Obiettivi Formativi

Gli obiettivi principali di questo corso sono quelli di fornire: - conoscenze di base sulla teoria e sugli sviluppi recenti nel campo delle tecnologie wireless - competenze sull'utilizzo della strumentazione di laboratorio e di software di simulazione mediante esercitazioni pratiche

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni

Prerequisiti

Conoscenze di base di Elettromagnetismo, Circuiti Elettrici, Elettronica e Tecnologie Wireless

Verifiche dell'apprendimento

Prove in itinere scritte ed esame finale su vari argomenti trattati durante il corso

Programma del Corso

Introduzione Introduzione al corso. Onde elettromagnetiche. Spettro elettromagnetico. Segnali wireless. Ricetrasmettitore. Comunicazioni wireless. Tecnologie wireless. Applicazioni wireless. Radar. Applicazioni nel campo delle microonde. Dispositivi attivi a semiconduttore nel campo delle microonde Richiami di nozioni di base di elettronica. Conversione analogico-digitale. Componenti elettronici: attivi e passivi. Componenti elettronici: lineari e non lineari. Diodo. Transistor: BJT e FET. JFET: struttura fisica e principio di funzionamento. MOSFET: struttura fisica e principio di funzionamento. Tecnologia CMOS: bulk e SOI. Definizione MuGFET. FinFET: struttura fisica e principio di funzionamento. Gate all around FET. MESFET: struttura fisica e principio di funzionamento. HEMT: struttura fisica e principio di funzionamento. HEMT: pseudomorfico e metamorfico. BJT e HBT: struttura fisica e principio di funzionamento. Software SPICE. Analisi di datasheet di dispositivi commerciali. Tecnologie a microonde Tecnologie e materiali per dispositivi a microonde: Silicio, Arseniuro di Gallio, Fosfuro di Indio, Silicio Germanio, Nitruro di Gallio, Carburo di Silicio. Proprietà fisiche fondamentali: vantaggi e svantaggi. Tecniche di crescita epitassiale: MBE e MOCVD. Tecniche e strumentazioni di misura nel campo delle microonde Coefficienti di riflessione e di trasmissione. Carta di Smith. Parametri di Scattering. Misure on-wafer. Misure in package. Wire-bonding. Cavi e connettori a microonde. Chiave dinamometrica. Substrato di calibrazione. Bias Tee. Analizzatore vettoriale di reti: principio di funzionamento e schema a blocchi. Planarità. Misure a largo segnale: LSNA. Tecniche di calibrazione. Tecniche di de-embedding. Procedure di modellistica nel campo delle microonde e progettazione circuitale Modello a piccolo segnale. Circuito equivalente a piccolo segnale. Determinazione degli elementi estrinseci. Determinazione degli elementi intrinseci. Approssimazione quasi-statica. Modello a largo segnale: tabelle e funzioni analitiche. Procedura di integrazione. Guadagno di corrente. Frequenza di taglio. Frequenza di risonanza di h21. Applicazione dei modelli circuitali per progettazione circuitale. Cifra e parametri di rumore a microonde Matrici di correlazione. Definizione di cifra di rumore. Parametri di rumore: definizione e rappresentazione grafica. Formule di conversione da matrice di correlazione a parametri di rumore. Formula di Friis. Modelli di rumore per FET a microonde. Misura di cifra di rumore. Analizzatore di cifra di rumore. Sorgenti di rumore. Calibrazione. Procedure per la determinazione dei parametri di rumore. Tecniche di de-embedding per parametri di rumore. Misura di cifra di rumore e guadagno di un preamplificatore 87450B. CAD a microonde Utilizzo di pacchetti CAD per l’implementazione dei modelli per transistor da utilizzare in fase di progettazione circuitale. Esperienze di laboratorio Misura dei parametri di Scattering. Misura di cifra di rumore e guadagno. Misura dei parametri di rumore. Sviluppo di software di controllo strumenti.