Classi Quarte

ITIS OMAR NOVARA
TECNOLOGIA, DISEGNO E PROGETTAZIONE
Programma per l'a.s. 2000/2001
TESTI:
Classi Quarte Elettroniche
A)- F.M.FERRI, TDP TECNOLOGIA ELETTRONICA (VOL.1), HOEPLI
B)- F.M.FERRI, TDP DISEGNO ELETTRONICO (VOL.1), HOEPLI
C)- F.M.FERRI, TDP PROGETTAZIONE ELETTRONICA (VOL.1), HOEPLI
D)- F.M. FERRI, TDP, TECNOLOGIA ELETTRONICA (VOL.2), HOEPLI
E)- F.M.FERRI, TDP DISEGNO ELETTRONICO (VOL.2), HOEPLI
F)- F.M.FERRI, TDP PROGETTAZIONE ELETTRONICA (VOL.2), HOEPLI
Programma da svolgere nell'ora settimanale di teoria:
1° TRIMESTRE
Unità didattica: Materiali semiconduttori
Contenuti: Generalità sui materiali semiconduttori, meccanismi di conduzione e
comportamento elettrico e termico, con particolare riferimento al silicio. Confronto fra
silicio, germanio e arseniuro di gallio e relazioni fra i principali parametri caratteristici.
Semiconduttori intrinseci e drogati e loro caratterizzazione.
Obiettivo: L'allievo deve essere a conoscenza dei fenomeni e dei meccanismi di base
che spiegano il comportamento dei semiconduttori.
Livello di approfondimento: la trattazione dovrà essere piuttosto approfondita
Metodo: lezione frontale, con disegni alla lavagna ed eventuali trasparenti
Verifica: orale, assieme ad altri argomenti e scritta tramite test a tre risposte.
Riferimento al testo: paragrafi dal 3.1 al 3.7 del testo A
Scadenza: fine settembre
Unità didattica: Procedimenti di lavorazione dei semiconduttori.
Contenuti: Tecniche di ottenimento e raffinazione dei semiconduttori. Formazione dei
monocristalli e tecniche di drogaggio e di formazione delle giunzioni.
Obiettivo: L'allievo deve essere a conoscenza delle principali tecniche di fabbricazione
dei diodi a semiconduttore e delle relazioni esistenti fra tecnologia e prestazioni ottenute.
Livello di approfondimento: trattazione descrittiva di tipo generale
Metodo: lezione frontale con disegni alla lavagna e diapositive
Verifica: orale assieme ad altri argomenti
Riferimento al testo: paragrafi 3.8 e 4.7 del testo A
Scadenza:
fine ottobre
Unità didattica: Le giunzioni
Contenuti: La giunzione p-n e il relativo comportamento elettrico e termico.
Meccanismi di conduzione e di blocco. Polarizzazione, comportamento elettrico e
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termico, parametri e curve caratteristiche. Fenomeni transitori nelle giunzioni p-n, derive
termiche, fenomeni capacitivi e comportamento in alta frequenza.
Obiettivo: L'allievo deve conoscere tutto ciò che riguarda il comportamento elettrico e
termico delle giunzioni, i parametri tipici e le curve caratteristiche.
Livello di approfondimento: trattazione puntuale e analitica, in modo da ben chiarire i
meccanismi di base
Metodo: lezione frontale, supportata da disegni alla lavagna ed eventuali trasparenti
Verifica: orale assieme ad altri argomenti e scritta tramite test a tre risposte
Riferimento al testo: paragrafi dal 4.1 al 4.6 del testo A
Scadenza:
fine dicembre
2° TRIMESTRE
Unità didattica: Diodi a semiconduttore
Contenuti: Diodi a punta di contatto, a lega di segnale e di potenza, a doppia
diffusione, diodi Zener, mesa, Schottky, varicap, planari, planari-epitassiali e a recupero
veloce. Tecnologia costruttiva e relativa ottimizzazione. Parametri tipici e curve
caratteristiche. Dissipazione di potenza e dimensionamento dei dissipatori. Feno-meni
transitori e di recupero nelle giunzioni p-n, in riferimento ai diodi usati in commutazione.
Campi d'impiego, criteri di scelta e applicativi. Uso e interpretazione dei fogli tecnici di
diodi di potenza e per applicazioni switching.
Obiettivo: L'allievo deve conoscere tutto ciò che riguarda i più comuni tipi di diodi a
semiconduttore, dai criteri di scelta all'interpretazione dei dati caratteristici, con
particolare riferimento ai diodi di potenza e alle applicazioni di tipo industriale.
Livello di approfondimento: analitico e puntuale
Metodo: lezione frontale con disegni e schemi alla lavagna o eventuali trasparenti e
diapositive, con esempi pratici di risoluzione e dimensionamento di semplici circuiti.
Verifica: orale assieme ad altri argomenti, scritta tramite test a tre risposte ed esercizi
alla lavagna.
Riferimento al testo: paragrafi dal 9.1 al 9.4 e 9.8 del testo A
Scadenza:
metà marzo
3° TRIMESTRE
Unità didattica: Transistor
Contenuti: Analisi e interpretazione dei parametri elettrici e dei grafici caratteristici dei
transistor, in relazione ai modi di funzionamento in regime lineare e in commutazione.
Relazione fra tecnologia costruttiva e caratteristiche ottenute. Transistor bipolari a lega,
drift, mesa a diffusione, planari, planari epitassiali e multiemettitore. Transistor jfet,
mosfet di segnale e mosfet di potenza.
Obiettivo: L'allievo deve essere a conoscenza delle varie categorie di transistor
prodotti, sapendo operare una scelta applicativa in base alle caratteristiche dichiarate dal
costruttore e alle esigenze applicative, con particolare riferimento ai dispositivi di potenza
e alle applicazioni di controllo industriale sia di tipo lineare che in commutazione.
Livello di approfondimento: analitico e puntuale
Metodo: lezione frontale con disegni e schemi alla lavagna o eventuali trasparenti e
diapositive, con esempi pratici di risoluzione e dimensionamento di semplici circuiti.
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Verifica: orale assieme ad altri argomenti, scritta tramite test a tre risposte ed esercizi
alla lavagna.
Riferimento al testo: paragrafi dei capitoli 10 e 11 del testo A e paragrafi 2.1 e 2.2 del
testo D
Scadenza:
fine maggio
Programma da svolgere in Laboratorio
1°, 2° E 3° TRIMESTRE
Unità didattiche: Realizzazioni pratiche
Contenuti: Nei Reparti di Lavorazione verranno progettate, realizzate e collaudate le
schede relative a schemi scelti fra vari tipi di esercitazioni, alcune delle quali verranno
assegnate agli allievi individualmente, altre a gruppi di due.
I circuiti da realizzare verranno scelti fra i seguenti:
- Temporizzatore a relè con ritardo regolabile.
- Controllo on-off a relè con isteresi regolabile e a soglia di tensione, di luminosità o di
temperatura.
- Controllo di motore passo-passo con multivibratore astabile a 555, divisore, logiche e
transistor.
- Controllo di motore passo-passo con circuiti integrati specifici (L297 ed L298).
- Alimentatore lineare di media corrente.
- Alimentatore switching di potenza con circuiti integrati L296 o L4962.
- Schemi operanti in bassa frequenza quali equalizzatore Riaa, controllo toni, filtro
passa-banda, filtro notch e passa-banda.
- Amplificatore finale di potenza con integrati specifico (TDA2002 e TDA1540) oppure a
transistor.
- Voltmetro a 3 digit basato su CA3161 e 3162.
- Variatore di intensità luminosa a Triac.
- Controllo della velocità di un motore in continua.
- Multimetro digitale a 3 cifre.
Obiettivo: L'allievo deve essere in grado di conoscere i principi generali di
funzionamento degli schemi elettrici esaminati, la funzione svolta dai componenti
impiegati, le modalità di collaudo delle schede realizzate e i criteri di interpretazione dei
dati ottenuti. Di ogni lavoro deve saper redigere un'adeguata relazione tecnica di analisi,
funzionamento, collaudo e impiego.
Livello di approfondimento: dovrà essere il più completo, possibile in quanto si tratta del
tipico modo di operare di un tecnico elettronico.
Metodo: Di ogni lavoro verrà illustrato lo schema elettrico ed analizzato il modo di
operare delle singole parti nonché dei vari componenti utilizzati, indicando il criterio di
dimensionamento e i parametri tipici, in modo da fornire agli allievi le necessarie
metodologie di progetto nonché i criteri di ottimizzazione degli schemi utilizzati.
Ogni lavoro dovrà essere realizzato tramite un software di Cad elettronico sia per la parte
di stesura dello schema sia per la parte di sbroglio dei collegamenti e di ottenimento del
master per il circuito stampato. Di ogni lavoro dovrà essere redatta dal gruppo una
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relazione che comprenda l'analisi del modo di operare, il criterio ed il metodo di collaudo,
i risultati ottenuti e gli eventuali problemi di realizzazione o funzionamento.
Verifica: visione degli schemi e dei master al calcolatore, criteri di preparazione del
banco di collaudo, precisione nel rilevamento dei parametri, interrogazione orale
sull'interpretazione del modo di operare degli schemi realizzati e correzione delle
relazioni presentate.
Riferimento al testo: capitoli 1, 2, 3, 4 e appendici A e C del testo B; capitoli 1, 2, 3 e 4
del testo C; capitoli 1, 2, 3 e 4 del testo E; capitoli 1 e 3 del testo F, oltre agli schemi
forniti, ai fogli tecnici dei componenti usati e agli appunti di lezione
Tempistica:
tutto l'anno nelle ore di laboratorio, suddividendo i lavori nei vari moduli
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