ELETTRONICA I (COGNOMI A-K)
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Anno immatricolazione
2019/2020
Anno offerta
2020/2021
Normativa
DM270
SSD
ING-INF/01 (ELETTRONICA)
Dipartimento
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE E DELL'INFORMAZIONE
Corso di studio
INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA
Curriculum
PERCORSO COMUNE
Anno di corso
Periodo didattico
Secondo Semestre (08/03/2021 - 14/06/2021)
Crediti
9
Ore
94 ore di attività frontale
Lingua insegnamento
ITALIANO
Tipo esame
SCRITTO E ORALE CONGIUNTI
Docente
MERLO SABINA GIOVANNA (titolare) - 7 CFU
BONIZZONI EDOARDO - 2 CFU
Prerequisiti
E’ richiesta la conoscenza del calcolo differenziale e dei numeri complessi, dei principi dell’elettromagnetismo e dei metodi di analisi dei circuiti elettrici (leggi di Kirchhoff, teoremi di Thevenin e di Norton, principio di sovrapposizione degli effetti, concetto di impedenza di un componente elettrico lineare).
Obiettivi formativi
Il corso ha lo scopo di fornire le conoscenze di base nel campo dell’elettronica, utili per la comprensione del funzionamento ed il progetto di sistemi in tecnologia a componenti discreti ed integrata. Gli argomenti affrontati comprendono i circuiti analogici lineari e non lineari con amplificatori operazionali, il diodo a semiconduttore, il transistore MOSFET e gli schemi di amplificazione di base realizzati con transistori MOSFET, le porte logiche elementari, in particolare in tecnologia CMOS, ed i loro parametri caratteristici, e le memorie digitali.
Il corso ha un duplice valore, formativo ed informativo. Esso introduce lo studente, da un lato, alle metodologie tipiche dell’elettronica e fornisce, dall’altro, conoscenze indispensabili per l’analisi ed il progetto di circuiti elettronici. Al termine del corso, lo studente sarà in grado di effettuare l’analisi (in continua e in alternata, per piccoli e ampi segnali) di semplici circuiti elettronici con amplificatori operazionali, diodi e transistori MOSFET. Avrà inoltre appreso la struttura ed il principio di funzionamento degli stadi di base con amplificatori operazionali e con transitori MOSFET per l’amplificazione dei segnali e sarà in grado di riconoscere e valutare le principali specifiche dei componenti elettronici.
Programma e contenuti
Segnali analogici e digitali. Elaborazione e trasmissione dell’informazione.

Circuiti lineari.
Amplificatori, loro modelli e risposta in frequenza. Teoremi di Thevenin e di Norton. Risposta in frequenza e nel dominio del tempo di reti con una sola costante di tempo (reti STC). Rappresentazione grafica della risposta in frequenza con diagrammi di Bode.

Amplificatori operazionali.
Amplificatori operazionali ideali e relativi modelli circuitali. Configurazione invertente e non invertente. Amplificatore delle differenze. Non idealità dell’amplificatore operazionale.

Diodi.
Il diodo ed il suo utilizzo circuitale. Il diodo a semiconduttore; struttura e principio di funzionamento, caratteristica corrente-tensione e comportamento con la temperatura. Diodi a valanga e Zener. Circuiti statici con diodi. Modello del diodo per ampi e piccoli segnali.

Circuiti non lineari con diodi.
Raddrizzatori a semplice e doppia semionda. Rivelatore di picco. Circuiti di aggancio. Limitatori e comparatori.

Il FET Metallo-Ossido-Semiconduttore (MOSFET).
Il MOSFET a svuotamento; struttura, principio fisico, caratteristiche corrente-tensione. Il MOSFET ad accumulo (arricchimento). Polarizzazione del MOSFET ad accumulo (arricchimento) in circuiti discreti. Amplificatori per piccoli segnali con MOSFET. Amplificatori a stadio singolo con sorgente, con gate e con drain comune. Specchio di corrente. Amplificatori MOS in tecnologia integrata con carichi attivi. Amplificatori CMOS. Porte di trasmissione lineari con transistori MOSFET.

Circuiti digitali con transistori MOSFET.
Caratteristica dell’invertitore. Invertitore CMOS. Circuiti logici in tecnologia CMOS. Circuito bistabile. Multivibratori astabili (generatori di forme d’onda) e monostabili. Memorie ad accesso casuale (RAM) e memorie a sola lettura (ROM).
Metodi didattici
Lezioni (ore/anno in aula): 44
Esercitazioni (ore/anno in aula): 32
Attività pratiche (ore/anno in aula): 16
Le lezioni vengono affrontate proiettando, illustrando e discutendo il contenuto di presentazioni realizzate in formato elettronico. Le presentazioni sono anche integrate con spiegazioni ed esempi numerici svolti alla lavagna.
Le esercitazioni consistono nella risoluzione di testi d’esame degli anni precedenti, adeguati al livello di preparazione mano a mano acquisito dagli studenti.
Le attività pratiche consistono nell'utilizzo della strumentazione elettronica di base per lo svolgimento di misure su semplici circuiti elettronici: le attività vengono svolte nel laboratorio didattico di elettronica circuitale del dipartimento di Ingegneria Industriale e dell'Informazione.
Testi di riferimento
Microelectronic Circuits
Seventh International edition
Autori: Adel Sedra e Kenneth Smith
The Oxford Series in Electrical and Computer Engineering
ISBN: 9780199339143

Testo fondamentale. Ad esso si farà costante riferimento durante le lezioni e le esercitazioni.

Sul sito KIRO del corso: https://elearning2.unipv.it/ingegneria/course/view.php?id=214 sono rese disponibili copie delle presentazioni proiettate durante le lezioni.

F. Maloberti, G. Martini. Esercizi di Elettronica Applicata. Ed. Spiegel (1998), Milano. Testo utile per gli esercizi (disponibile in Biblioteca).

F. Maloberti. Understanding Microelectronics: A Top-Down Approach. John Wiley and Sons, Chichester (2012). Lettura utile per un approfondimento di tipo sistemistico (disponibile in Biblioteca).

Y. Tsividis. A First Lab in Circuits and Electronics. John Wiley & Sons, Inc., New York (2002). Utile per il Laboratorio (disponibile in Biblioteca).
Modalità verifica apprendimento
L’esame finale consiste in una prova scritta ed una prova orale. La prova scritta è volta a valutare le conoscenze dello studente, la sua comprensione degli argomenti del corso e la sua capacità di risolvere problemi. Essa consiste in due esercizi, ciascuno con almeno 3 quesiti. Gli esercizi prevedono l'analisi di semplici circuiti con amplificatori operazionali, diodi e transistori. Durante la prova scritta, è ammessa la consultazione del libro di testo e degli appunti personali dello studente. La valutazione della prova scritta è in trentesimi. E' possibile sostenere la prova orale solo dopo il superamento della prova scritta, che si ottiene con un punteggio di almeno 18/30. La prova orale può diventare facoltativa se lo studente risponde correttamente ad alcuni quesiti della prova scritta ritenuti essenziali ed indicati esplicitamente nel testo. Se l'orale è facoltativo e lo studente decide di non sostenerlo, il voto finale massimo conseguibile è di 26/30. La prova orale può portare ad un incremento o decremento del punteggio ottenuto con la prova scritta. L’obiettivo della prova orale è quello di accertare le conoscenze dello studente, la sua comprensione degli argomenti del corso e la sua capacità di risolvere problemi e di comunicare contenuti tecnici con linguaggio appropriato. Il voto finale viene espresso in trentesimi. La soglia di superamento dell’esame è 18/30 ed il voto massimo è 30/30 e lode.
Altre informazioni
L’esame finale consiste in una prova scritta ed una prova orale. La prova scritta è volta a valutare le conoscenze dello studente, la sua comprensione degli argomenti del corso e la sua capacità di risolvere problemi. Essa consiste in due esercizi, ciascuno con almeno 3 quesiti. Gli esercizi prevedono l'analisi di semplici circuiti con amplificatori operazionali, diodi e transistori. Durante la prova scritta, è ammessa la consultazione del libro di testo e degli appunti personali dello studente. La valutazione della prova scritta è in trentesimi. E' possibile sostenere la prova orale solo dopo il superamento della prova scritta, che si ottiene con un punteggio di almeno 18/30. La prova orale può diventare facoltativa se lo studente risponde correttamente ad alcuni quesiti della prova scritta ritenuti essenziali ed indicati esplicitamente nel testo. Se l'orale è facoltativo e lo studente decide di non sostenerlo, il voto finale massimo conseguibile è di 26/30. La prova orale può portare ad un incremento o decremento del punteggio ottenuto con la prova scritta. L’obiettivo della prova orale è quello di accertare le conoscenze dello studente, la sua comprensione degli argomenti del corso e la sua capacità di risolvere problemi e di comunicare contenuti tecnici con linguaggio appropriato. Il voto finale viene espresso in trentesimi. La soglia di superamento dell’esame è 18/30 ed il voto massimo è 30/30 e lode.
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile