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DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA ELETTRICA ELETTRONICA E
INFORMATICA
Corso di laurea in Ingegneria elettronica
Anno accademico 2016/2017 - 2° anno
ELETTRONICA I
9 CFU - 2° semestre
Docente titolare dell'insegnamento
SALVATORE PENNISI
Email: [email protected]
Edificio / Indirizzo: DIEEI - Viale A. Doria 6, Catania
Telefono: 095 7382318
Orario ricevimento: su appuntamento per email
OBIETTIVI FORMATIVI
Il corso fornisce elementi di dispositivi elettronici, e principi di elettronica analogica e elettronica digitale.
PREREQUISITI RICHIESTI
Elementi di teoria dei circuiti e di elettromagnetismo.
FREQUENZA LEZIONI
La frequenza non è obbligatoria, ma fortemente consigliata
CONTENUTI DEL CORSO
ITALIANO
1. Elementi di fisica dei semiconduttori. Metalli, isolanti e semiconduttori. Semiconduttori estrinseci.
Corrente elettrica di deriva e di diffusione. Equazione di Boltzmann. Cenni sulla giunzione pn lineare:
elettrostatica ed equazione della corrente.
2. Diodi. Diodo ideale. Modelli statici. Retta di carico. Modello per piccolo segnale a bassa frequenza e ad
alta frequenza. Diodi speciali e loro applicazioni. Conversione AC/DC. Raddrizzatori. Filtro capacitivo.
Regolatori di tensione lineari.
3. Transistori Bipolari e MOS. Equazioni e Modelli statici. Modelli per piccolo segnale a bassa e alta
frequenza. Il transistore come interruttore. Il transistore come amplificatore.
4. Polarizzazione di un BJT e di un MOSFET. Stabilizzazione del punto di lavoro. Specchi di corrente.
Amplificatori a BJT e a MOSFET: le configurazioni a Emettitore, Collettore e Base Comune (Source, Drain e
Gate comune). Comportamento per piccolo segnale a centro banda. Amplificatore differenziale:
caratteristiche per ampio segnale, il modo differenziale e il modo comune. CMRR. Amplificatori polistadio.
Configurazioni Darlington e Cascode.
5. Amplificatori Operazionali. Modello dell’amplificatore operazionale. Caratteristiche dell’AO ideale.
Cortocircuito virtuale. Configurazione invertente e non-invertente. Applicazioni dell’AO: sommatore,
sottrattore, buffer di tensione, integratore, derivatore. Caratteristiche dell’AO reale.
6. Risposta in frequenza degli amplificatori. Comportamento a bassa ed alta frequenza. Metodo delle
costanti di tempo. Teorema di Miller. Risposta in frequenza di un amplificatore. Frequenza di transizione
(ft) di un transistore bipolare e MOS.
7. I circuiti digitali. Introduzione ai circuiti logici. Algebra di Boole. Somma logica, prodotto logico. Teoremi
di De-Morgan. Porte logiche OR-AND-NOT-NAND-NOR-XOR. Universalità della NAND e della NOR. Il
problema della minimizzazione di una funzione logica. Forme canoniche. Mappe di Karnaugh.
Caratteristiche statiche dell’inverter: tensione di soglia logica, margine di immunità al rumore, swing
logico, fan-in, fan-out. Caratteristiche dinamiche dell’inverter: tempo di salita, tempo di discesa, ritardo di
salita, ritardo di discesa, ritardo di propagazione. Dissipazione di potenza nei circuiti digitali: dissipazione
statica e dinamica. Prodotto ritardo-consumo. Panoramica sulle famiglie logiche. Cenni sulla famiglia
logica CMOS statica e porte NOT, NAND e NOR.8. Circuiti digitali sequenziali.
8. Circuiti sequenziali statici bistabili: latch SR, JK, Flip-Flop Master-Slave, Edge-Triggered, Delay e Toggle.
Applicazione dei Flip-Flop. Registri PIPO, SISO, PISO e SIPO.9. Memorie. Memorie a semiconduttore:
classificazione ed architetture, memorie non-volatili: ROM, EPROM, E2PROM, FLASH. Cenni sulle memorie
volatili SRAM (cella 6T) e DRAM (cella 1T).
TESTI DI RIFERIMENTO
1. Sedra - Smith, Circuiti per la Microelettronica, EDISES 2013.
2. Millman-Grabel-Terreni, Elettronica di Millman, Ed. Mc-Graw-Hill 2008.
3. Jaeger -Blalock, Microelettronica Ed. Mc-Graw-Hill 2013.
PROGRAMMAZIONE DEL CORSO
Argomenti
Riferimenti testi
1
Diodo: modelli per grande e piccolo segnale
1, 2, 3
2
BJT: modelli per grande e piccolo segnale
1,2,3
3
MOS Transistor: modelli per grande e piccolo segnale
4
Reti di polarizzazione
5
Frequenza di transizione (BJT e MOS)
3 pp.657
6
Buffer di tensione e di corrente
1,2,3
7
Amplificatore operazionale e cortocircuito virutale
1,2,3
8
Integratore di Miller
1,2,3
9
Coppia differenziale
1,2,3
10
Conversione AC/DC
dispense e 1,2
11
Porte digitali CMOS
1,2
12
Flip flop e LAtch
2 e dispense
MATERIALE DIDATTICO
http://studium.unict.it/
Elettroinica I L8
http://micro.diees.unict.it/
e quindi seguire i link "Courses"-> "Laurea ord. 509/99 Elettronica"->"Elettronica I"
PROVA D'ESAME
MODALITÀ D'ESAME
Prova scritta + Prova orale
DATE D'ESAME
Il calendario degli esami è pubblicato sul portale studenti http://portalestudente.unict.it
e sul sito del Corso di Studi www.dieei.unict.it/ing.elettronica
PROVE IN ITINERE
Non previste
PROVE DI FINE CORSO
Non previste
ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI
Frequenza di transizione del transistore Bipolare e MOS
Cortocircuito virtuale
Modello di Ebers Moll
Integratore di Miller
Regolatore di tensione serie e parallelo
Amplificatore cascode
Coppia differenziale