Transcript Programma del corso 6+3 CFU - Dipartimento di Ingegneria

Ingegneria Informatica e Automatica
Programma del corso di Elettronica
Prof. Giampiero de Cesare
Ingegneria Informatica 6CFU
Teoria e circuiti di base: Leggi di Ohm e Kirkhoff. Teoremi di Thevenin, Norton e Miller.
Generatori controllati. Circuiti a singola costante di tempo.
Amplificatori: Rappresentazione come reti due porte; unidirezionalità; amplificatore di tensione,
corrente, transimpedenza, transconduttanza. Polarizzazione e dinamica. Risposta in frequenza.
La retroazione negativa: Proprietà della retroazione negativa. Le quattro classiche retroazioni:
serie-parallelo, serie-serie, parallelo -serie, parallelo-parallelo.
L’amplificatore operazionale: Amplificatore operazionale ideale. Massa virtuale. Configurazioni
base: invertente e non invertente. Condizioni di non idealità: amplificazione ad anello aperto
limitata in banda, effetti della retroazione sulla larghezza di banda. Amplificatore operazionale
con controreazione positiva: multivibratori bistabili, astabili e monostabili.
Concetti base della fisica dei componenti allo stato solido: Proprietà dei semiconduttori, La
conduzione nei semiconduttori: correnti di trasporto e correnti di diffusione. Fisica della giunzione
p-n. Relazione tensione-corrente
Diodi: Diodo ideale. Analisi grafica di circuiti con diodi. Metodo degli stati. Modello del diodo
per piccoli segnali. Diodi Zener. Circuiti limitatori.
Transistori metallo-ossido-semiconduttore (MOS): Struttura e principio di funzionamento del
MOS ad arricchimento ed a svuotamento. Caratteristiche tensione-corrente. Polarizzazione del
MOS in circuiti discreti. Circuito per piccoli segnali. Amplificatori integrati a MOS.
Circuiti digitali: Invertitore ideale e reale. Parametri caratteristici: margini di rumore, tempi di
propagazione, potenza dissipata, fan-out, fan-in.
Circuiti digitali in tecnologia NMOS: Invertitore NMOS con carico resistivo. Invertitore NMOS
con carico attivo ad arricchimento ed a svuotamento: analisi statica e dinamica. Porte logiche
NAND e NOR in tecnologia NMOS: realizzazione e dimensionamento.
Circuiti digitali in tecnologia CMOS: Processo tecnologico CMOS. Invertitore CMOS: analisi
statica e dinamica. Porte logiche NAND e NOR in tecnologia CMOS: realizzazione e
dimensionamento.Circuiti combinatori: codificatori, multiplexer. Circuiti sequenziali: Latch.
Circuiti bistabili: bistabile SR. Flip-flop sincronizzati. Flip-flop JK, master-slave, D e T:
funzionamento e realizzazione fisica in tecnologia NMOS e CMOS.
Conversione analogico-digitale: Teorema del campionamento. Convertitore D/A a scala pesata, a
scala R-2R, a scala invertita. Convertitore A/D flash, ad approssimazioni successive.
Integrazione per Ingegneria Automatica +3CFU
L’amplificatore differenziale MOS: La coppia differenziale MOS. Funzionamento per grandi e
piccoli segnali, rapporto di reiezione di modo comune (CMRR).
Risposta in frequenza: Effetti capacitivi interni e modello ad alta frequenza del MOS. Risposta in
alta e bassa frequenza degli amplificatori ad source comune (CS).
La retroazione: Il problema della stabilità. Effetto della retroazione sui poli di un amplificatore.
Studio della stabilità per mezzo dei diagrammi di Bode: margine di fase e margine di guadagno.
Compensazione in frequenza.
Testi di riferimento:
-A.S. Sedra, K.C. Smith, "Circuiti per la Microelettronica"
-Appunti dalle lezioni