LABORATORIO DI FISICA III
Modulo di SEMICONDUTTORI E DISPOSITIVI
a.a. 2013-2014
Insegnamento: Laboratorio di Fisica III – modulo di Sistemi di rivelazione
Docente: Luigi Moretti, Carlo Sabbarese
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/03, FIS/07
CFU
ORE
8=4L+4La
32+60
Obiettivi formativi: Il corso si propone di fornire le nozioni fondamentali dell'elettronica dei
dispositivi a semiconduttore e di metodi ed apparati di rivelazione di onde e.m. e particelle alfa.
Propedeuticità: nessuna
Modalità di svolgimento: lezioni in aula, esercitazioni di laboratorio
Modalità di accertamento del profitto: prova orale e prova di laboratorio
Legenda: L= Lezioni, E= Esercitazioni, La= Attività di Laboratorio.
PROGRAMMA
Laboratorio di Fisica III - Modulo di Sistemi di rivelazione
1. Introduzione all’elettronica, Spettro in frequenza di segnali elettrici. Amplificatori unidirezionali.
Amplificatori di corrente. Amplificatori di tensione e di corrente ideali. Circuiti RC.
2. Diodi, Caratteristica voltamperometrica, regione di polarizzazione diretta ed inversa. regione di breakdown.
3. Transistor bipolare: Modelli a piccoli segnali; Il BJT come amplificatore; Caratteristiche degli amplificatori a
BJT
4. Introduzione agli 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; circuiti integratore e derivatore; circuito sommatore; caratteristiche reali
dell’amplificatore operazionale.
5. Risposta in frequenza di circuiti: analisi nel dominio di Laplace; la funzione di trasferimento di un
amplificatore; modello ibrido a pi-greco del BJT; cenni sulla risposta in frequenza di amplificatori monostadio
a BJT e di amplificatori operazionali.
6. Interazioni delle radiazioni ionizzanti con la materia. Rivelatori a semiconduttore, a scintillazione, a
ionizzazione di gas ed a tracce nucleari. Sistemi di rivelazione.
7. Assorbanza e trasmittanza. Legge di Lambert – Beer. Spettrofotometro.
8. Fisica degli isotopi: frazionamento isotopico, notazione δ, misura delle abbondanze isotopiche.
Esercitazioni di Laboratorio
1. Circuiti con diodi: Caratteristica voltamperometrica del diodo; raddrizzatori a semionda e doppia onda;
Circuito limitatore di tensione; attenuatore di segnale.
2. Circuiti con BJT: amplificatori monostadio, BJT in saturazione ed interdizione per applicazioni di elettronica
digitale.
3. Circuiti con Amplificatore Operazionale (OPAMP): OPAMP in configurazione invertente e non-invertente,
integratore di Miller, derivatore, sommatore, amplificatore differenziale.
4. Utilizzo di sistemi di spettrometria gamma: taratura e misure.
5. Utilizzo di un sistema di spettrometria alfa: taratura e misure.
6. Misura dell’assorbanza di materiali e di soluzioni.
