Docente
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CAPUTO DOMENICO
(programma)
Struttura di un sistema elettronico
Evoluzione della microelettronica e dei suoi prodotti. Specifiche di un sistema elettronico. Schema a blocchi di un sistema elettronico: ingresso, uscita ed elaborazione, sincronizzazione ed alimentazione. Segnali analogici e digitali. Concetto di: banda, dinamica, potenza dissipata, rumore.
Richiami di base sulle reti lineari
Leggi di Ohm e Kirkhoff. Teoremi di Thevenin, Norton e Miller. Generatori controllati. Circuiti a singola costante di tempo.
Amplificatori
Rappresentazione come reti due porte; unidirezionalità; amplificatore di tensione, corrente, transimpedenza, transconduttanza. Polarizzazione e dinamica. Risposta in frequenza.
Amplificatori operazionali
Op-amp ideale. Configurazione invertente e non invertente. Sommatore, integratore e derivatore. Amplificatore differenziale con op-amp: amplificatore per strumentazione. Op-amp non ideali: guadagno finito, larghezza di banda finita.
Circuiti con Diodi
Semiconduttori e loro drogaggio. Giunzione p-n: struttura, polarizzazione diretta e inversa, regione di svuotamento, equazione della corrente. Caratteristiche tensione-corrente. Analisi grafica di circuiti con diodi. Metodo degli stati. Modello del diodo per piccoli segnali. Diodi Zener. Circuiti limitatori, raddrizzatori e di aggancio. Stabilizzatori di tensione. Filtri con diodi.
Transistori bipolari (BJT)
Struttura fisica e modo di funzionamento. Distribuzione dei portatori minoritari in base. Espressioni delle correnti nei BJT. Caratteristiche di ingresso e di uscita. Polarizzazione in circuiti discreti. Retta di carico statica e dinamica. Carico attivo. Analisi di circuiti a BJT con il metodo degli stati. Il BJT come amplificatore. Modello per piccoli segnali del BJT. Amplificatori ad emettitore comune, base comune e collettore comune.
Ampificatori differenziali e multistadio
Amplificatori integrati: amplificatore differenziale. Polarizzazione, funzionamento per grandi e piccoli segnali. Specchi di corrente: semplice, con correzione del β e di Widlar.
Generatori di forme d'onda
Generatori di forme d'onda quadrate, triangolari ed impulsive mediante multivibratori bistabili, astabili, monostabili.
Controreazione: Caratteristiche generali, configurazioni base. Reti ideali: amplificatore di tensione, di corrente, di transconduttanza, di transresistenza.
Risposta in frequenza: Filtri: LP, BP, HP, Notch, Filtri attivi. Risposta in bassa e alta frequenza: metodo delle costanti di tempo. Modello in alta frequenza del MOSFET e del BJT. Analisi della risposta in alta frequenza del EC, BC, CC, del cascode e delle rispettive configurazioni in tecnologia MOS.
Stabilità in frequenza: Caratteristiche generali. Analisi degli amplificatori contro-reazionati a singolo polo, a due e tre poli. Compensazione con polo dominante e polo-zero.
Amplificatori operazionali: Non idealità: guadagno finito, larghezza di banda, slew-rate, tensione di off-set, correnti di polarizzazione e di offset.
Dinamica: Generalità. Analisi degli amplificatori a BJT: EC, BC, CC, cascode
Stadi d’uscita: Caratteristiche generali. Amplificatori in classe A, B, AB.
Rumore: Tipi di rumore: termico, shot, flicker. Il rumore negli amplificatori a BJT e MOSFET. Figura di rumore.
Circuiti digitali: Introduzione. Parametri caratteristici degli invertitori Famiglie logiche CMOS. Porte NOR e NAND in tecnologia CMOS. Reti combinatorie e sequenziali. Macchine di Mealy e Moore. Pass transistor and transmission gates. Flip-flops: SR, JK, D, Master-Slave. Contatori asincroni e shift-registers.
Celle di memorie: Pass transistor and transmission gates. Memorie RAM statiche e dinamiche. Memorie ROM, PROM, EPROM, EEPROM.
Convertitori A / D and D / A: Principi di conversione. Errore di conversione. Convertitori A/D: flash e a doppia rampa. Convertitori D/A: a resistori pesati, a scala R-2R e a scala invertita.
S. Sedra, K. Smith, “Circuiti per la Microelettronica”, Edizioni Ingegneria 2000
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