Elettronica 1

A.A. 2021/2022
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
FIS/01 ING-INF/01
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti i concetti di base della teoria dei circuiti e del funzionamento dei dispositivi elettronici a semiconduttore.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente al termine del semestre avrà acquisito:
1. la capacità di risolvere i circuiti elettrici in continua;
2. la capacità di analizzare circuiti elettronici lineari nel dominio della frequenza, ricavando la risposta in frequenza e disegnando i diagrammi di Bode;
3. la conoscenza della struttura e dei principi di funzionamento di dispositivi a semiconduttore (diodo a giunzione, transistore bipolare, transistore MOS);
4. la capacità di analizzare il funzionamento di semplici stadi di amplificazione, sapendo calcolare il punto di lavoro in continua e il guadagno per piccoli segnali;
5. la conoscenza del funzionamento delle porte logiche in tecnologia CMOS.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre
Tutte le lezioni potranno essere svolte anche in teledidattica.
Programma
- Richiami di teoria delle reti elettriche: bipoli passivi, generatori indipendenti, caratteristica di un bipolo, legge di Ohm, leggi di Kirchhoff, potenza erogata e dissipata; doppi bipoli.
- Reti elettriche lineari: risposta impulsiva e convoluzione; risposta in frequenza; applicazione della trasformata di Fourier; funzione di trasferimento; poli e zeri in campo complesso; diagrammi di Bode.
- Elementi di teoria della retroazione: retroazione negativa e positiva; proprietà dei circuiti con retroazione negativa; schema a blocchi del sistema retroazionato; prodotto banda-guadagno; stabilità dinamica e criterio di Bode; margini di fase e di guadagno.
- L'amplificatore operazionale ideale: il concetto di terra virtuale; principali configurazioni retroazionate: inseguitore di tensione, amplificatore invertente, amplificatore non invertente, amplificatore delle differenze; funzioni di somma e sottrazione.
- Componenti elettronici a semiconduttore: diodo a giunzione, transistore bipolare a giunzione, transistore MOS. Relazioni statiche e curve caratteristiche. Polarizzazione di circuiti elementari. Circuiti equivalenti per piccoli segnali.
- Esempi di circuiti analogici: raddrizzatore, riferimento di tensione a diodo Zener, inseguitore di emettitore, transistore con emettitore e con base a massa, stadio differenziale.
- Tecnologia CMOS e porte logiche CMOS. Consumo dinamico delle porte logiche CMOS.
Prerequisiti
1. Grandezze elettriche e unità di misura del Sistema Internazionale
2. Risoluzione di equazioni differenziali lineari di primo e secondo ordine
3. Definizioni e proprietà della trasformata di Fourier
Metodi didattici
L'insegnamento è erogato in maniera tradizionale, con lezioni ed esercitazioni in aula o da remoto.
Materiale di riferimento
R.C. Jaeger, T.N. Blalock: "Microelettronica", McGraw-Hill.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una prova scritta e una prova orale.
Nella prova scritta, della durata di tre ore, lo studente dovrà risolvere tre problemi riguardanti: (1) un circuito elettrico in continua; (2) uno stadio di amplificazione a transistor; (3) un filtro attivo o un circuito con un amplificatore operazionale.
Nella prova orale, della durata di circa mezz'ora, lo studente dovrà dimostrare di conoscere la struttura, il funzionameto ed il modello elettrico dei principali dispositivi a semiconduttore (diodo, transistore bipolare, transistore MOS), e la logica CMOS.
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE - CFU: 0
ING-INF/01 - ELETTRONICA - CFU: 0
Lezioni: 48 ore
Siti didattici
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