ISTITUTO STATALE DI ISTRUZIONE SCIENTIFICA, TECNICA E PROFESSIONALE
“Giordano Bruno” Budrio
Anno Scolastico 2013/2014
Classe 4a AIT – Indirizzo Elettronica ed Elettrotecnica – Articolazione Elettronica
Programma di: Tecnologie e progettazione di sistemi elettrici ed elettronici
Testo in adozione: F. M. FERRI – CORSO DI TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE DI
SISTEMI ELETTRICI ED ELETTRONICI
VOLUME DUE - HOEPLI
Ore di lezione settimanali: 5 (3 in laboratorio)
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FISICA E TECNOLOGIA DEI SEMICONDUTTORI
Tipi di semiconduttori utilizzati in elettronica e loro caratteristiche – Distribuzione energetica
nelle varie orbite di un semiconduttore intrinseco – Il drogaggio di un semiconduttore –
Portatori di carica minoritari e maggioritari – La giunzione P-N e la sua polarizzazione.
I COMPONENTI ELETTRICI A SEMICONDUTTORE
Il diodo a giunzione – I raddrizzatori a semplice e doppia semionda – I circuiti clipper e
clamper – Il diodo LED – Collegamento dei diodi LED in Pull-Up ed in Pull-Down – Il diodo
Zener – Lo stabilizzatore di tensione con diodo Zener – Il BJT: generalità, principi di
funzionamento, le curve caratteristiche. – Il BJT nel funzionamento ON-OFF – Il BJT nel
funzionamento come amplificatore – Le classi di funzionamento degli amplificatori – I J-FET:
generalità, principi di funzionamento, le curve caratteristiche – I MOS-FET ENANCHEMENT
E DEPLETION: generalità, principi di funzionamento, le curve caratteristiche – I MOS-FET di
potenza: V-MOS ed U-MOS.
I CIRCUITI INTEGRATI
La famiglia logica TTL: generalità – Caratteristiche elettriche delle porte logiche in tecnologia
TTL - La porta logica NAND in tecnologia TTL – La porta logica NOT Three-State in
tecnologia TTL – Le porte OPEN COLLECTOR e la logica WIRED – La porta logica NOT in
tecnologia C-MOS – La famiglia logica C-MOS: generalità – Caratteristiche elettriche delle
porte logiche in tecnologia C-MOS – Le porte logiche NOT, NAND e NOR in tecnologia CMOS – Confronto tra le due tecnologie – Le diverse scale d’integrazione: SSI, MSI, LSI, VLSI
– I contenitori dei componenti elettronici discreti ed integrati.
I SISTEMI DI ALIMENTAZIONE
Batterie ed accumulatori – Gli alimentatori stabilizzati lineari con uscita a tensione fissa o
variabile, singola o duale – I circuiti integrati stabilizzatori di tensione: famiglie 78XX , 79XX,
LM 117/217/317, LM 137/237/337 – Progetto di un alimentatore stabilizzato lineare con uscita
singola e tensione variabile con integrato LM 317.
LA PROGETTAZIONE ELETTRONICA
Normativa tecnica e disegno elettronico – Studio ed utilizzo del programma AUTOCAD per il
disegno di schemi elettronici e master – Sbrogliatura e realizzazione del circuito stampato –
Realizzazione di un alimentatore stabilizzato: studio preliminare, progettazione e realizzazione
dello schema elettrico, realizzazione del circuito stampato e montaggio dei componenti,
progetto termico dei dissipatori – Collaudo e realizzazione della relazione di progetto.
OBBIETTIVI MINIMI IN TERMINI DI COMPETENZE, CONOSCENZE ED
ABILITÀ
Gli obiettivi minimi da raggiungere per ottenere la sufficienza nella materia sono:
Competenze:
− Saper utilizzare la strumentazione di laboratorio
− Saper gestire progetti
− Saper analizzare il valore, i limiti ed i rischi delle varie soluzioni tecniche per la vita
sociale e culturale con particolare attenzione alla sicurezza nei luoghi di vita e di lavoro,
alla tutela della persona, dell’ambiente e del territorio;
− Saper redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative
a situazioni professionali.
Conoscenze:
− Conoscere le proprietà tecnologiche dei materiali
− Conoscere i componenti elettronici a semiconduttore le loro proprietà tecnologiche ed i
loro principi di funzionamento ed impiego
− Concetti di rischio, di pericolo, di sicurezza e di affidabilità
− Conoscere i dispositivi di protezione generici e tipici del campo di utilizzo e loro
affidabilità
− Conoscere i rischi presenti in luoghi di lavoro, con particolare riferimento al settore
elettrico ed elettronico Normativa nazionale e comunitaria sulla sicurezza, sistemi di
prevenzione e gestione della sicurezza nei luoghi di lavoro
− Conoscere i principi di funzionamento e le caratteristiche di impiego della
strumentazione di laboratorio
− Conoscere lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese
− Conoscere principi di funzionamento, tecnologie e caratteristiche di impiego dei
componenti attivi e passivi e dei circuiti integrati
− Conoscere l’interazione fra componenti ad apparecchiature appartenenti ad aree
tecnologiche diverse
− Conoscere simbologia e norme di rappresentazione circuiti e apparati
− Conoscere il software dedicato specifico del settore e in particolare software per la
rappresentazione grafica
− Conoscere il software e hardware per la progettazione la simulazione e la
documentazione
− Conoscere l'impiego del foglio di calcolo elettronico
− Conoscere metodi di rappresentazione e di documentazione
− Conoscere la manualistica d’uso e di riferimento
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Abilità:
− Saper applicare i principi di fisica e chimica nello studio dei materiali e dei componenti
− Saper identificare le tipologie di bipoli elettrici definendo le grandezze caratteristiche ed i
loro legami
− Saper descrivere e spiegare i principi di funzionamento dei componenti circuitali discreti
− Saper riconoscere i rischi dell’utilizzo dell’energia elettrica in diverse condizioni di
lavoro, anche in relazione alle diverse frequenze di impiego ed applicare i metodi di
protezione dalle tensioni contro i contatti diretti e indiretti
− Saper applicare le norme tecniche e le leggi sulla sicurezza nei settori di interesse
− Saper individuare i criteri per la determinazione del livello di rischio accettabile,
l’influenza dell’errore umano ed assumere comportamenti coerenti
− Saper misurare le grandezze elettriche fondamentali
− Saper descrivere i principi di funzionamento e le caratteristiche di impiego della
strumentazione di settore
− Utilizzare con sufficiente proprietà i manuali tecnici
− Saper utilizzare il lessico e la terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese
− Saper descrivere i principi di funzionamento dei componenti circuitali di tipo discreto ed
integrato
− Saper rappresentare schemi funzionali di componenti circuitali e reti
− Saper disegnare circuiti elettronici
− Saper individuare le componenti tecnologiche e gli strumenti operativi occorrenti per il
progetto specifico
− Saper progettare circuiti digitali a bassa scala di integrazione di tipo combinatorio e
sequenziale
− Saper utilizzare i software dedicati per la progettazione, l’analisi e la simulazione
− Saper individuare e utilizzare la strumentazione di settore anche con l’ausilio dei manuali
di istruzione scegliendo adeguati metodi di misura e collaudo
− Saper riorganizzare le conoscenze multidisciplinari
Budrio, 04/06/2014
Gli insegnanti
(Prof. Giorgio Di Paolantonio)
(Prof. Michele Moccia)
Per gli studenti
Riccardo Caccioppoli
Giacomo Marchesini
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