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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2017/2018
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 085746 - FONDAMENTI DI ELETTRONICA
Docente Fiorini Carlo Ettore
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (356) INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI*IMPJ085746 - FONDAMENTI DI ELETTRONICA
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (358) INGEGNERIA INFORMATICAI1AIMPJ085746 - FONDAMENTI DI ELETTRONICA
IC3IMPJ085746 - FONDAMENTI DI ELETTRONICA
II3IMPJ085746 - FONDAMENTI DI ELETTRONICA

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

Obiettivi

Scopo dell’insegnamento è quello di avviare gli allievi ad una conoscenza degli aspetti caratterizzanti le discipline dell’elettronica. L’insegnamento prende in considerazione i concetti fondamentali del trattamento elettronico dell’informazione, sia essa di tipo analogico che digitale, soffermandosi sull’esame del comportamento fisico dei dispositivi elettronici e dei circuiti analogici e digitali, cosicché l’allievo possa valutarne l’influenza sulle prestazioni reali del sistema: amplificazione, risposta in frequenza, velocità, dissipazione di potenza.

 

Programma delle lezioni e delle esercitazioni

 

Parte I

Introduzione all’elettronica

Segnali elettrici: generatori e sensori reali. Sistema elettronico da trasduttore ad attuatore: condizionamento e filtraggio dei segnali, elaborazione, controllo, attuazione, sistemi analogici e digitali. Dispositivi a semiconduttore: Semiconduttori intriseci e drogati. Giunzione p-n. Transistore MOS ad arricchimento: caratteristiche statiche ideali, impiego come interruttore, transistori a canale n e p.

 

Circuiti logici

Richiami di circuiti logici. Generalità sulla logica CMOS: invertitore, parametrici statici e dinamici. Invertitore CMOS: caratteristica statica ingresso-uscita, livelli di tensione in uscita, soglia logica. Reti di pull-up e pull-down. Porte NAND e NOR. Potenza dissipata statica e dinamica. Logiche a pass transistor (PTL). Elementi di memoria: circuito bistabile e memoria dinamica . Cenni su SRAM, DRAM e memorie non volatili.

 

Circuiti raddrizzatori

Diodo a giunzione: caratteristica statica, breakdown, diodo Zener. Modelli lineari a tratti e per piccoli segnali. Circuiti raddrizzatori di semionda, rivelatori di picco, circuiti di vincolo, regolatore di tensione a diodo Zener. Progetto di un alimentatore DC.

 

Parte II

Amplificatori di segnali e filtri

Amplificatori operazionali: caratteristiche ideali, funzionamento lineare, comparatore. Guadagno differenziale e di modo comune, CMRR. Reazione negativa: fondamenti della retroazione, configurazioni invertente e non invertente di amplificatore. Circuiti con amplificatori operazionali reali per il filtraggio di forme d’onda (operazioni di somma, differenza, derivata, integrale). Effetto delle non-idealità dell’amplificatore operazionale: tensioni di offset, correnti di polarizzazione e di offset, prodotto guadagno-banda, slew rate, limiti di tensione e corrente di uscita. Stabilità di amplificatori reazionati. Reazione positiva: trigger di Schmitt e oscillatore a rilassamento.

 

Conversione del segnale (analogica/digitale e digitale/ analogico)

Il campionamento dei segnali: criteri di ricostruzione, spettro ed equivocazione. Convertitori analogico/digitali (ADC): caratteristica statica (unipolare e bipolare), fondo-scala, risoluzione, errore di quantizzazione, errore di guadagno e di offset, non-linearità integrale e differenziale. Circuito sample-and-Hold, tempo minimo di sample e massimo di hold (droop), non-idealità statiche, iniezione di carica ed errore di piedistallo. Frequenza minima e massima di clock di un campionatore. Tipologie di ADC: convertitore flash, a contatore-rampa, ad approssimazione successiva. Tempi di conversione. Convertitori DAC a resistenze con peso binario, a rete a scala R-2R, a stringa di resistenze. 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

Non esistono prerequisiti formali, tuttavia si assume che l’allievo abbia già acquisiti i fondamenti di analisi matematica, fisica, elettrotecnica ed automatica.


Note Sulla Modalità di valutazione

La valutazione avverrà mediante prove scritte che prevedono la risoluzione di esercizi numerici. Sono anche previste due prove in itinere. La prima, che avrà luogo durante il periodo di sospensione delle lezioni, verterà sulla sola “Parte I” del programma del corso. La seconda verterà sulla sola “Parte II” del programma del corso per gli studenti con prima prova sufficiente, sull’intero programma per gli studenti con prima prova insufficiente o che mirano a migliorarne il voto.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaF. Zappa, Elettronica, Editore: EdiSES, Anno edizione: 2014, ISBN: 9788879598118
Risorsa bibliografica facoltativaA. Sedra K. Smith, Circuiti per la Microelettronica, Editore: EdiSES, Anno edizione: 2012, ISBN: 9788879597340
Risorsa bibliografica facoltativaA. Tosi, Esercizi di elettronica. Tratti da temi d'esame di elettronica e fondamenti di elettronica, Editore: Esculapio, ISBN: 8874884273

Software utilizzato
Nessun software richiesto

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
60.0
esercitazione
40.0
laboratorio informatico
0.0
laboratorio sperimentale
12.0
progetto
0.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.7.2 / 1.7.2
Area Servizi ICT
05/07/2022