: IEko problemak planteatu eta berauek aztertu eta ebazteko eredu eta teknika egokiak erabili.



CM07: IErekin erlazionaturiko ezagutza, emaitza eta ideiak idatziz komunikatzeko eta burututako lanen txostenak egin eta dokumentatzeko gai izan.



Goian aipatu M03 moduluko gaitasun hauen bidez, irakasgaiarekin loturiko Titulazioko gaitasunak, zehatzak zein zeharkakoak, honakoak dira:



CM01: CE6, CE7, CE8, CT3, CT4 CM05: CE6, CE7, CE8, CT3, CT6

CM06: CE6, CE7, CE8, CT4, CT6 CM07: CT3, CT5, CT6, CT7

1 Erdieroaleen fisikaren oinarriak

Sarrera. Energia bandak eta karga eramaileak. Erdieroale intrintseko eta estrintsekoak. Eramaileen garraioa. Sorrera-birkonbinaketa prozesuak. Jarraitutasun ekuazioak. Zarata iturriak erdieroaleetan.

Propietate optikoak.



2 Fabrikazio mikroelektronikora sarrera

Fabrikazio materialak. Olaten fabrikazioa. Fabrikazio prozesuak



3 Diodoak

PN juntura: Juntura motak. Juntura orekan. Polarizazioa. PN juntura diodoa: Eredu ideala. Mugapenak. Seinale txikiko eredua. Konmutazioa. Metal erdieroale juntura: Schottky diodoa



4 Transistore bipolarrak

Juntura transistore bipolarraren (BJT) egitura eta oinarrizko funtzionamendu printzipioa. Korronteak eta irabazi faktoreak. I-V ezaugarri kurbak. Ebers-Mollen eredua. Efektu ez idealak. Seinale txikiko eredua. Konmutazioa. Heterojuntura transistore bipolarra (HBT)



5 Eremu efektukto transistoreak

MOS egitura. MOSFET transistorearen oinarrizko funtzionamendua. Eredua eta I-V ezaugarri kurbak. Substratuaren polarizazioa. Efektu ez idealak. Seinale txikiko eredua. Eremu efektuko beste zenbait transistore



6 Gailu Optoelektronikoak

Sarrera. Argi igorketa: LEDa eta erdieroale laserra. Argi detekzioa: fotodiodoak eta eguzki zelulak

Irakasgaia eskola teoriko, praktiko eta mintegietan oinarritzen da. Eskola teorikoak ordenagailu bidezko aurkezpen eta arbeleko azalpenetan oinarritzen dira. Eskola praktikoetan, adibideak garatu eta ariketak zuzendu eta eztabaidatuko dira, ikasleen parte hartze zuzena bultzatuz.



Bestalde, ikasleen parte hartzea eta irakasle-ikasleen arteko komunikazioa bultzatu eta errazteko, eGela plataforma ere erabiliko da.



Azkenik, tutoretzen garrantzia azpimarratu nahi da. Irakasleen tutoretzen ordutegiak Gaur-en dituzue eskuragarri.

• Ebaluazio Jarraituaren Sistema
• Azken Ebaluazioaren Sistema
• Kalifikazioko tresnak eta ehunekoak:
  • Garatu beharreko proba idatzia (%): 90
  • Praktikak egitea (ariketak, kasuak edo buruketak) (%): 10

EBALUAZIO JARRAITU SISTEMA



Prestakuntza aldian zehar ikasleek derrigorrezko zenbait proba eta zeregin burutuko dituzte beren hobekuntza baloratzeko. Proba eta zeregin horiek honako pisua izango dute:

%10 Lanak eta ariketak: problemen ebazpena klasean eta ariketak entregatzea, txostenak, gaien laburpenak, kuestioak…

%20 Idatzizko kalseko proba

%70 Idatzizko azterketa. Azterketa aldirako ezarritako data ofizialean idatzizko azterketa burutuko da.



EBALUAZIO JARRAITUARI UKO EGITEA



Ikasleak ebaluazio jarraituari uko egin ahalko dio ebaluazioaren erregulazio araudiak adierazitako epean: 9 aste lauhilekoaren hasieratik kontatuta, zentroaren eskola egutegiaren arabera. Ebaluazio jarraituari uko egiteko ikasleak egelan eskuragarri izango duen dokumentua entregatu beharko dio irakasleari, modu egokian bete eta sinatuta.



Kasu honetan, ikaslea azken ebaluazio sistema bidez ebaluatuko da. Horretarako, irakasgaiaren ebaluazioaren %100 jasotzen duen idatzizko proba burutuko da, azterketa aldirako ezarritako data ofizialean. Proba honek ez du zertan ebaluazio jarraitua egin duten ikasleek azterketa garaian egingo duten probaren berdina izan behar.



IDATZIZKO PROBAK



Idatzizko probei dagokienez, bai prestakuntza aldiko probak bai azterketa aldi ofizialeko proba:



- Ariketa, problema edota kuestio teoriko bidezkoak izango dira.

- Ezingo da liburu, apunte edo beste informazio motarik erabili, irakasleak proba edo azterketaren egunean bertan emandakoa salbu.



KALIFIKAZIO IRIZPIDEAK



Entregaturiko lan, ariketa eta txostenetan, hala nola idatzizko probetan, ondokoa hartuko da kontutan:



- Planteamendua, garapena eta emaitzak

- Aurkezpena

- Egitura

- Idazkera

- Azalpenak (irudi/diagramak erabiliz komeni edo beharrezko bada)

- Ondorioak.



OHIKO DEIALDIARI UKO EGITEA



Ohiko deialdiari uko egiteko aski izango da azterketa aldirako ezarritako idatzizko probara ez aurkeztea, ebaluazio sistema edozein delarik ere.



EBALUAZIO EZ-PRESENTZIALERAKO AUKERA



Osasun baldintzak irakasgaian matrikulatutako ikaslego osoaren edo ikasle batzuen ebaluazioa arestian deskribatutako baldintzetan egitea ahalbideratuko ez balu, Errektoretzak emandako, eta indarrean dauden, ebaluazioaren jarraibideak beteko dira.

Ezohiko deialdiko azterketetarako ezarritako data ofizialean irakasgaiaren azken notaren %100 jasotzen duen idatzizko proba burutuko da,



Ohiko deialdian ebaluazio jarraitu bidez ebaluatuak izan diren ikasleek ikaskuntza aldian lorturiko emaitza positiboak gorde ahalko dituzte.



Ezohiko deialdiko idatzizko probari dagokionez:



- Ariketa, problema edota kuestio teoriko bidezkoak izango dira.

- Ezingo da liburu, apunte edo beste informazio motarik erabili, irakasleak proba edo azterketaren egunean bertan emandakoa salbu.



EZOHIKO DEIALDIARI UKO EGITEA



Ezohiko deialdiari uko egiteko aski izango da idatzizko probara ez aurkeztea.



EBALUAZIO EZ-PRESENTZIALERAKO AUKERA



Osasun baldintzak irakasgaian matrikulatutako ikaslego osoaren edo ikasle batzuen ebaluazioa arestian deskribatutako baldintzetan egitea ahalbideratuko ez balu, Errektoretzak emandako, eta indarrean dauden, ebaluazioaren jarraibideak beteko dira.

Irakasgaiaren web orria eGelan.

Oinarrizko bibliografia

* S. M. Sze K. K. Ng, Physics of Semiconductor Devices (3rd ed.), John Wiley & Sons, 2007.

* K. Kano, Semiconductor Devices, Prentice-Hall, 1998.

* D. A. Neamen, Semiconductor Physics & Devices: Basic Principles (4th ed.), Mc.Graw-Hill Education, New York 2011.



Temas selectos de ingeniería, Addison-Wesley Iberoamericana, 1994 :

* R.F. Pierret, Fundamentos de Semiconductores.

* G.W. Neudeck, El Diodo PN de Unión.

* G.W. Neudeck, El Transistor Bipolar de Unión.

* R.F. Pierret, Dispositivos de Efecto de Campo,

Gehiago sakontzeko bibliografia

* S.M. Sze, Modern Semiconductor Device Physics, John Wiley & Sons, New York 1997.

Web helbideak

* Europractice: http://www.europractice.com/
* The Semiconductor Applet Service: http://oes.mans.edu.eg/courses/SemiCond/applets/index.html
* WebElements: the periodic table on the web: http://www.webelements.com/
* NSM Archive - Physical Properties of Semiconductors: http://www.ioffe.rssi.ru/SVA/NSM/Semicond/
* Computer History Museum, The Silicon Engine: http://www.computerhistory.org/semiconductor/