Comportamiento Electrónico de los Materiales

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Curso: 2009/10 - Centro: EPS Y FAC. CC. EXPERIMENTALES - Estudios: INGENIERO DE LOS MATERIALES
Asignatura: COMPORTAMIENTO ELECTRONICO DE LOS MATERIALES
Ciclo: 2º - Curso: 4º - Cuatrimestre: 1º Carácter: TRONCAL
Créditos teóricos: 4.5 Créditos práticos: 1.5
Área: Tecnología Electrónica

Departamento: Departamento de Ingeniería

Descriptores:

OBJETIVOS

Esta asignatura tiene como objetivos generales formar al alumno enmarcado en una titulación orientada al estudio de los materiales empleados en la industria y también en investigación, en los fenómenos eléctricos y magnéticos de los mismos, relacionados con las principales aplicaciones de carácter industrial y científicas. Los objetivos específicos comienzan con los fundamentos de física cuántica y mecánica estadística necesarios para estudiar la estructura atómica de los materiales y su comportamiento desde un punto de vista electrónico. Seguidamente se estudiarán las diversas estructuras y sistemas que se pueden obtener relacionadas con efectos eléctricos y magnéticos y con aplicaciones en la industria y en la investigación.

TEMARIO DE TEORÍA

TEMA 1: Fundamentos Físicos

• 1.1 Fundamentos de la estructura atómica de la materia.
• 1.2 Introducción a la Física Cuántica. Solución de la ecuación de Schrödinger.
• 1.3Pozos de potencial y partículas cargadas.

TEMA 2: Electrones en Sólidos. Teoría de Bandas

• 2.1 Funciones de Distribución. Estadística de Fermi-Dirac y Maxwell-Boltzmann
• 2.2 Teoría de Bandas de Energía en Sólidos. Tipos de materiales respecto a su conducción eléctrica.
• 2.3 Energía de extracción, función de trabajo.

TEMA 3: Semiconductores y Conducción.

• 3.1 Estructura Cristalina de los Semiconductores
• 3.2 Portadores de Carga, Tipos de Impurezas.
• 3.3 Nivel de Fermi en Semiconductores, cálculo de concentración.
• 3.4 Conducción, Fenomenos de Arrastre y Difusión.
• 3.5 Ecuación de Continuidad.
• 3.6 Estructuras: Unión P-N, Unión Metal-Semiconductor.

TEMA 4: Materiales Conductores.

• 4.1 Electrones de conducción. Movilidad en metales.
• 4.2 Conductores Eléctricos y Resistencias
• 4.3 Estructuras Conductoras: Termopares, Efecto Peltier.
• 4.4 Superconductividad.
• 4.5 Conducción eléctrica en Gases, tubos de descarga, plasmas.

TEMA 5: Materiales Dieléctricos.

• 5.1 Permitividad eléctrica, rigidez dieléctrica, polarización y absorción.
• 5.2 Condensadores.
• 5.3 Aisladores Eléctricos.

TEMA 6:Propiedades Magnéticas de la Materia.

• 6.1 Introducción a las propiedades magnéticas de la materia.
• 6.2 Diamagnetísmo, paramagnetísmo y ferromagnetísmo.
• 6.3 Materiales magnéticos: Reluctancia y Circuitos Magnéticos.
• 6.4 Electrones en un campo magnético, deflexión, efecto Hall.
• 6.5 Aplicaciones de los materiales magnéticos.

TEMARIO DE PRÁCTICAS.

• PRACTICA 1: Determinación de la relación Carga-Masa del Electrón
• PRACTICA 2: Medida de Resistencia Eléctrica y Coeficiente de Temperatura en algunos conductores eléctricos.
• PRACTICA 3: Determinación de las propiedades dieléctricas de algunos aislantes. Constante dieléctrica, campo de ruptura, comportamiento en frecuencia.
• PRACTICA 4: Efecto HALL en un semiconductor. Determinación de la tensión Hall.
• PRACTICA 5: Determinación de la curva V-I de un diodo semiconductor.

BIBLIOGRAFÍA.

• Eisberg R.; Resnick R. "Física Cuántica" edit. Limusa.
• Hummel R. "Electronic Properties of Materials". Edit. Spriger-Verlag.
• Rosado L. ""Electrónica Física y Microelectrónica". Paraninfo.
• Alvarez Santos R. "Materiales y Componentes Electrónicos". Edit. Díaz de Santos
• Livingston J. " Electronic Properties of Engineering Materials" edit. John Wiley&Son
• Calleja E. Herrero J. Lapeña E. Muñoz E. "Ciencias de los Materiales Eléctricos" S.P.E.I.T.
• David J. "Electrical & Magnetic Propierties of Materials" edit. Champan&Hall

CRITERIOS DE EVALUACIÓN.

En al evaluación se pretende integrar en la nota final, el trabajo cotidiano del alumno así como su participación en clase. Un examen escrito sobre teoría y problemas supondrá un 80 % del peso de la nota, las prácticas mediante su asistencia y memoria de las mismas influirán en un 20% de la nota. Como complemento se sumará linealmente hasta 1 punto mas sobre la nota de 0 a 10 a los alumnos que asistan regularmente a clase y participen en la misma resolviendo cuestiones o exponiendo determinadas ponencias a sus compañeros.

• AULA DE TEORIA: Aulario III, aula 15
• LABORATORIO DE PRACTICAS: Edificio Matemáticas – Informática laboratorio de Electrónica.

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TABLON DE ANUNCIOS

• Horario: Lunes, martes y jueves de 17 a 18 horas; y miércoles de 18 a 19 horas.
• Tutorías martes y miércoles de 10 a 13 horas.
• 30-09-2004* Descarga del TEMA 1 (PDF 1400 KBytes).
• 30-09-2004* Descarga del TEMA 2 (PDF 263 KBytes).
• 30-09-2004* Descarga de tabla de constantes físicas y de semiconductores. (PDF 23 KBytes)
• 30-09-2004* Descarga del espectro electromagnético. ( PDF 39 KBytes)
• 13-10-2004* Descarga de Problemas Tema 1. (PDF 7 KBytes)
• TEMA 2 (PDF 698 KBytes). Problemas Tema 2. (PDF 51 KBytes).
• 12-11-2003 * Foto efecto Compton Prueba en 1952 de 10 MTons en el instante 20mS.

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