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Paolo PAVAN
Professore Ordinario
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Elettronica I e Laboratorio
Ingegneria elettronica (Offerta formativa 2020)
Obiettivi formativi
Il corso si prefigge l'obiettivo di fornire nozioni di base di fisica dei semiconduttori e dei principali dispositivi a semiconduttori e di descrivere i principali circuiti analogici e digitali elementari. In particolare i circuiti elementari a diodo e quelli di polarizzazione dei transistor, i circuiti elementari contenuti nelle porte logiche e nei circuiti multivibratori. Verranno forniti i metodi per la loro sintesi ed analisi nel dominio del tempo.
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) Giunzione pn: fisica, modello largo segnale, modello piccolo segnale
2) Circuiti elementari a diodo (raddrizzatore, duplicatore di tensione, limitatore)
3) BJT: fisica, modello largo segnale, modello piccolo segnale
4) MOSFET: fisica, modello largo segnale, modello piccolo segnale
5) Polarizzazione del transistore
6) Op-amp (black-box)
7) Non-idealita' op-amp
8) Circuiti elementari con op-amp
9) Porte logiche statiche e dinamiche
10) Flip-flop, latch e registro
11) Monostabile
12) Trigger di Schmitt
13) Astabile
Metodi didattici
Lezione di teoria utilizzando sia trasparenze che dimostrazioni matematiche alla lavagna. Soluzione alla lavagna di esercizi accompagnate successivamente dalle relative simulazioni al calcolatore con strumenti CAD.
Testi di riferimento
B.Razavi, Fundamental of Microelectronics, Ed. John Wiley & Sons, ISBN : 978-0-471-47846-1
M.Borgarino, Esercizi di Elettronica Digitale, Ed. Esculapio, ISBN 978-88-7488-479-7
Verifica dell'apprendimento
L'esame consiste in una prova scritta e una orale indirizzata sia agli aspetti teorici che alla capacità di descrivere in maniera qualitativa il funzionamento di un circuito seguita dall’impostazione della relativa analisi quantitativa.
Risultati attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
Tramite lezioni teoriche e quesiti posti in aula lo studente apprende le basi dei circuiti digitali elementari, nonché i metodi per condurne l’analisi nel dominio del tempo.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Tramite la risoluzione di esercizi lo studente apprende l'analisi dei circuiti elettronici digitali per determinarne le principali figure di merito.
Autonomia di giudizio.
Durante la risoluzione degli esercizi 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 dei circuiti digitali quali forti non linearità preparando al loro impiego in svariati contesti dell’elettronica conseguendo così un alto grado di autonomia nello studio.