Obiettivi Formativi

Fornire conoscenze su: circuiti elettronici- reti attive – circuiti digitali – dispositivi a semiconduttore – fotonica - sensori e trasduttori - esperienze di simulazione di funzionamento di circuiti

Learning Goals

To provide knowledge on: electronic circuits - active networks – digital networks - semiconductor devices - photonics - sensors and transducers – electronic networks simulation experiments

Metodi didattici

Lezioni con esercitazioni

Teaching Methods

Lectures with exercises

Prerequisiti

Elettromagnetismo: grandezze elettriche - circuiti elettrici stazionari e non - analisi di circuiti a componenti passivi (principalmente R,C) – Conoscenze di strumentazione elettronica di base (voltmetri, oscilloscopi, alimentatori, ...)

Prerequisites

Electromagnetism: electrical properties - stationary and non-stationary electrical circuits - analysis of circuits with passive components (mainly R, C) Knowledge of basic electronic equipment (voltmeters, oscilloscopes, power supplies, ...)

Verifiche dell'apprendimento

Valutazione prove in itinere e colloquio orale

Assessment

Evaluation tests and interview

Programma del Corso

Fondamenti di elettronica circuitale (analogica e digitale) - Cenni storici – Introduzione all’elettronica a stato solido - Elementi circuitali – Circuiti elettrici – Sorgenti di tensione e correnti – Principio di sovrapposizione degli effetti – Teoremi circuitali - Amplificazione – Circuiti amplificatori – Amplificatori operazionali – Retroazione – Amplificatore differenziale – Integratore e derivatore - Algebra di Boole – Porte logiche – Tavola della verità – Logica combinatoria – Rappresentazione numerica – Sommatore logico Dispositivi elettronici a stato solido Concetti di base sui materiali semiconduttori – Processi di diffusione e ricombinazione – Fondamenti del trasporto di carica - Giunzione p-n – Diodo – Struttura e funzionamento – Caratteristiche tensione-corrente – Modelli di funzionamento – Circuiti a diodi -Transistor bipolare BJT – Struttura e funzionamento – Modello Ebers-Moll – Caratteristiche tensione-corrente – Amplificatore e interruttore a BJT - Transistor a effetto campo MOSFET – Struttura e funzionamento – Caratteristiche tensione-corrente – Amplificatore e interruttore MOSFET – Modello a piccolo segnale – Invertitore logico digitale – Amplificatore operazionale CMOS – Circuiti per porte logiche CMOS – Circuiti per la conversione dati analogico-digitale Sensori e trasduttori - Controllo di processi – Sensori di temperatura, pressione, ottici - Attuatori

Course Syllabus

Basic circuits (analog and digital) Historical survey - introduction to solid state electronics - electrical circuits and devices - voltage and current sources – superposition effects principle - circuit theorems - amplifier - amplifier circuits - operational amplifier - differential amplifier - integrator and differentiators - Boolean algebra - logic gates - truth tables - combinatorial logic - numerical representation - logic adder Solid state electronic devices Basic concepts on semiconductors - diffusion and recombination processes - charge transport - pn junction - diode - design and operation - voltage-current characteristics - operation models - diode circuits. - BJT bipolar transistor - design and operation - Ebers-Moll Model - voltage-current characteristics - BJT amplifier and switch - MOSFET field effect transistor - design and operation - MOSFET amplifier and switch - small signals model - logic inverter - CMOS operational amplifier - CMOS gates circuits - analog-digital converters Sensors and Transducers Process control - temperature, pressure and optical sensors – actuators