File PDF 69.7 Kb - Dipartimento di Fisica

Testi del Syllabus
Docente
VERSACE CONSOLATO CARLO
Anno offerta:
2012/2013
Insegnamento:
27002067 - ELETTRONICA
Corso di studio:
0727 - FISICA
Anno regolamento: 2010
CFU:
10
Settore:
FIS/01
Tipo attività:
B - Caratterizzante
Partizione studenti:
-
Anno corso:
3
Periodo:
Primo Semestre
Sede:
UNIVERSITA' DELLA CALABRIA
Matricola: 002389
Testi in italiano
Tipo testo
Testo
Lingua insegnamento
Italiano
Contenuti
Teoria delle reti elettriche lineari, fisica dei dispositivi semiconduttore,
circuiti con dispositivi a semiconduttore, circuiti digitali
Testi di riferimento
J.Millman and A. Grabel, ‘Microelectronica 2d Ed.
McGraw-Hill IT,P.Horowitz, W Hill, ‘The art of electronics 2d Ed’
Cambridge University Press, - W.Kleitz
Obiettivi formativi
Comprendere i fenomeni di conduzione elettrica nella materia
condensata, comprendere le basi dell'interazione delle onde
elettromagnetiche con i solidi, conoscere e utilizzare i più diffusi
dispositivi elettronici a semiconduttore, avere dimestichezza nella misura
di segnali elettrici deboli, conoscere e saper realizzare semplici circuiti
elettronici con diodi, bjt, fet e amplificatori operazionali. Apprendere i
metodi di sintesi e di analisi di reti logiche combinatorie ,comprendere il
funzionamento delle reti sequenziali.
Prerequisiti
Lo studente deve conoscere i contenuti tipici dei corsi di
Elettromagnetismo, Laboratorio di Elettromagnetismo, Analisi
Matematica e aver appreso rudimenti della Teoria degli Errori di Misura.
Metodi didattici
Lezioni ed esercitazioni
Altre informazioni
Tutte le lezioni si tengono nel laboratorio didattico.
Orario di ricevimento:
martedì dalle 17.30 alle 19, al termine della prova di laboratorio, negli
altri giorni su appuntamento.
Studio docente: edificio 33B - piano 4° - stanza 5
Email: [email protected]
Recapito telefonico: +39 0984.496116 - +39 0984.496147
Modalità di verifica
dell'apprendimento
Relazioni sulle prove di laboratorio e prova orale
Programma esteso
Reti elettriche in regime alternato: tensione e correnti sinusoidali,
impedenza, rifasamento, concetto generale di risonanza elettrica, circuiti
risonanti e sovratensioni, potenza attiva, reattiva e apparente,
trasformatori. Introduzione all'analisi di Fourier per segnali elettrici. Reti
lineari in regime impulsivo, trasformate di Laplace.Linee di trasmissione,
adattamento di impedenza, circuiti reali a costanti distribuite,
propagazione del segnale elettrico, riflessione e attenuazione,
trasmissione. Struttura cristallina. La conduzione nei metalli e nei
semiconduttori. Trasporto di carica per deriva, diffusione e iniezione di
portatori. Effetto Hall. Processi di generazione e ricombinazione. Proprietà
elettroniche ed ottiche La giunzione a drenaggio non uniforme, il diodo a
giunzione, resistenza di giunzione, carica spaziale e capacità di
giunzione, velocità di risposta e tempo di commutazione, caratteristica
del diodo a giunzione, retta di carico, il diodo come elemento circuitale, il
diodo zenner, il diodo varatore, il diodo schottky, il diodo PIN, il variatore,
il diodo tunnel, il diodo LED, elementi di otoelettronica.Il transistor Il
transistor bipolare, PN P e NPN, guadagno di corrente per grandi segnali,
modi di funzionamento di un transistor, caratteristiche di ingresso uscita
a base comune e a emettitore comune, metodi di analisi dei circuiti a
transistor, esempi di circuiti di polarizzazione delle giunzioni, operazioni
di commutazione. FET, caratteristica I/O dei FET.
Il transistor come
amplificatore Caratteristiche generali di un amplificatore, tipi di
amplificatore, modello per piccoli segnali, amplificatori a singolo stadio
Tipo testo
Testo
(E-COM, C-COM e B-COM), la coppia Darlington, effetti di alta frequenza,
la reazione. Amplificatori operazionali. Amplificatori operazionali, teorema
di sovrapposizione e massa virtuale, analisi di circuiti reazionati , l’
operazionale reale, stabilità e risposta di un amplificatore reazionato;
oscillatori; compensazione dell’offset, coefficienti termici, corrente di
polarizzazione di’ingresso, guadagno in modo comune, effetto delle
impedenze d’ingresso e d’uscita, potenza dissipata e limite di corrente.
Sistemi di numerazione, circuiti interruttori, rappresentazione digitale di
quantità analogiche; sistemi di numerazione decimale, binario,
esadecimale e loro confronto; segnali digitali; rappresentazioni seriale e
parallela; interruttori elettronici. L’algebra di Boole, porte logiche, reti
logiche combinatorie; leggi e regole dell’algebra di Boole; porte AND, OR,
NOT, NAND, NOR; il teorema di De Morgan, porte EXOR, EXNOR; mappe
di Karnaugh, esempi di circuiti logici. Circuiti logici ed operazioni
aritmetiche, aritmetica binaria, aritmetica esadecimale;l’aritmetica BCD;
circuiti aritmetici; circuito sommatore binario, Comparatori; Famiglie
logiche e loro caratteristiche La famiglia TTL; la famiglia CMOS; la
famiglia ECL.Flip-Flop Circuiti bistabili S-R; bistabili di tipo D; bistabili J-K;
Trigger di Schmitt. Reti sequenziali Introduzioni alle reti sequenziali;
circuiti di conteggio. Laboratorio: 1.Funzione di trasferimento di una rete
lineare, grafico alla Bode, grafico alla Nyquist, applicazione al circuito
RLC. 2.Linee di trasmissione, il cavo RG58. 3.Il diodo a giunzione, circuiti
con i diodi. 4. Il fotodiodo. 5.Diodi Led. 6.Il transistor bipolare (BJT)
caratteristiche di I/O del BJT. 7.L’amplificatore ad emettitore comune. 8.
Applicazioni degli amplificatori operazionali. 9.Oscillatori. 10.Porte
logiche, misura dei tempi di ritardo.11.Reti combinatorie e sintesi di
circuiti logici.12.Flip-Flop
Testi in inglese
Tipo testo
Testo
Lingua insegnamento
Italian
Contenuti
Theory of linear electrical networks, semiconductor device physics,
circuits with semiconductor devices, digital circuits
Testi di riferimento
J.Millman and A. Grabel, ‘Microelectronica 2d Ed.
McGraw-Hill IT,P.Horowitz, W Hill, ‘The art of electronics 2d Ed’
Cambridge University Press, - W.Kleitz
Obiettivi formativi
Understanding the phenomena of electrical conduction in condensed
matter, understand the basics of the interaction of electromagnetic
waves with solids, know and use the most popular semiconductor
electronic devices, be familiar with the extent of weak electrical signals,
to know and be able to create simple electronic circuits with diodes, bjt,
fet and operational amplifiers. Learn the methods of synthesis and
analysis of logic networks, understand the behavior of sequential
networks.
Prerequisiti
The student must know the typical content of the courses of
Electromagnetics, Electromagnetics Laboratory, Mathematics and
learned the rudiments of the Theory of Measurement Errors.
Metodi didattici
Lectures and exercises
Altre informazioni
Both theory/exercise and laboratory are held in the teaching laboratory.
Office hours for students: on Tuesday, from 17.30 to 19, at the end of the
test laboratory, at other times by appointment.
Office: building 33B - 4th floor - room 5
Email: [email protected]
Telephone: +39 0984.496116 - +39 0984.496147
Modalità di verifica
dell'apprendimento
Report on the laboratory tests and oral
Programma esteso
Elements of network theory.Power Network under alternating signals:
voltage and sinusoidal currents, impedance, power factor correction, the
general concept of electrical resonance, resonant circuits and surges,
active, reactive and apparent power, transformers. Introduction to
Fourier analysis of electrical signals. Linear networks under impulsive
transforms Laplace. Transmission Network: coupling and impedance
matching circuits, real distributed constants, propagation of the electrical
signal, attenuation and reflection, transmission .Crystal structure and
semiconductor physics. The conduction in metals and semiconductors.
Charge transport by drift, diffusion and injection of carriers. Hall effect.
Processes of generation and recombination. Average lifetime of the
minority carriers. Electronic and optical properties of non-uniform
drainage junction, the junction diode, junction resistance, space charge
and junction capacitance, speed of response and switching time,
characteristic of the diode junction, load line, the diode as an element
circuit, the diode Zenner, the varactor diode, the Schottky diode, the PIN
diode, the tunnel diode, the diode LED, optoelectronics elements.The
bipolar transistor, PNP and NPN current gain for large signals , modes of
operation of a transistor, characteristics of input output common-base
and common-emitter, methods of analysis of transistor circuits, examples
of bias circuits of the junctions, switching operations. FET characteristic I
/ O FET. The transistor as an amplifier General characteristics of an
amplifier, amplifier types, model for small signals, amplifiers single stage
(E-COM, C-COM and COM-B), the Darlington pair, effects of high
Tipo testo
Testo
frequency, the reaction. Operational Amplifiers: operational amplifiers
basics, superposition theorem and virtual mass, analysis of closed-loop
circuits, inverting and non-inverting amplifier, summing amplifier,
transimpedance and trasnconduttance amplifiers, AC-DC, the real
operational. Amplificatori Insights on reazionati amplifiers; stability and
response of an amplifier reazionato; oscillators; offset compensation,
thermal coefficients, bias current di'ingresso, gain in common mode,
effect of input impedances and the output, power dissipation and current
limit . numbering systems and codes, digital circuits
interruttoriRappresentazione analog quantities; decimal number systems,
binary, hexadecimal and their comparison; digital signals, serial and
parallel representations; electronic switches. The Boolean algebra, logic
gates Logic Networks, laws and rules of Boolean algebra, gates AND, OR,
NOT, NAND, NOR, De Morgan's theorem, EXOR gates, EXNOR,
simplification of logic networks, maps Karnaugh, examples of logic
circuits. Logic circuits and operations, the binary aritmetics, hexadecimal
arithmetic, BCD arithmetic circuits, binary adder circuit, comparator, logic
families and their characteristics, the TTL family, the CMOS family, the
ECL family, Flip-Flop, bistable SR, D-type flip-flops, JK flip-flops, Schmitt
Trigger. Introductions sequential networks, counter circuits . Laboratory:
1.transfer functionof a linear network, the Bode graph, chart to Nyquist,
the application RLC circuit. 2.transmission networks, the RG58 cable. 3.Il
junction diode, circuits with the diodes. 4.Photodiode. 5.LEDs. 6. bipolar
transistor (BJT), I/O characteristics. 7.The 'common-emitter amplifier. 8.
Application of operational amplifiers. 9.Oscillators. 10.Logic gates,
measurement of delay time.11.synthesis of combinatorial logic circuits.
12.Flip-Flop.