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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 086668 - ELETTRONICA
Docente Fazzi Alberto
Cfu 8.00 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 (349) INGEGNERIA ELETTRICA*AZZZZ086668 - ELETTRONICA

Obiettivi dell'insegnamento

L’insegnamento presenta l’elaborazione lineare del segnale elettrico, mediante i circuiti attivi di amplificazione e filtraggio, centrale nel monitoraggio e controllo dei processi industriali ed in particolare nelle Misure Elettriche. Introduce altresì l’elaborazione non lineare, mediante i circuiti di commutazione comandata e passiva, centrale nelle applicazioni dell'Elettronica di Potenza.
 Tutto ciò si collega all'obietivo formativo del CdS di fornire "conoscenze ad ampio spettro, necessarie ad affrontare le sfide sempre più impegnative del mondo del lavoro e della ricerca nella molteplice e variegata realtà delle applicazioni elettriche/elettroniche. Conoscenze ad ampio spettro nelle materie di base dell’ingegneria".
Accanto alla presentazione degli argomenti in aula, l'insegnamento propone un'attività di simulazione circuitale e di laboratorio sperimentale che lo studente elabora in autonomia. Ciò si collega all'obietivo formativo del CdS di "assicurare allo studente un'adeguata padronanza di metodi e contenuti scientifici generali nell'Ingegneria Elettrica".


Risultati di apprendimento attesi

A seguito del superamento dell’esame lo studente, con riferimento al DdD 1:

conosce i metodi di analisi della risposta dinamica dei circuiti lineari, passivi e attivi

comprende il funzionamento dei componenti non lineari diodo pn e transistore bipolare

conosce la struttura e le proprietà degli Amplificatori Operazionali.

Con riferimento al DdD 2:

sa effettuare l'analisi statica e dinamica dei circuiti base a transistori

sa analizzare la risposta dinamica dei circuiti basati sugli Amplificatori Operazionali.

Con riferimento ai DdD 3 e 4:

sa confrontare criticamente i risultati della analisi semplificata, delle simulazioni circuitali e delle misure di laboratorio

è in grado di comunicare i risultati della propria attività di laboratorio in modo chiaro e convincente.


Argomenti trattati

Introduzione ai sistemi elettronici.

Segnali elettrici e loro elaborazione lineare e non lineare. Sensori ed attuatori. Monitoraggio e controllo. Amplificazione lineare del segnale analogico e inversione del segnale logico.

Componenti elettronici lineari e non lineari.

Il resistore e il condensatore. Il diodo p-n in silicio: fisica della giunzione p-n all'equilibrio, polarizzazione diretta e inversa, caratteristiche statiche I-V, breakdown. Il transistore bipolare in silicio: principio e zone di funzionamento, caratteristiche statiche di ingresso e uscita. Il transistore a effetto di campo MOS: principio e zone di funzionamento, transistori ad arricchimento e a svuotamento, caratteristiche statiche I-V e transcaratteristica.

Circuiti a transistori.

Uso non lineare del transistore (interruttore comandato): commutazione di carichi resistivi, invertitore logico CMOS. Uso lineare del transistore (amplificatore): polarizzazione e piccolo segnale a bassa frequenza, stadi base, coppia differenziale.

L'Amplificatore Operazionale.

Polarizzazione e segnale. Configurazioni base invertente e non invertente. Circuito integratore, derivatore e a transresistenza. Amplificatore delle differenze e amplificatore per strumentazione. Circuiti non lineari: amplificatore logaritmico e moltiplicatore logaritmico. Retroazione, criterio di stabilità di Bode e compensazione.

Cenni di elettronica digitale.

Variabili logiche, porte logiche e famiglie logiche. Circuiti combinatori e sequenziali. Cenni su Flip-Flop e registri a scorrimento.

 

Attività di Laboratorio

Sono previsti laboratori sperimentali a piccoli gruppi rivolti alla costruzione e alla caratterizzazione di semplici circuiti passivi ed attivi.


Prerequisiti

Prerequisito indispensabile e’ l’insegnamento di Elettrotecnica per quanto attiene all’analisi delle reti lineari in regime stazionario e sinusoidale. 
Nel corso sono richiamati ed utilizzati la nozione di Funzione di Trasferimento, i Diagrammi di Bode ed il criterio di stabilita’ di Bode presentati nell’insegnamento di Fondamenti di Automatica. 
Sono richiamati cenni di fisica dei solidi presentati nell’insegnamento di Chimica.


Modalità di valutazione

La verifica della preparazione avviene mediante esame che potrà essere sostenuto nel periodo di valutazione finale al termine del semestre o in qualsiasi altro appello disponibile. L’esame consta di una prova scritta e di una orale che devono essere sostenute nello stesso appello.

Nella prova scritta si richiede di analizzare due circuiti; la valutazione si basa in modo paritario sullo svolgimento formale e su quello numerico. La prova scritta è volta ad accertare, DdD1 e DdD 2, la capacità di:

risolvere la polarizzazione di uno stadio a transistore,

eseguire l'analisi dinamica dopo linearizzazione calcolando guadagni ed impedenze,

calcolare la risposta in frequenza di un circuito basato sull'Amplificatore Operazionale.

La prova orale inizia dalla discussione della prova scritta e mira all’accertamento del grado di comprensione degli aspetti fondamentali dell’insegnamento, DdD 1 e 2. In sede di orale è presentata e discussa l'attività di simulazione SPICE e di laboratorio sperimentale, DdD 3 e 4.


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaAdel S. Sedra, Kenneth C. Smith, Circuiti per la microelettronica - 4°Ed., Editore: EdiSES s.r.l. - Napoli, Anno edizione: 2013, ISBN: 978-88-7959-734-0
Risorsa bibliografica facoltativaFrancesco Centurelli, Aldo Ferrari, Fondamenti di Elettronica, Editore: Zanichelli, Anno edizione: 2016, ISBN: 978-88-08-62130-6
Risorsa bibliografica facoltativaJacob Millman, Arvin Grabel, Pierangelo Terreni, Elettronica di Millman - IV edizione, Editore: McGraw-Hill, Anno edizione: 2008, ISBN: 978883866476-2

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
48:00
72:00
Esercitazione
20:00
30:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
12:00
18:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 80:00 120:00

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
schedaincarico v. 1.6.1 / 1.6.1
Area Servizi ICT
06/04/2020