MICROELECTRONICS

Anno accademico 2016/2017 - 2° anno
Docenti Crediti: 12
SSD: ING-INF/01 - Elettronica
Organizzazione didattica: 300 ore d'impegno totale, 230 di studio individuale, 70 di lezione frontale
Semestre:
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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
    1. Dall’Elettronica alla microelettronica. Tecnologie VLSI. Circuit i Integrati per applicazioni specifiche. Flusso di progettazione di circuiti integrati.
    2. 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).
    3. 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.
    4. 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.
    5. 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.
    6. Computer Aided Design Tools per la microelettronica.
  • MICROELECTRONICS MOD. B
    1. Il simulatore LTSpice
    2. L’ambiente CAE Cadence
    3. Caratterizzazione di circuiti elementari nel dominio del tempo e della frequenza tramite misure sperimentali
    4. Progettazione e test sperimentale di filtri passivi e attivi del I e II ordine
    5. Layout di un circuito integrato
    6. 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
 *ArgomentiRiferimenti testi
1*Amplificatori operazionale a BJT e CMOS
2*Applicazioni con OpAmps1, downloadable data sheets 
3*Comparatori
4*Filtri a componenti discreti e a circuito integrato2,1 
5 Convertitori A/D e D/A3,1 
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

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