MICROELECTRONICS
Anno accademico 2017/2018 - 1° annoCrediti: 6
SSD: ING-INF/01 - Elettronica
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 100 di studio individuale, 35 di lezione frontale, 15 di esercitazione
Semestre: 1°
ENGLISH VERSION
Obiettivi formativi
Acquisire capacità per la progettazione avanzata di circuiti e sistemi integrati di tipo analogico e mixed signals.
Prerequisiti richiesti
Elementi di elettronica analogica. Teoria della retroazione. Teoria dei circuiti.
Frequenza lezioni
La frequenza non è obbligatoria ma fortemente consigliata in quanto vengono tenute esercitazioni propedeutiche allo svolgimento dell'elaborato di corso
Contenuti del corso
- Dall’Elettronica alla microelettronica. Tecnologie VLSI. Circuit i Integrati per applicazioni specifiche. Flusso di progettazione di circuiti integrati.
- Amplificatori operazionali (OAs) e retroazione. Applicazioni: amplificatori per strumentazione, e per sensori. Effetto della banda e guadagno finiti. Architetture. Stadi di uscita. Il uA741. Amplificatori non convenzionali (Current Feedback OAs, Current-mode OAs, Current Conveyors).
- Operational Transconductance Amplifiers (OTAs). Miller OTA (in classe A e AB). Folded Cascode OTA. Telescopic OTA etc. Soluzioni a bassa tensione di alimentazione. Amplificatori multistadio e schemi di compensazione in frequenza. Esempi di progetto. Architetture fully differential. Schemi per il controllo del modo comune. 3. Comparatori. Architetture e applicazioni. Comparatori con auto zero. Trigger di Schmitt invertente e noninvertente.
- Filtri. Principi base e classificazioni. Confronto tra filtri analogici e digitali. Filtri passivi e attivi, tempo continui e tempo discreti. Implementazione di celle del primo e del second ordine in tecnica RLC, Active-RC, Switched-Capacitor, Gm-C and MOSFET-C. Celle biquadratiche (Thow-Tomas, Sallen-Key, Ackerberg-Mossberg, Delyannis-Friend). Filtri di ordine elevato. Giratori. Tuning automatic per filtri Gm-C.
- Convertitori A/D e D/A. Principi base della conversione A/D e D/A. Architetture e specifiche per circuiti di Sample and Hold. Esempi di architetture di conv. A/D: full flash, two step flash, time interleaved, successive approximation, ramp. Esempi di architetture di conv. D/A: current-steering (binary, thermometric, segmented), resistor-string, capacitor-string, ramp.
- Computer Aided Design Tools per la microelettronica.
Testi di riferimento
1. D. Johns, K. Martin, Analog Integrated Circuit Design, Wiley&Sons, 1997.
2. Schaumann, Van Valkemburg, Design of Analog Filters, Oxford UniversityPress, 2001.
3. R. Van De Plassche, Integrated Analog-to-Digital and Digital-to-Analog Converters; Kluwer Academic Publishers, 1994.
Programmazione del corso
| * | Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|---|
| 1 | * | Amplificatori operazionale a BJT e CMOS | 1 |
| 2 | * | Applicazioni con OpAmps | 1, downloadable data sheets |
| 3 | * | Comparatori | 1 |
| 4 | * | Filtri a componenti discreti e a circuito integrato | 2,1 |
| 5 | Convertitori A/D e D/A | 3,1 |
N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame consiste in una prova orale preceduta dalla realizzazione di un elaborato di corso svolto tipicamente in gruppo. L'elaborato verte sulla progettazione di circuiti integrati a livello transistore
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
- Comparatori
- Trigger di Schmitt
- Filtro di Sallen Key
- Integratori SC
- D/A Current steering
- S/H compensato all'offset