Laboratorio di Elettronica I Introduzione al corso di laboratorio di elettronica I. Descrizione delle tematiche del corso, del programma e delle modalità di esame. Descrizione dei software utilizzati nel corso: synopsys sentaurus TCAD per la simulazione di dispositivi elettronici e PSPICE per la simulazione di circuiti elettronici. Introduzione all’utilizzo di “TCAD” e dei suoi sotto-componenti (SDE, sprocess, sdevice, svisual e inspect). Esempio di simulazione di un diodo a giunzione pn. Descrizione dettagliata dei comandi di “SDE”. Esercitazione guidata sulla creazione della struttura di un diodo a giunzione pn (definizione delle geometrie, definizione dei profili di drogaggio costante, definizione degli elettrodi, discretizzazione della struttura spaziale e creazione della MESH). Simulazione della struttura con sdevice in condizioni di equilibrio e visualizzazione dei risultati 2D mediante svisual. Simulazione in presenza di una rampa di tensione applicata al diodo e visualizzazione della caratterisctica I-V mediante inspect. Descrizione del funzionamento di “sprocess”, definizione delle maschere, esecuzione dei processi fondamentali (deposizione, impiantazione ionica ecc…). Esercitazione guidata sulla creazione della struttura di un transistor bipolare npn mediante sprocess e analisi dello script per la generazione della MESH. Simulazione della struttura con sdevice in condizioni di equilibrio e visualizzazione dei risultati 2D mediante svisual. Simulazione in presenza di una rampa di tensione applicata alla base e al collettore e visualizzazione delle caratterisctiche I-V mediante inspect. Descrizione delle funzionalità avanzate di SDE e della modalità per la generazione di profili di drogaggio non uniforme. Esercitazione guidata sulla creazione della struttura di un transistor MOS a canale n mediante SDE e analisi dettagliata della struttura. Simulazione della struttura con sdevice in condizioni di equilibrio e visualizzazione dei risultati 2D mediante svisual. Simulazione in presenza di una rampa di tensione applicata al gate e al drain e visualizzazione delle caratterisctiche I-V mediante inspect. Introduzione al software PSPICE per la simulazione di circuiti elettronici. Creazione di un progetto, disegno dello schematico e impostazione delle principali simulazioni circuitali: bias point, DC SWEEP, AC SWEEP e transient. Esempi di applicazione delle diverse simulazioni a circuiti di base (filtri passabasso, passaalto, amplificatori). Esercitazione guidata sul progetto e la simulazione di circuiti con diodi. Raddrizzatore a singola semionda, raddrizzatore a doppia semionda e a ponte, effetto della capacità di filtro. Regolatore a diodo zener. Circuiti limitatori e di aggancio. Esercitazione guidata sul progetto e la simulazione di circuiti con amplificatori operazionali. Configurazione invertente e non invertente, sommatore e integratore. Analisi parametrica, variazioni del guadagno, calcolo delle frequenze di taglio in bassa frequenza e in alta frequenza. Analisi in transitorio e misura del tempo di salita e del tilt. Relazioni tra le misure nel dominio del tempo e quelle nel dominio della frequenza. test di valutazione sull’utilizzo di TCAD: struttura del diodo e relative simulazioni. Test di valutazione sull’utilizzo di PSPICE: analisi di un circuito con amplificatori operazionali. Esercitazione con strumentazione di laboratorio. Presentazione della strumentazione: (alimentatore per alimentazione bilanciata, multimetro digitale, generatore di forme d’onda e oscilloscopio digitale. Descrizione della scheda elettronica disponibile per le esercitazioni: “analog system lab pro”. Configurazione della scheda per misure sulla configurazione invertente e misura della tensione di offset. Esercitazione con strumentazione di laboratorio. Configurazione della scheda e misure di diverse configurazioni circuitali di amplificatori operazionali: configurazione invertente a guadagno 10V/V e a guadagno 5V/V, misura della frequenza di taglio in alta frequenza. Misura dello slew rate e delle distorsioni di seconda e terza armonica. Misure dell’integratore di Miller in presenza di forme d’onda sinusoidali, rettangolari e triangolari e verifica dell’operazione di integrazione. Misure in continua su una configurazione sommatore.

Slide e dispense Del Corso di Laboratorio di Elettronica I.