Programma delle lezioni del corso di Elettronica A.A. 2000-2001
Docente: P. Mattavelli
Setti
man
a
N.
I
1-lez
26/02/0 Introduzione del corso. Introduzione agli amplificatori lineari. Cenni sulle
1
rappresentazioni di un quadripolo lineare: a parametri g, h, y, z. Concetto di
polarizzazione di un dispositivo amplificatore elementare non lineare.
Amplificatore ideale di tensione e di corrente. Resistenze di ingresso e di uscita.
2-lez
27/02/0 Amplificatori di transconduttanza e transresistenza. Introduzione agli
1
amplificatori differenziali e operazionali. Caratteristiche degli amplificatori
operazionali ideali. Amplificatore invertente: calcolo del guadagno e delle
resistenze di ingresso e di uscita. Amplificatore non invertente: calcolo del
guadagno e delle resistenze di ingresso e di uscita. Applicazioni degli
amplificatori operazionali. Amplificatore sommatore.
1-ese
01/03/0 Richiami di teoria delle reti: teorema di Thevenin, teorema di Norton e principio
1
di sovrapposizione degli effetti. Esempi di applicazioni. Rappresentazione di
doppi bipoli lineari: parametri [h] e parametri [g].
1-Pspice
II
III
Data
Argomento
01/03/0 Esercitazione Pspice:
1
Introduzione: perchè usare un simulatore. Concetti base di Schematics:come
disegnare un circuito, impostare ed eseguire un'analisi DC. Semplici reti RCL.
--lez
05/03/0 No lezione
1
--lez
06/03/0 No lezione
1
2-ese
08/03/0 Amplificatori operazionali ideali: sommatore, integratore e circuito passa-basso.
1
Regole di tracciamento del diagramma di Bode. Esempi vari.
3-lez
12/03/0 Amplificatore differenziale. Amplificatore da strumentazione. Convertitori
1
tensione/corrente e corrente/tensione. Amplificatori operazionali non ideali:
effetto della risposta in frequenza del guadagno ad anello aperto per la
configurazione non invertente.
4-lez
13/03/0 Dipendenza della tensione di uscita di un amplificatore operazionale dalla
1
componente di tensione di ingresso di modo comune: definizione di CMRR.
Effetto del CMRR sul guadagno di tensione di un inseguitore. Definizioni di
tensione di offset, correnti di bias e di offset e loro effetto nello schema
dell'amplificatore invertente.
3-ese
2-Pspice
IV
IV
15/03/0 Amplificatori operazionali ideali: sommatore, integratore e circuito passa-basso.
1
Regole di tracciamento del diagramma di Bode. Esempi vari.
15/03/0 Esercitazione Pspice:
1
Analisi nel dominio del tempo (transitori, generatori sinusoidali, impulsivi,
piecewise linear, uso dello step ceiling) e nel dominio della frequenza
(generatori AC), uso di probe e dei cursori. Semplici reti RCL e/o componenti
attivi.
5-lez
1903/01 Amplificatore operazione reale: Limitazione di corrente di uscita e di Slew Rate.
Cenni sul comportamento degli amplificatori operazionali con retroazione
positiva. Introduzione ai diodi: caratteristiche ai morsetti.
6-lez
20/03/0 Modello del diodo ai piccoli e ai grandi segnali. Funzionamento nella regione di
1
breakdown. Regolatori di tensione. Raddrizzatori con carico resistivo.
4-ese
21/03/0 Risposta in frequenza dell'amplificatore invertente e non invertente:
1
amplificatori passa basso, passa alto e rete polo-zero. Esempi di tracciamento
dei diagrammi di Bode.
7-lez
26/03/0 Raddrizzatori con filtro capacitivo.
1
Analisi della conducibilità di un semiconduttore intrinseco: rappresentazione
mediante legame covalente e a bande di energia. Calcolo della corrente di
deriva.
8-lez
27/03/0 Drogaggio dei semiconduttori di tipo n e di tipo p: calcolo delle concentrazioni
1
dei maggioritari e dei minoritari. Corrente di diffusione. Esempio di
semiconduttore con concentrazione non uniforme: calcolo del potenziale di
contatto. Generalità sulla giunzione p-n.
.
9-lez
28/03/0 Analisi della giunzione p-n: calcolo del campo elettrico e della larghezza della
1
zona di svuotamento. Polarizzazione diretta e inversa: legge della giunzione e
(recupero)
analisi del profilo di concentrazione dei portatori minoritari. Caratteristica
corrente-tensione del diodo. Capacità di transizione e di diffusione.
.
V
5-ese
29/03/0 Modello del diodo per grandi segnali e per piccoli segnali. Esempi di circuiti a
1
diodi: metodo di risoluzione. Esempi di calcolo di transcaratteristiche di circuiti
non lineari s diodi.
10-lez
01/04/0 Coefficiente di temperatura della tensione del diodo e della corrente di
saturazione inversa. Tensione di breakdown: moltiplicazione a valanga e effetto
1
zener. . Il diodo in commutazione: tempo di immagazzinamento (storage time) e
tempo di recupero inverso (reverse recovery time). Generalità sul diodo
Schottky. Cenni ai fotorivelatori, celle solari e ai diodi emettitori di luce (LED).
Introduzione al transistor bipolare a giunzione (BJT). Principi di funzionamento.
.
VI
11-lez
02/04/0 Modello di Ebers-Moll del transistor bipolare. Definizione dei possibili modi di
1
funzionamento del BJT e espressioni approssimate relative. Caratteristiche di
uscita ad emettitore comune. Transcaratteristica. Calcolo della transconduttanza
in zona attiva diretta.
6-ese
05/04/0 Circuiti non lineari a diodi. Esempi di calcolo di transcaratteristiche. Circuiti
1
con diodi zener. Modello per grandi segnali del diodo zener. Circuiti di clipping
e loro applicazioni. Esempio di dimensionamento di un ponte a diodi con filtro
capacitivo.
12-lez
09/04/0 Polarizzazione di BJT. Retta di carico statica e dinamica. Polarizzazione con
1
quattro resistenze: effetto stabilizzante della resistenza di emettitore. Circuito di
polarizzazione con resistenza tra base e collettore. Specchio di corrente.
Introduzione all'analisi ai piccoli segnali di amplificatori monostadio a BJT.
Condensatori di bypass e di blocco.
13-lez
10/04/0 Amplificatore ad emettitore comune: calcolo del guadagno e delle resistenze di
1
ingresso e di uscita. Limiti di guadagno e fattore di amplificazione.
Amplificatore ad emettitore comune con resistenza di emettitore: calcolo del
guadagno di tensione e di corrente e delle resistenze di ingresso e di uscita.
Effetto della resistenza di emettitore. Analisi dell'amplificatore a collettore
comune. Concetto di adattatore di impedenza. Commutazione del BJT.
---ese
VII
Festività di Pasqua
16/04/0 Festività di Pasqua
1
17/04/0 Festività di Pasqua
1
VII
I
7-ese
19/04/0 Esercizi con diodi e operazionali. zener (circuiti di clamp).
1
14-lez
23/04/0 Schema di base di un transistor MOSFET: analisi del comportamento a bassi
1
valori della tensione drain-source (zona di funzionamento lineare).
Funzionamento del MOSFET in zona di saturazione: effetto di modulazione di
lunghezza del canale. Caratteristiche di trasferimento e di uscita. Schemi di
polarizzazione a quattro resistenze.
15-lez
24/04/0 Modelli ai piccoli segnali del Mosfet. MOSFET a svuotamento. Carichi attivi.
1
Analisi del JFET: caratteristiche di uscita e transcaratteristica. Equazioni
descrittive in zona lineare e di saturazione. Modello ai piccoli segnali del JFET.
Cenni degli amplificatori monostadio a Mosfet.
8-ese
IX
X
-lez
26/04/0 Raddrizzatore di precisione con amplificatore operazionale. Esempi di
1
polarizzazione di transistor bipolari (regione attiva e di saturazione).
30/04/0 . Festività
1
16-lez
02/05/0 Amplificatore differenziale. Transcaratteristica ai grandi segnali. Calcolo del
1
guadagno di modo differenziale, calcolo del guadagno di modo comune.
Calcolo del CMRR.
9-ese
03/05/0 Calcolo del punto di riposo, del guadagno di tensione, di corrente, delle
1
resistenze di ingresso e di uscita di uno stadio CE. Analisi DC e AC di uno
stadio CC con circuito bootstrap.
17-lez
7/05/01 Amplificatori multistadio: esempio di accoppiamento in AC e in DC. L'analisi ai
piccoli segnali di un amplificatore multistadio. Amplificatore cascode: analisi ai
piccoli segnali. Analisi della configurazione darlington: calcolo del circuito
equivalente ai piccoli segnali
18-lez
8/05/01 Risposta in frequenza degli amplificatori a larga banda. Analisi in bassa
frequenza di uno stadio a source comune. Metodo delle costanti di tempo di
cortocircuito per la stima della frequenza di taglio inferiore nell'ipotesi di
esistenza di un polo dominante. Esempio si applicazione alla configurazione
emettitore comune. Modello ai piccoli segnali del transistor bipolare in alta
frequenza. Definizione e calcolo della frequenza di transizione.
19-lez
9/05/01 Metodo delle costanti di tempo di circuito aperto per la stima della frequenza di
taglio superiore nell'ipotesi di esistenza di un polo dominante.
(1h- questionario per gli studenti)
XI
XII
10-ese
10/05/0 Studio di amplificatori multistadio. Tecniche di analisi e scomposizione.
1
Esempio del cascode. Esempio di amplificatore a doppio stadio a BJT:
CER+CC.
20-lez
14/05/0 Metodo delle costanti di tempo. Esempio di calcolo della frequenza di taglio
1
inferiore per l'emettitore comune. Stima della frequenza di taglio superiore negli
stadi amplificatori a emettitore comune. Teorema di Miller. Comportamento in
alta frequenza dell'amplificatore cascode
21-lez
15/05/0 Amplificatori di potenza. Analisi degli amplificatori in classe A ed in classe B:
1
stadio push-pull complementare (ad inseguitore). Calcolo del rendimento e della
massima dissipazione dei transistor
11-ese
17/05/0 Studio di amplificatori multistadio a BJT e a MOSFET. Esempio con specchio
1
di corrente e struttura cascode.
22-lez
21/05/0 Amplificatori di potenza. Analisi della classe AB. Schemi per la classe AB. .
1
Analisi termica in condizioni stazionarie: dimensionamento del dissipatore.
Cenni sull'evoluzione degli amplificatori lineari.
23-lez
22/05/0 Alimentatori Stabilizzati lineari. Principi di funzionamento e descrizione di
1
XII
I
alcuni schemi. Cenni sugli alimentatori a commutazione. Analisi in frequenza di
amplificatori operazionali: compensazione a polo dominante e compensazione
polo-zero.
12-ese
24/05/0 Esercizio su amplificatore a doppio stadio con BJT e carico attivo a FET.
1
Esercizio su un amplificatore a tre stadi.
24-lez
28/05/0 Principi di elettronica digitale. Transcaratteristica di un invertitore di tensione:
1
margini di rumore. Esempi di logiche AND, OR a diodi. Invertitori in tecnologia
NMOS con carico attivo in saturazione ed in zona lineare. Invertitori in
tecnologia NMOS con carico a svuotamento. Invertitori CMOS. Analisi del flipflop S-R.
.
25-lez
29/05/0 Flip-flop J-K master-slave. Flip-flop di tipo D e T. Contatori asincroni.
1
13-ese
31/05/0 Esercizio su amplificatore a doppio stadio con BJT e carico attivo a FET.
1
Esercizio su un amplificatore a tre stadi.
---ese
31/05/0
1
)
