ID:
A000516
Durata (ore):
72
CFU:
9
Url:
INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA/ELETTRONICA Anno: 3
Anno:
2023
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (25/09/2023 - 15/12/2023)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Fornire conoscenze approfondite sui modelli dei dispositivi attivi, sulle configurazioni fondamentali degli amplificatori a singolo transistore, sull’amplificatore operazionale e sue applicazioni.
Sviluppare la capacità di analizzare e dimensionare circuiti elettronici analogici per applicazioni specifiche.
Sviluppare un elevato grado di autonomia nella scelta delle tecniche di analisi più adatte per la risoluzione dei circuiti.
Sviluppare la capacità di esprimersi con proprietà di linguaggio appropriata.
Sviluppare l’attitudine al continuo aggiornamento sugli sviluppi scientifici e tecnologici, sulla disponibilità di nuovi componenti in un settore in rapidissima evoluzione quale è quello dell’elettronica.
Sviluppare la capacità di analizzare e dimensionare circuiti elettronici analogici per applicazioni specifiche.
Sviluppare un elevato grado di autonomia nella scelta delle tecniche di analisi più adatte per la risoluzione dei circuiti.
Sviluppare la capacità di esprimersi con proprietà di linguaggio appropriata.
Sviluppare l’attitudine al continuo aggiornamento sugli sviluppi scientifici e tecnologici, sulla disponibilità di nuovi componenti in un settore in rapidissima evoluzione quale è quello dell’elettronica.
Prerequisiti
Conoscenza dei fondamenti della teoria dei circuiti e della teoria dei controlli (risposta in frequenza, concetto di retroazione).
Metodi didattici
Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge attraverso lezioni frontali, esercitazioni guidate ed esercitazioni svolte dagli studenti, con lo scopo di stimolare l’approccio ai problemi con autonomia e senso critico.
Le attività sono svolte in parte alla lavagna e in parte con il supporto di slide delle lezioni. Le esercitazioni di progettazione e simulazione vengono svolte al pc.
Le attività sono svolte in parte alla lavagna e in parte con il supporto di slide delle lezioni. Le esercitazioni di progettazione e simulazione vengono svolte al pc.
Verifica Apprendimento
Il percorso di apprendimento da parte degli studenti viene verificato mediante una prova in itinere sulla prima parte di programma, consistente in esercizi di analisi di circuiti e domande a risposta multipla e/o aperta. La valutazione della prova sarà effettuata in trentesimi. L’apprendimento sulla seconda parte di programma (dagli amplificatori operazionali in poi) viene verificata mediante esercitazioni in aula, da svolgere anche con l’ausilio del simulatore. Verrà espressa una valutazione in trentesimi complessiva per tutte le esercitazioni, che farà media con la valutazione della prima prova. L’esame finale consiste in una prova scritta volta ad accertare il raggiungimento degli obiettivi fondamentali, mediante la valutazione della capacità di ragionamento critico sullo studio realizzato e le competenze acquisite, ed in una prova orale, facoltativa, in cui verrà valutata anche la qualità dell’esposizione e la competenza nell’impiego del lessico specialistico. Durante le prove scritte non è ammessa la consultazione di materiale didattico o tecnico e il formulario viene fornito dal docente con il testo della prova. É consentito l’uso della calcolatrice. Con il solo esame scritto si può raggiungere una votazione massima di 26/30. Il superamento della prova in itinere e di tutte le esercitazioni esonera dallo svolgimento dell’esame. Durante la prima lezione del corso vengono comunque forniti tutti i dettagli circa lo svolgimento e i contenuti di prove in itinere ed esami.
Testi
Materiale didattico (slide pdf) predisposto dal docente.
Jacob Millman, Arvin Grabel, Pierangelo Terreni- Elettronica di Millman - McGraw-Hill
Sedra, Smith - Circuiti per la Microelettronica - Edises
Jacob Millman, Arvin Grabel, Pierangelo Terreni- Elettronica di Millman - McGraw-Hill
Sedra, Smith - Circuiti per la Microelettronica - Edises
Contenuti
INTRODUZIONE: Elettronica Analogica.
-RICHIAMI SU ELETTRONICA E SEMICONDUTTORI: semiconduttori intrinseci. Semiconduttori drogati. La corrente nei semiconduttori. Giunzione pn.
-I DIODI: il diodo ideale. Caratteristiche di un diodo a giunzione. Modelli della caratteristica diretta del diodo. Diodi Zener. Circuiti raddrizzatori. Circuiti limitatori e di aggancio. Tipi particolari di diodo (Schottky, varactor, fotodiodi, LED).
-IL TRANSISTORE BIPOLARE A GIUNZIONE (BJT): struttura del dispositivo e funzionamento fisico. Caratteristiche I/V. Polarizzazione e funzionamento a piccolo segnale. Amplificatori a BJT.
-IL TRANSISTORE A EFFETTO DI CAMPO (MOSFET): struttura e funzionamento fisico del dispositivo. Caratteristiche I/V. Polarizzazione e funzionamento a piccolo segnale. Amplificatori a MOS.
-RISPOSTA IN FREQUENZA: risposta in frequenza degli amplificatori studiati. Diagrammi di Bode.
-AMPLIFICATORI PER CIRCUITI INTEGRATI: filosofia di progetto dei CI. La cella di guadagno elementare. L’amplificatore cascode. Generatori di corrente per la polarizzazione dei CI. Specchi di corrente. L’amplificatore differenziale. Studio dell'amplificatore differenziale a transistori bipolari. L'amplificatore differenziale come blocco costruttivo fondamentale per la realizzazione di amplificatori operazionali.
-AMPLIFICATORI OPERAZIONALI: L'amplificatore operazionale come blocco fondamentale per la sintesi di circuiti in reazione. L'amplificatore operazionale ideale. Caratteristiche ai terminali di amplificatori operazionali reali con compensazione a polo dominante. Principio del corto circuito virtuale. Prodotto guadagno banda.
-CIRCUITI REAZIONATI: Impedenza di ingresso e di uscita. Guadagni di tensione, corrente, transresistenza e transconduttanza. L'impiego della reazione nei circuiti elettronici lineari. Il teorema di scomposizione come strumento di analisi e sintesi di circuiti reazionati.
-CONFIGURAZIONI ELEMENTARI DI AMPLIFICATORI REAZIONATI: tensione-serie, tensione-parallelo, corrente-serie, corrente-parallelo. Amplificatori ideali. Criteri per l'applicazione del teorema di scomposizione. Calcolo del guadagno e delle impedenze di ingresso e di uscita di amplificatori reazionati.
-CIRCUITI AD AMPLIFICATORI OPERAZIONALI E CIRCUITI NON LINEARI PER IL TRATTAMENTO DEI SEGNALI: Amplificatore invertente, amplificatore non invertente, sommatore, amplificatore differenziale, amplificatore per strumentazione. Amplificatore di corrente, amplificatore transresistivo e transconduttivo. Circuito integratore e derivatore. Circuiti sfasatori. Amplificatore bifase. Oscillatori lineari. Principio di Barkhausen. Oscillatore a rete di sfasamento e oscillatore a ponte di Wien. Comparatore. Comparatore rigenerativo. Generatori di forme d'onda: circuito monostabile e astabile. Generatore di onde triangolari. Oscillatore controllato in frequenza. NE 555.
-RICHIAMI SU ELETTRONICA E SEMICONDUTTORI: semiconduttori intrinseci. Semiconduttori drogati. La corrente nei semiconduttori. Giunzione pn.
-I DIODI: il diodo ideale. Caratteristiche di un diodo a giunzione. Modelli della caratteristica diretta del diodo. Diodi Zener. Circuiti raddrizzatori. Circuiti limitatori e di aggancio. Tipi particolari di diodo (Schottky, varactor, fotodiodi, LED).
-IL TRANSISTORE BIPOLARE A GIUNZIONE (BJT): struttura del dispositivo e funzionamento fisico. Caratteristiche I/V. Polarizzazione e funzionamento a piccolo segnale. Amplificatori a BJT.
-IL TRANSISTORE A EFFETTO DI CAMPO (MOSFET): struttura e funzionamento fisico del dispositivo. Caratteristiche I/V. Polarizzazione e funzionamento a piccolo segnale. Amplificatori a MOS.
-RISPOSTA IN FREQUENZA: risposta in frequenza degli amplificatori studiati. Diagrammi di Bode.
-AMPLIFICATORI PER CIRCUITI INTEGRATI: filosofia di progetto dei CI. La cella di guadagno elementare. L’amplificatore cascode. Generatori di corrente per la polarizzazione dei CI. Specchi di corrente. L’amplificatore differenziale. Studio dell'amplificatore differenziale a transistori bipolari. L'amplificatore differenziale come blocco costruttivo fondamentale per la realizzazione di amplificatori operazionali.
-AMPLIFICATORI OPERAZIONALI: L'amplificatore operazionale come blocco fondamentale per la sintesi di circuiti in reazione. L'amplificatore operazionale ideale. Caratteristiche ai terminali di amplificatori operazionali reali con compensazione a polo dominante. Principio del corto circuito virtuale. Prodotto guadagno banda.
-CIRCUITI REAZIONATI: Impedenza di ingresso e di uscita. Guadagni di tensione, corrente, transresistenza e transconduttanza. L'impiego della reazione nei circuiti elettronici lineari. Il teorema di scomposizione come strumento di analisi e sintesi di circuiti reazionati.
-CONFIGURAZIONI ELEMENTARI DI AMPLIFICATORI REAZIONATI: tensione-serie, tensione-parallelo, corrente-serie, corrente-parallelo. Amplificatori ideali. Criteri per l'applicazione del teorema di scomposizione. Calcolo del guadagno e delle impedenze di ingresso e di uscita di amplificatori reazionati.
-CIRCUITI AD AMPLIFICATORI OPERAZIONALI E CIRCUITI NON LINEARI PER IL TRATTAMENTO DEI SEGNALI: Amplificatore invertente, amplificatore non invertente, sommatore, amplificatore differenziale, amplificatore per strumentazione. Amplificatore di corrente, amplificatore transresistivo e transconduttivo. Circuito integratore e derivatore. Circuiti sfasatori. Amplificatore bifase. Oscillatori lineari. Principio di Barkhausen. Oscillatore a rete di sfasamento e oscillatore a ponte di Wien. Comparatore. Comparatore rigenerativo. Generatori di forme d'onda: circuito monostabile e astabile. Generatore di onde triangolari. Oscillatore controllato in frequenza. NE 555.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
3 anni
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Persone
Persone
Professori/esse Associati/e
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