Elettronica 1
A.A. 2025/2026
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.
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.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
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; trasformata di Laplace; 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; 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; sommatore.
- 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. Amplificatore operazionale a tre stadi. Compensazione in frequenza dell'amplificatore operazionale.
- Tecnologia CMOS e porte logiche CMOS. Algebra di Boole. Consumo dinamico delle porte logiche CMOS. Cenni sulle memorie a semiconduttore.
- Reti elettriche lineari: risposta impulsiva e convoluzione; risposta in frequenza; trasformata di Laplace; 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; 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; sommatore.
- 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. Amplificatore operazionale a tre stadi. Compensazione in frequenza dell'amplificatore operazionale.
- Tecnologia CMOS e porte logiche CMOS. Algebra di Boole. Consumo dinamico delle porte logiche CMOS. Cenni sulle memorie a semiconduttore.
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
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.
Materiale di riferimento
Dispense del docente disponibili sul sito Ariel.
Per ulteriori approfondimenti: R.C. Jaeger, T.N. Blalock: "Microelettronica", McGraw-Hill.
Per ulteriori approfondimenti: 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 quattro problemi riguardanti: (1) un circuito elettrico in continua; (2) uno stadio di amplificazione a transistor; (3) un filtro attivo o un altro circuito con un amplificatore operazionale; (4) un semplice circuito logico CMOS.
Nella prova orale, della durata di circa mezz'ora, lo studente dovrà dimostrare di conoscere la struttura, il funzionamento ed il modello elettrico dei principali dispositivi a semiconduttore (diodo, transistore bipolare, transistore MOS), e la logica CMOS.
Nella prova scritta, della durata di tre ore, lo studente dovrà risolvere quattro problemi riguardanti: (1) un circuito elettrico in continua; (2) uno stadio di amplificazione a transistor; (3) un filtro attivo o un altro circuito con un amplificatore operazionale; (4) un semplice circuito logico CMOS.
Nella prova orale, della durata di circa mezz'ora, lo studente dovrà dimostrare di conoscere la struttura, il funzionamento ed il modello elettrico dei principali dispositivi a semiconduttore (diodo, transistore bipolare, transistore MOS), e la logica CMOS.
FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE - CFU: 3
ING-INF/01 - ELETTRONICA - CFU: 3
ING-INF/01 - ELETTRONICA - CFU: 3
Lezioni: 48 ore
Docente:
Liberali Valentino
Docente/i