Obiettivi

Scopo dell’insegnamento è quello di avviare gli allievi ad una conoscenza degli aspetti caratterizzanti le discipline dell’Elettronica. Gli argomenti che vengono discussi sono di interesse sia per gli allievi che intendono concludere gli studi con l’acquisizione della laurea, sia per quelli che intendono proseguire fino alla laurea magistrale.
L’insegnamento prende in considerazione i concetti fondamentali del trattamento elettronico dell’informazione, sia essa di tipo analogico che digitale, soffermandosi in particolare sull’esame del comportamento fisico dei componenti e dei circuiti analogici e digitali, cosicché l’allievo possa valutarne l’influenza sulle prestazioni reali (amplificazione, risposta in frequenza, velocità, dissipazione di potenza … ). Per questo è necessario introdurre, sia pure in forma prevalentemente qualitativa, i concetti di base sul funzionamento dei dispositivi elementari.


Programma delle lezioni e delle esercitazioni

1. Sistemi Elettronici (4 ore lezione)
     1.1 Segnali: generatori e sensori reali. Rappresentazione nel tempo e componenti in frequenza.
1.2 Sistemi: analogici e digitali, condizionamento dei segnali, elaborazione, controllo, attuazione.

2. Dispositivi Elettronici (10 ore lezione + 4 ore esercitazione)
2.1 Semiconduttori: droganti, portatori.
2.2 Diodo: caratteristiche statiche ideali, impiego come raddrizzatore.
2.3 Transistore MOS: caratteristiche statiche ideali, impiego come interruttore ed amplificatore.

3. Elettronica Digitale (14 ore lezione + 8 ore esercitazione)
3.1 Generalità sulla logica CMOS: prestazioni statiche e dinamiche, margini di rumore.
     3.2 Componenti MSI: combinatori (decoder, multiplexer) e sequenziali (flip-flop).
3.3 Memorie volatili e non: RAM statiche e dinamiche, EPROM e FLASH.

4. Elettronica Analogica (20 ore lezione + 14 ore esercitazione)
4.1 Stadi differenziali MOS
4.2 Amplificatori operazionali (OA): caratteristiche ideali, funzionamento lineare; comparatore.
4.3 Reazione negativa: concetto di terra virtuale, configurazioni invertente e non invertente.
4.4 Circuiti con OA reali per la somma, la differenza, l’integrazione, la derivazione e il filtraggio di forme d’onda.
4.5 Trigger di Schmitt e reazione positiva

5. Conversione Analogica/Digitale (12 ore lezione + 6 ore esercitazione)
     5.1 Generalità sul campionamento: criteri di ricostruzione, spettro ed equivocazione.
     5.2 Sample&Hold: circuito a componenti discreti, parametri ed errori
5.3 Convertitori ADC: esempio di struttura interna, quantizzazione, risoluzione, precisione e accuratezza.
5.4 Convertitori DAC: esempio di struttura interna, errori e non-linearità.

Attività di laboratorio

L'attività di laboratorio ha lo scopo di rendere familiare allo studente l'utilizzo dei principali strumenti di un laboratorio di elettronica mediante lo svolgimento di alcuni esperimenti. Lo studente svolgerà esperimenti su circuiti di base, la cui teoria è stata preventivamente argomento di lezione. Verranno utilizzati inoltre programmi di simulazione per l'analisi dei circuiti.

Prerequisiti

I prerequisiti dell’insegnamento si possono trovare negli insegnamenti di Matematica, Fisica, Elettrotecnica.