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Mattia BORGARINO
Professore Associato
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Elettronica II
Ingegneria elettronica (Offerta formativa 2020)
Obiettivi formativi
Il corso si prefigge l'obiettivo di descrivere i circuiti analogici di base quali i montaggi elementari, gli specchi di corrente, la coppia differenziale, l’amplificatore operazionale. Vengono forniti inoltre i metodi per trattare la risposta in frequenza e la retroazione nei circuiti analogici.
Prerequisiti
Per poter affrontare con profitto il corso sono necessarie conoscenze di base di elettrotecnica e di fisica dei dispositivi a semiconduttore.
Programma del corso
1) Montaggi elementari a BJT: common emitter, common base, common collector
2) Montaggi elementari a MOSFET: common source, common gate, common drain
3) Stadio cascode
4) Risposta in frequenza amplificatore: metodo delle costanti di tempo
5) Specchi di corrente: elementare, a compensazione di corrente, cascode, Wilson
6) Retroazione
7) Coppia differenziale
8) Amplificatore operazionale di transconduttanza
9) Amplificatore operazionale e stadio di uscita push-pull
Metodi didattici
Lezione di teoria utilizzando sia trasparenze che dimostrazioni matematiche alla lavagna. Soluzione alla lavagna di esercizi e passate prove d’esame accompagnate successivamente dalle relative simulazioni al calcolatore con strumenti CAD.
Testi di riferimento
A.S.Sedra, K.C.Smith, Circuti per la Microelettronica, Ed. Edises Università, ISBN : 978-88-3319-054-9
B.Razavi, Fundamental of Microelectronics, Ed. John Wiley & Sons, ISBN : 978-0-471-47846-1
P.E.Allen, D.R.Holberg, CMOS Analog Circuit Design, Ed. Oxford University Press, ISBN : 978-0-199-76507-2
Verifica dell'apprendimento
L'esame è organizzato in due fasi: una prova scritta seguita da una prova orale. La prova scritta richiede di rispondere a domande aperte a seguito dell’analisi di un circuito analogico. La prova scritta dà enfasi alla capacità di decomporre il circuito in sotto-circuito e di ricavare espressioni analitiche. La prova orale è indirizzata verso gli aspetti teorici. Testa la capacità sia di descrivere in maniera qualitativa un determinato concetto sia di dimostrare analiticamente le proprietà elementari dei circuiti. Alla prova orale si è ammessi solamente dopo avere superato la prova scritta.
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
Tramite lezioni teoriche e quesiti posti in aula lo studente apprende le basi dei principale circuiti analogici, nonché i metodi per applicare all'elettronica analogica i concetti di risposta in frequenza e di retroazione.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Tramite la risoluzione di semplici esercizi prima e di prove d’esame passate poi, lo studente apprende l'analisi dei circuiti elettronici analogici tramite i metodi dell'ispezione visiva e della decomposizione in sottocircuiti per determinare le principali figure di merito del circuito.
Autonomia di giudizio.
Durante la risoluzione degli esercizi e delle prova d’esame vengono suggeriti, oltre all’approccio principale, anche approcci differenti. La discussione del loro confronto permette di evidenziare vantaggi e svantaggi ed aiuta a sviluppare la capacità di individuare l’approccio più efficace per un certo obbiettivo di analisi.
Abilità comunicative.
Tramite la preparazione della prova orale lo studente matura l’abilità di trasmettere idee e concetti sia a livello matematico che a livello qualitativo. In questo modo lo studente apprende a comunicare le proprie idee anche a persone non specializzate in elettronica e non solo ad un interlocutore esperto nel campo dell'elettronica.
Capacità di apprendimento.
Il metodo di approccio del corso enfatizza la descrizione in mattoni elementari dei circuiti elettronici più complessi e la capacità analitico-deduttiva prepara ad affrontare i circuiti che vengono descritti in corsi successivi provvedendo così alto grado di autonomia nello studio.