ELETTRONICA I

Il corso fornisce elementi di dispositivi elettronici, e principi di elettronica analogica e elettronica digitale.

Elementi di teoria dei circuiti e di elettromagnetismo.

La frequenza non è obbligatoria, ma fortemente consigliata

ITALIANO

1. Elementi di fisica dei semiconduttori. Metalli, isolanti e semiconduttori. Semiconduttori estrinseci. Corrente elettrica di deriva e di diffusione. Equazione di Boltzmann. Cenni sulla giunzione pn lineare: elettrostatica ed equazione della corrente.

2. Diodi. Diodo ideale. Modelli statici. Retta di carico. Modello per piccolo segnale a bassa frequenza e ad alta frequenza. Diodi speciali e loro applicazioni. Conversione AC/DC. Raddrizzatori. Filtro capacitivo. Regolatori di tensione lineari.

3. Transistori Bipolari e MOS. Equazioni e Modelli statici. Modelli per piccolo segnale a bassa e alta frequenza. Il transistore come interruttore. Il transistore come amplificatore.

4. Polarizzazione di un BJT e di un MOSFET. Stabilizzazione del punto di lavoro. Specchi di corrente. Amplificatori a BJT e a MOSFET: le configurazioni a Emettitore, Collettore e Base Comune (Source, Drain e Gate comune). Comportamento per piccolo segnale a centro banda. Amplificatore differenziale: caratteristiche per ampio segnale, il modo differenziale e il modo comune. CMRR. Amplificatori polistadio. Configurazioni Darlington e Cascode.

5. Amplificatori Operazionali. Modello dell’amplificatore operazionale. Caratteristiche dell’AO ideale. Cortocircuito virtuale. Configurazione invertente e non-invertente. Applicazioni dell’AO: sommatore, sottrattore, buffer di tensione, integratore, derivatore. Caratteristiche dell’AO reale.

6. Risposta in frequenza degli amplificatori. Comportamento a bassa ed alta frequenza. Metodo delle costanti di tempo. Teorema di Miller. Risposta in frequenza di un amplificatore. Frequenza di transizione (ft) di un transistore bipolare e MOS.

7. I circuiti digitali. Introduzione ai circuiti logici. Algebra di Boole. Somma logica, prodotto logico. Teoremi di De-Morgan. Porte logiche OR-AND-NOT-NAND-NOR-XOR. Universalità della NAND e della NOR. Il problema della minimizzazione di una funzione logica. Forme canoniche. Mappe di Karnaugh. Caratteristiche statiche dell’inverter: tensione di soglia logica, margine di immunità al rumore, swing logico, fan-in, fan-out. Caratteristiche dinamiche dell’inverter: tempo di salita, tempo di discesa, ritardo di salita, ritardo di discesa, ritardo di propagazione. Dissipazione di potenza nei circuiti digitali: dissipazione statica e dinamica. Prodotto ritardo-consumo. Panoramica sulle famiglie logiche. Cenni sulla famiglia logica CMOS statica e porte NOT, NAND e NOR.8. Circuiti digitali sequenziali.

8. Circuiti sequenziali statici bistabili: latch SR, JK, Flip-Flop Master-Slave, Edge-Triggered, Delay e Toggle. Applicazione dei Flip-Flop. Registri PIPO, SISO, PISO e SIPO.9. Memorie. Memorie a semiconduttore: classificazione ed architetture, memorie non-volatili: ROM, EPROM, E2PROM, FLASH. Cenni sulle memorie volatili SRAM (cella 6T) e DRAM (cella 1T).

1. Sedra - Smith, Circuiti per la Microelettronica, EDISES 2013.

2. Millman-Grabel-Terreni, Elettronica di Millman, Ed. Mc-Graw-Hill 2008.

3. Jaeger -Blalock, Microelettronica Ed. Mc-Graw-Hill 2013.

Prova scritta + Prova orale

Frequenza di transizione del transistore Bipolare e MOS

Cortocircuito virtuale

Modello di Ebers Moll

Integratore di Miller

Regolatore di tensione serie e parallelo

Amplificatore cascode

Coppia differenziale