Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - CO (360) INGEGNERIA INFORMATICA
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085746 - FONDAMENTI DI ELETTRONICA
Obiettivi dell'insegnamento
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 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, consumo di potenza.
Risultati di apprendimento attesi
Descrittori di Dublino
Risultati di apprendimento attesi
1) Conoscenza e comprensione
· Conoscere gli elementi di base dell'architettura di un sistema elettronico
· Comprendere le proprietà dei materiali semiconduttori ed il funzionamento dei dispositivi base come la giunzione p-n e il transitore MOSFET
· Conoscere le principali famiglie logiche a MOSFET e caratterizzare prestazioni statiche e dinamiche
· Conoscere architettura di memorie statiche, dinamiche, flash
· Comprendere funzionamento di circuiti a diodo e conoscere le principali applicazioni
· Conoscere i principali circuiti ad amplificatori operazionali e comprendere l'impatto delle non-idealità dell'amplificatore sulle prestazioni del circuito
· Conoscere le principali architetture di convertitori A/D e D/A e le diverse prestazioni raggiungibili
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
· Analizzare circuiti logici a MOSFET
· Analizzare circuiti a diodi
· Analizzare circuiti ad amplificatori operazionali reali
· Analizzare circuiti convertitori A/D e D/A
· Progettare catene di acquisizione e condizionamento del segnale
5) Capacità di apprendimento
· Essere in grado di analizzare nuovi circuiti
· Essere in grado di utilizzare le conoscenze e competenze apprese per affrontare in maniera metodologica problemi complessi
Argomenti trattati
1. Introduzione
1.1 Cos’è l’elettronica
1.2 Cenni storici, ambiti di studio e applicazioni.
2. Fisica dei semiconduttori
2.1 Conduttori, Semiconduttori, Isolanti: modello a bande;
4.4 Memorie a semiconduttore (ROM, RAM, EEPROM, FLASH)
5. Tecnologia CMOS
5.1 Preparazione dei materiali semiconduttori
5.2 Processi di realizzazione di dispositivi e circuiti integrati
6. Introduzione ai circuiti elettronici analogici
1.1 I segnali analogici.
1.2 Sistemi di acquisizione ed elaborazione analogici
7. Stadi di amplificazione ed amplificatori integrati
2.1 L'amplificatore, proprietà e modelli
2.2 Stadi amplificanti a MOSFET’s
2.3 La retroazione
2.3 Amplificatori operazionali e circuiti
8. Convertitori Analogico/Digitale e Digitale/Analogico
4.1 ADC (Analog to Digital Converter)
4.2 DAC (Digital to Analog Converter)
4.3 Circuiti campionatori (Sample&Hold)
9.Laboratorio
Le attività di laboratorio sono previste per il corso in presenza (non per quello on-line) e consisteranno nell'utilizzo di un simulatore per l'analisi di dispositivi e circuiti elettronici.
Prerequisiti
Nozioni di base dei circuiti elettrici, introduzione ai sistemi retroazionati, fondamenti dei circuiti logici (reperibili presso gli insegnamenti 82742 Elettrotecnica, 85905 Fondamenti di Automatica e 85779 Architetture dei Calcolatori e Sistemi Operativi)
Modalità di valutazione
L'esame consiste in una prova scritta della durata di tre ore consistente in esercizi e domande ed in una prova orale, se ritenuta necessaria dal docente o richiesta esplicitamente dallo studente.
I cinque appelli d'esame sono svolti seconde le modalità e regole definite dalla Scuola.
Modalità di verifica
Descrizione
Risultato di apprendimento perseguito
Prova scritta
· Risoluzione di problemi numerici (e.g. analisi di circuiti a diodo, analisi di circuiti ad amplificatori operazionali, analisi di circuiti logici a transistori MOSFETs, etc.)
· Risoluzione di esercizi numerici su aspetti di progetto
1), 2)
1), 2), 5)
Prova orale
· Discussione degli esercizi della prova scritta
· Domande su argomenti del programma del corso
· Soluzione analitica o numerica di problemi su circuiti analogici o digitali
Franco Zappa, Elettronica, Editore: EdiSES, Anno edizione: 2016, ISBN: 9788879598972
Neil Storey, Electronics A Systems Approach , Editore: Pearson, Anno edizione: 2013, ISBN: 9780273773276
R. C. Jaeger, T.N. Blalock, Microelettronica, Editore: McGraw Hill, Anno edizione: 2013, ISBN: 978-88-386-6823-4
J. Millman, A. Grabel, P. Terreni, Elettronica di Millman, Editore: McGraw Hill, Anno edizione: 2008, ISBN: 9788838664762
Forme didattiche
Tipo Forma Didattica
Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
60:00
90:00
Esercitazione
32:00
48:00
Laboratorio Informatico
8:00
12:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale
100:00
150:00
Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua
Italiano
Disponibilità di materiale didattico/slides in lingua inglese
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese