Obiettivi Formativi

Il corso intende fornire le conoscenze sui concetti fondamentali per la realizzazione di circuiti elettronici che possano svolgere funzioni logiche nella prospettiva di rendere gli studenti capaci di progetti full custom di dispositivi digitali. Intende inoltre fornire allo studente una conoscenza approfondita degli amplificatori operazionali e delle loro applicazioni (lineari e non lineari) fondamentali, in modo da renderlo capace di analizzare e progettare sistemi analogici per applicazioni specifiche.

Metodi didattici

Il corso viene svolto mediante lezioni frontali ed esercitazioni tenute dal docente, mediante esercitazioni di progettazione assistite dal PC svolte dagli studenti stessi e mediante dimostrazioni di laboratorio.

Prerequisiti

Conoscenza di: BJT, MOSFET, Diodi, teoria dei circuiti

Verifiche dell'apprendimento

Durante lo svolgimento del corso il percorso di apprendimento da parte degli studenti viene verificato mediante diverse prove in itinere, consistenti in esercizi di analisi e/o progettazione di circuiti digitali e analogici. L’esame consiste in una prova scritta (della durata di 4 ore) con domande di analogica e di digitale e in una prova orale. Si può decidere di sostenere la prova orale sulla sola parte di digitale, con la consapevolezza di poter raggiungere, per l’intero esame, la votazione massima di 25/30. Scritto e orale devono essere sostenuti nello stesso appello. Il superamento delle prove in itinere esonera dallo svolgimento della prova scritta. Durante la prima lezione del corso vengono comunque forniti tutti i dettagli circa lo svolgimento e i contenuti di prove in itinere ed esami.

Programma del Corso

Introduzione; Elettronica Analogica e Elettronica Digitale. Il corso prosegue quindi con due percorsi paralleli, uno dedicato allElettronica Digitale e uno all Elettronica Analogica, sincronizzati in modo da poter fare collegamenti ed approfondimenti opportuni: Elettronica Digitale: Concetti generali, Definizioni fondamentali: livelli logici, caratteristica di trasferimento, margini di rumore, ritardo di propagazione, potenza dissipata, prodotto ritardo potenza. Circuiti logici digitali CMOS. Circuiti logici pseudo-NMOS. Transmission gate. Logica ECL. Logica BiCMOS. Circuiti di memoria: latch e flip flop. Flip flop SR. Flip flop D. RAM statica e RAM dinamica. ROM. EPROM. Progettazione VLSI. Software Electric. Elettronica Analogica: Amplificatori differenziali: studio dell'amplificatore differenziale a transistori bipolari. L'amplificatore differenziale come blocco costruttivo fondamentale per la realizzazione di amplificatori operazionali. 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. 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. Prodotto guadagno banda. Circuiti ad amplificatori operazionali e circuiti non lineari per il trattamento dei segnali: Principio del corto circuito virtuale. 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.