Programma d`esame di Esperimentazioni di Fisica 3

AA 2008-2009
Programma d’esame di Esperimentazioni di Fisica 3
Circuiti elettrici a costanti distribuite.
La linea di trasmissione. L'equazione dei telegrafisti. Soluzione per linee prive di perdite ohmiche. Impedenza
caratteristica. Coefficiente di riflessione. Valori notevoli del coefficiente di riflessione. Riflessioni multiple. Linea con
perdite. (Appunti in rete)
Dispositivi a semiconduttore.
Cenni di struttura dei solidi. Conduzione nei metalli e nei semiconduttori. Portatori di carica nei
semiconduttori. Espressione della corrente nei semiconduttori. La corrente di diffusione. Semiconduttori
intrinseci. Semiconduttori drogati di tipo n e tipo p. La giunzione pn. Barriera di potenziale. La giunzione
pn polarizzata. Effetti della polarizzazione diretta e inversa. Il diodo a semiconduttore. La caratteristica
del diodo. Effetto Zener. Caratteristiche approssimate del diodo. Semplici circuiti con diodi: raddrizzatore
a singola semionda, senza e con condensatore e circuito limitatore. Risposta del diodo nel passaggio da
acceso a spento. (Cap.1 par. 1,2,3,4,6; Cap. 2 par.:1,2,3,6,8,10,11)
Principio di funzionamento del transistor a giunzione. Polarizzazione del transistor. Le caratteristiche a
emettitore comune del transistor. Il transistor come amplificatore. Il modello a π del transistor per piccoli
segnali. Configurazione del transistor a emettitore comune con resistenza sull’emettitore (CEE).
Configurazione a collettore comune (CC) o Emitter Follower. Polarizzazione, amplificazione di tensione
e corrente, impedenza di ingresso e di uscita per le configurazioni CE, CEE e CC. (Cap. 3 par.: 2,5,9,10;
Cap. 10 par.:9,10,11,14)
Teorema di Miller e sua applicazione al comportamento ad alta frequenza dell'amplificatore a transistor.
Amplificatori
L'amplificatore differenziale a transistor: amplificazione di modo differenziale e di modo comune.
Amplificatori Operazionali. Caratteristiche dell'operazionale ideale. Il concetto di massa virtuale.
Semplici applicazioni degli operazionali. (Appunti in rete e Cap 10 par.:18,19,21,22.)
Classificazioni degli amplificatori: di Tensione, di Corrente, a Transconduttanza, a Transimpedenza.
Corrispondenza con i generatori controllati. Condizioni di idealità per vari amplificatori.
Il concetto di reazione negativa. Formula dell'amplificazione in presenza della rete di reazione. Effetto
della reazione sull'amplificazione
Risposta in frequenza di un operazionale reale. Il polo dominante e il prodotto tra banda passante e
amplificazione a frequenza nulla.
Applicazioni dell’amplificatore operazionale. Circuito integratore e circuito differenziatore. Il circuito
giratore e la simulazione di un'induttanza. Modello dell’amplificatore operazionale reale. Circuiti di
integrazione e differenziatone reali e limiti del loro funzionamento. Utilizzo degli amplificatori
operazionali non reazionati: i comparatori. Semplici usi dei comparatori. (Cap. 12 par.:1, 2, 3, 4, 5)
Elettronica digitale.
Richiami di algebra booleana. Le funzioni fondamentali OR, AND, N OT. Le leggi di De Morgan. La
porta NAND. Lo XOR. Logica combinatoriale e sequenziale. Il Filp-Flop come elemento di memoria. Il
Flip-Flop di tipo SR, JK e MS. Utilizzo dei Flip-Flop: Shift Register , contatori binari (asincroni),
Contatori UP e DOWN. (Appunti in rete e Cap. 6 par.:2, 3; Cap. 8 par.:1, 2, 3, 4, 5, 6)
Conversione analogico-digitale con l'uso di contatori binari. Struttura di un Tracking ADC.
N.B. Le indicazioni di capitolo e paragrafo si riferiscono al testo “MICROELECTRONICS” di Millman e
Grabel second edition