2019/2020

2020/2021

DM270

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE E DELL'INFORMAZIONE

INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA

PERCORSO COMUNE

2°

Secondo Semestre (08/03/2021 - 14/06/2021)

9

Italiano

Padronanza della matematica delle scuole secondarie (algebra, trigonometria, logaritmi). Calcolo differenziale e numeri complessi. Principi di Elettromagnetismo. Elementi di analisi dei circuiti elettrici.

Il corso ha lo scopo di fornire le conoscenze di base nel campo dell’Elettronica. Partendo dalle conoscenze generali di Fisica e Matematica, è dapprima illustrato il concetto di informazione, e successivamente vengono introdotte le tecniche elettroniche di elaborazione dell’informazione. Dopo aver richiamato i concetti ed i teoremi fondamentali relativi ai circuiti lineari, si considera l’Amplificatore Operazionale e le sue applicazioni circuitali. Si introducono i componenti a semiconduttore: diodi, transistori bipolari e ad effetto di campo. Sono descritte le caratteristiche funzionali dei singoli componenti, in relazione al loro impiego, in particolare negli stadi di amplificazione e nell'invertitore logico. L’ultima parte del corso è dedicata ai circuiti digitali in tecnologia MOS ed alle memorie. Il corso ha un duplice valore formativo ed informativo; esso introduce, da un lato, alle metodologie tipiche dell’Elettronica e, dall’altro, fornisce cognizioni di analisi e progetto di circuiti elettronici aventi valore professionale. È prerequisito essenziale per tutti gli altri corsi a carattere elettronico.

Informazione, segnali analogici e digitali
Comunicazioni, calcolatori, controllo e componenti.

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

Amplificatori operazionali
Amplificatori operazionali ideali e relative funzioni circuitali. Configurazioni invertenti e non invertenti. Effetti del guadagno e della banda finiti.

Diodi
Il diodo ed il suo utilizzo circuitale. Il diodo a semiconduttore; struttura e principio fisico, 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
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; strutture, principio fisico, caratteristiche. Il MOSFET ad accumulo Polarizzazione del MOSFET ad accumulo 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 integrati con carichi attivi. Amplificatori con CMOS. Le porte di trasmissione lineari con MOS.

Il transistore a giunzione (BJT)
Strutture e principio fisico di funzionamento. Simboli e modelli lineari. Caratteristiche esterne corrente-tensione. Polarizzazione di circuiti con BJT. Amplificatori; circuito equivalente per piccoli segnali. Polarizzazione ed analisi grafica per circuiti discreti; stadi con emettitore o con collettore comune. Amplificatori per circuiti integrati e confronto con il MOSFET. Il comportamento per ampi segnali.

Circuiti digitali MOS
La caratteristica dell’invertitore. L’invertitore C-MOS. Circuiti logici con C-MOS. Il circuito bistabile. Generatori di forme d’onda. Memorie ad accesso casuale (RAM) e memorie a sola lettura (ROM).

Lezioni (ore/anno in aula): 68
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

A. Sedra, K. Smith. Microelectronic Circuits, International Sixth Edition. Oxford University Press, New York, Toronto, (2011). Testo fondamentale. Ad esso si farà costante riferimento durante le lezioni e le esercitazioni.

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).

L’esame finale consiste in una prova orale, preceduta da una prova scritta.

L’esame finale consiste in una prova orale, preceduta da una prova scritta.