MICROELECTRONICS
Anno accademico 2016/2017 - 2° anno- MICROELECTRONICS MOD. A: Salvatore PENNISI
- MICROELECTRONICS MOD. B: Alfio Dario GRASSO
SSD: ING-INF/01 - Elettronica
Organizzazione didattica: 300 ore d'impegno totale, 230 di studio individuale, 70 di lezione frontale
Semestre: 1°
ENGLISH VERSION
Obiettivi formativi
- MICROELECTRONICS MOD. A
Acquisire capacità per la progettazione avanzata di circuiti e sistemi integrati di tipo analogico e mixed signals.
- MICROELECTRONICS MOD. B
Il corso ha l'obiettivo di fornire allo studente del corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica gli strumenti necessari alla progettazione al calcolatore e alla verifica sperimentale di circuiti analogici/digitali integrati e discreti.
Prerequisiti richiesti
- MICROELECTRONICS MOD. A
Elettronica analogica. Teoria della retroazione. Teoria dei circuiti.
- MICROELECTRONICS MOD. B
Conoscenza e capacità di analisi di circuiti elettronici, conoscenza dei principali strumenti di laboratorio.
Frequenza lezioni
- MICROELECTRONICS MOD. A
La frequenza non è obbligatoria ma fortemente consigliata in quanto vengono tenute esercitazioni propedeutiche allo svolgimento dell'elaborato di corso
- MICROELECTRONICS MOD. B
Obbligatoria
Contenuti del corso
- MICROELECTRONICS MOD. A
- 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.
- MICROELECTRONICS MOD. B
- Il simulatore LTSpice
- L’ambiente CAE Cadence
- Caratterizzazione di circuiti elementari nel dominio del tempo e della frequenza tramite misure sperimentali
- Progettazione e test sperimentale di filtri passivi e attivi del I e II ordine
- Layout di un circuito integrato
- Il software CAD/CAE Eagle per la progettazione di PCB
Testi di riferimento
- MICROELECTRONICS MOD. A
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.
- MICROELECTRONICS MOD. B
K.C. Smith, "KC's Problems and Solutions for Microelectronic Circuits", fourth edition, Oxford University Press, 1998.
Programmazione del corso
| MICROELECTRONICS MOD. A | |||
| * | 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
- MICROELECTRONICS MOD. A
L'esame consiste in una prova orale preceduta dallo svolgimento di un elaborato di corso da svolgere tipicamente in gruppo. L'elaborato verte sulla progettazione di circuiti integrati a livello transistore
- MICROELECTRONICS MOD. B
elaborato di fine corso
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
- MICROELECTRONICS MOD. A
- Comparatori
- Trigger di Schmitt
- Filtro di Sallen Key
- Integratori SC
- D/A Current steering
- S/H compensato all'offset