Docente/i: Giuseppe Martini   Federico Montecchi  

Denominazione del corso: Elettronica I
Codice del corso: 062045
Corso di laurea: Ingegneria Biomedica, Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni, Ingegneria Informatica
Settore scientifico disciplinare: ING-INF/01
L'insegnamento è caratterizzante per: Ingegneria Informatica
L'insegnamento è affine per: Ingegneria Informatica
Crediti formativi: CFU 9
Sito web del corso: http://www.unipv.it/ele1/

Obiettivi formativi specifici

Il corso ha lo scopo di fornire le conoscenze di base nel campo dell’Elettronica. Partendo dalle conoscenze generali di Fisica e Matematica, è dapprima illustrato il concetto di informazione, e successivamente vengono introdotte le tecniche elettroniche di elaborazione dell’informazione. Dopo aver richiamato i concetti ed i teoremi fondamentali relativi ai circuiti lineari, si considera l’Amplificatore Operazionale e le sue applicazioni circuitali. Si introducono i componenti a semiconduttore: diodi, transistori bipolari e ad effetto di campo. Sono descritte le caratteristiche funzionali dei singoli componenti, in relazione al loro impiego, in particolare negli stadi di amplificazione e nell'invertitore logico. L’ultima parte del corso è dedicata ai circuiti digitali in tecnologia MOS ed alle memorie. Il corso ha un duplice valore formativo ed informativo; esso introduce, da un lato, alle metodologie tipiche dell’Elettronica e, dall’altro, fornisce cognizioni di analisi e progetto di circuiti elettronici aventi valore professionale. È prerequisito essenziale per tutti gli altri corsi a carattere elettronico.

Programma del corso

Informazione, segnali analogici e digitali
Comunicazioni, calcolatori, controllo e componenti.

Circuiti lineari
Bipoli lineari e non lineari. Amplificatori, loro modelli e risposta in frequenza. Teoremi di Thevenin e di Miller. Risposta in frequenza e nel tempo di reti con una sola costante di tempo (reti STC). Rappresentazione grafica della risposta infrequenza; diagrammi di Bode.

Amplificatori operazionali
Amplificatori operazionali ideali e relative funzioni circuitali. Configurazioni invertenti e non invertenti. Effetti del guadagno e della banda finiti.

Diodi
Il diodo ed il suo utilizzo circuitale. Il diodo a semiconduttore; struttura e principio fisico, caratteristica corrente-tensione e comportamento con la temperatura. Diodi a valanga e Zener. Circuiti statici con diodi. Modello del diodo per ampi e piccoli segnali.

Circuiti non lineari
Raddrizzatori a semplice e doppia semionda. Rivelatore di picco. Circuiti di aggancio. Limitatori e comparatori.

Il FET Metallo-Ossido-Semiconduttore (MOSFET)
Il MOSFET a svuotamento; strutture, principio fisico, caratteristiche. Il MOSFET ad accumulo Polarizzazione del MOSFET ad accumulo in circuiti discreti. Amplificatori per piccoli segnali con MOSFET. Amplificatori a stadio singolo con sorgente, con gate e con drain comune. Amplificatori MOS integrati come carichi attivi. Amplificatori con CMOS. Le porte di trasmissione lineari con MOS.

Il transistore a giunzione (BJT)
Strutture e principio fisico di funzionamento. Simboli e modelli lineari. Caratteristiche esterne corrente-tensione. Polarizzazione di circuiti con transistori. Amplificatori con transistori; circuito equivalente per piccoli segnali. Polarizzazione ed analisi grafica per circuiti discreti; stadi con emettitore o con collettore comune. Il comportamento per ampi segnali.

Circuiti digitali MOS
La caratteristica dell’invertitore. L’invertitore C-MOS. Circuiti logici con C-MOS. Il circuito bistabile. Generatori di forme d’onda. Memorie ad accesso casuale (RAM) e memorie a sola lettura (ROM).

Prerequisiti

Padronanza della matematica delle scuole secondarie (algebra, trigonometria, logaritmi). Calcolo differenziale e numeri complessi. Principi di Elettromagnetismo. Elementi di analisi dei circuiti elettrici.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 42
Esercitazioni (ore/anno in aula): 42
Laboratori (ore/anno in aula): 16
Progetti (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

A. Sedra, K. Smith. Circuiti per la Microelettronica. 3a Ed. italiana (5a ed. inglese) Edises (2005), Napoli.. Testo fondamentale.

F. Maloberti, G. Martini. Esercizi di Elettronica Applicata. Ed. Spiegel (1998), Milano.

Y. Tsividis. A First Lab in Circuits and Electronics. John Wiley & Sons, Inc., New York (2002). Testo per consultazione.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Sono previste due prove scritte di valutazione in itinere. L’esame finale consiste in una prova orale, preceduta da una prova scritta. Coloro che avessero svolto con esito soddisfacente le prove in itinere sono esonerati dalla prova scritta, purchè sostengano l’esame entro la sessione di Settembre immediatamente seguente la conclusione del corso.