ITIS OMAR NOVARA
TECNOLOGIA, DISEGNO E PROGETTAZIONE
Programma per l'a.s. 2000/2001
Classi Quinte Elettroniche
TESTI:
A)- F.M.FERRI, TDP TECNOLOGIA ELETTRONICA (VOL.1), HOEPLI
B)- F.M.FERRI, TDP TECNOLOGIA ELETTRONICA (VOL.2), HOEPLI
C)- F.M.FERRI, TDP DISEGNO ELETTRONICO (VOL.2), HOEPLI
D)- F.M.FERRI, TDP PROGETTAZIONE ELETTRONICA (VOL.2), HOEPLI
Programma da svolgere nell'ora settimanale di teoria:
1° TRIMESTRE
Unità didattica: Transistor a effetto di campo
Contenuti: Transistor jfet, mosfet di segnale, mosfet di potenza e Igbt singoli, in
array e in moduli ibridi. Principio di funzionamento, analisi e interpretazione dei
parametri elettrici e dei grafici caratteristici, in relazione ai modi di funzionamento
in regime lineare e in commutazione. Relazione fra tecnologia costruttiva e
caratteristiche ottenute.
Obiettivo: L'allievo deve essere a conoscenza delle caratteristiche applicative
dei transistor a effetto di campo, sapendo operare una scelta in base alle
caratteristiche dichiarate dal costruttore e alle esigenze applicative, con
particolare riferimento alle applicazioni di controllo sia di tipo lineare che in
commutazione.
Livello di approfondimento: analitico, con riferimento al modo di funzionamento e
rapporto fra tecnologia e caratteristiche ottenute.
Metodo: lezione frontale, con disegni alla lavagna, eventuali trasparenti e
diapositive sulle tecnologie costruttive, le foto dei chip e dei package usati
Verifica: orale, assieme ad altri argomenti e scritta tramite test a tre risposte
Riferimento al testo: paragrafi del capitolo 11 del testo A e paragrafo 2.2 del
testo B
Scadenza: fine ottobre
Unità didattica: Tiristori
Contenuti: Transistor unigiunzione, diodo di Shockley, SCR, Diac, Triac e GTO.
Struttura, modi di funzionamento, meccanismi di innesco, di conduzione e di
blocco. Temporizzazioni relative al controllo on-off e a parzializzazione di fase.
Parametri e curve caratteristiche, valori tipici disponibili in commercio, criteri di
scelta e principali circuiti applicativi.
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Obiettivo: L'allievo deve conoscere i vari tipi di dispositivi utilizzati per la
commutazione e interpretarne i dati caratteristici, dimostrandosi in grado di
operare una scelta a seconda dei requisiti applicativi.
Livello di approfondimento: analitico e con esempi applicativi
Metodo: lezione frontale, con disegni alla lavagna, eventuali trasparenti e
diapositive sulle tecnologie costruttive, le foto dei chip e dei package usati
Verifica: orale, assieme ad altri argomenti e scritta tramite test a tre risposte
Riferimento al testo: paragrafi dal 2.3 al 2.8 del testo B
Scadenza: fine dicembre
2° TRIMESTRE
Unità didattica: Circuiti integrati
Contenuti: Confronto fra sistemi a componenti discreti e a circuiti integrati:
vantaggi dell'integrazione. Panoramica sull'evoluzione dei circuiti e delle
tecnologie integrate (aumento della densità d'integrazione per i vari tipi di prodotti,
riduzione delle geometrie utilizzate ed incremento delle prestazioni ottenibili in
funzione delle tecnologie impiegate).
Circuiti integrati monolitici e relative tecnologie utilizzate per il silicio: tecnologia
bipolare, Nmos e Cmos. Cenni alle tecnologie con isolamento ad ossido.
Esempi di tecnologie per forti correnti ed elevate tensioni. Isolamento a
giunzione e integrazione di transistor npn, pnp, jfet e mosfet, fenomeni e
componenti parassiti. Integrazione di resistori, diodi e condensatori e confronto
fra le prestazioni offerte dalle varie tecniche utilizzate.
Obiettivo: L'allievo deve essere a conoscenza delle linee generali seguite
dall'evoluzione delle tecnologie integrate di tipo monolitico, nonchè delle
generalità sulle principali e più diffuse tecniche d'integrazione monolitica oggi
impiegate per la realizzazione dei più comuni dispositivi a semiconduttore.
Livello di approfondimento: descrittivo ma con numerosi esempi e riferimenti,
con confronti fra le varie tecnologie utilizzate
Metodo: lezione frontale, con disegni alla lavagna, eventuali trasparenti sui
parametri dell'integrazione e diapositive sulle tecnologie costruttive
Verifica: orale, assieme ad altri argomenti e scritta tramite test a tre risposte
Riferimento al testo: paragrafi del capitolo 7 del testo B
Scadenza: fine febbraio
Unità didattica: Logiche standard e semicustom
Contenuti: Evoluzione dei circuiti logici monolitici: logiche RTL, DTL, TTL, Ecl,
Schottky LS, ALS e Fast, logiche Cmos standard e veloci, logiche in tecnologia
mista BiCmos. Logiche programmabili e architetture PLA e PLD generiche.
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Confronto fra le circuitazioni interne utilizzate e le prestazioni tipiche, con analisi
delle possibilità di personalizzazione di circuiti complessi.
Obiettivo: L'allievo deve conoscere le caratteristiche dei principali tipi di logiche
standard presenti sul mercato, dimostrandosi in grado di operare una scelta in
base alle esigenze del sistema da realizzare.
Livello di approfondimento: discreto, con analisi dei circuiti interni, modo di
funzionamento e criteri di confronto fra le varie categorie
Metodo: lezione frontale, disegni alla lavagna, eventuali lucidi su circuiti interni e
grafici caratteristici e diapositive sulle tecnologie, le prestazioni e i package
Verifica: orale, assieme ad altri argomenti e scritta tramite test a tre risposte
Riferimento al testo: paragrafi dei capitoli 8 e 10 del testo B
Scadenza: fine marzo
3° TRIMESTRE
Unità didattica: Memorie a semiconduttore
Contenuti: Evoluzione delle tecnologie utilizzate per la realizzazione dei
dispositivi di memoria ed evoluzione delle densità, delle prestazioni e delle
architetture interne utilizzate.
Memorie volatili e non volatili: cenni costruttivi, analisi dell'architettura interna e
del modo di funzionamento delle memorie Ram statiche, Ram dinamiche, CCD,
Rom, Prom, Eprom, Earom, EEProm, Flash ed NV-Ram. Confronti fra pregi e
difetti, con analisi dei più comuni ambiti applicativi.
Obiettivo: L'allievo deve conoscere le principali caratteristiche dei vari tipi di
memoria a stato solido, dimostrando di saper operare un confronto in termini di
prestazioni, costi e consumi in relazione alle esigenze applicative.
Livello di approfondimento: discreto, con analisi dei circuiti interni, modo di
funzionamento e criteri di confronto fra le varie categorie
Metodo: lezione frontale, disegni alla lavagna, eventuali lucidi su circuiti interni e
grafici di temporizzazione e diapositive sulle tecnologie, le prestazioni e i package
Verifica: orale, assieme ad altri argomenti e scritta tramite test a tre risposte
Riferimento al testo: paragrafi del capitolo 9 del testo B
Scadenza:
fine aprile
Attività di laboratorio
Nel corso del 5'anno, così come previsto dai vigenti programmi, gli allievi
lavoreranno su di un unico progetto, articolato sia dal punto di vista hardware che
software, suddiviso per gruppi di lavoro e coordinato fra più discipline concorrenti.
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I lavori si baseranno sul microcontroller 8751, con memoria EPROM on-chip, che
potrà essere interfacciato con periferiche quali A/D converter multiplexato ad
approssimazioni successive, D/A converter, modem multistandard Am7910,
convertitore TTL-RS232, tastiera con decoder e display LCD di tipo intelligente.
Sul lavoro svolto ogni gruppo avrà il compito di stendere un'ampia relazione, che
illustri le finalità della realizzazione, i criteri di progetto, le routine software
utilizzate nonchè le tecniche di collaudo e debugging. La realizzazione dei
disegni dello schema elettrico e del master per il circuito stampato (compreso
quindi il relativo sbroglio) verranno realizzati dagli allievi su personal computer
tramite apposito software di Cad elettronico (OrCad).
Tutti i componenti utilizzati nei progetti verranno trattati dall'insegnante sia dal
punto di vista del loro funzionamento interno che del modo di interagire con il
resto del circuito. Per quanto riguarda il software del microcontroller, esso è
stato trattato nel 4' anno nel corso di Sistemi.
Obiettivo: L'allievo deve essere in grado di conoscere il modo di operare degli
schemi elettrici utilizzati, la funzione svolta dai componenti impiegati, i criteri di
stesura e di ottimizzazione del software e le modalità di collaudo delle schede
realizzate.
Supporto didattico: capitoli 1, 4, 5 e 9 del testo D, oltre ai fogli tecnici dei
componenti utilizzati, alle note applicative fornite dai costruttori e le copie del
materiale didattico utilizzato in laboratorio
Scadenza: fine anno scolastico
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