Ingegneria Informatica e Intelligenza artificiale L-8

Fondamenti di elettronica

Settore scientifico disciplinare Numero crediti formativi (CFU) Docente
ING-INF/01 6 Daniele Giardino

Obiettivi

L’insegnamento di Fondamenti di Elettronica si propone di fornire allo studente le basi teoriche e metodologiche dell'elettronica analogica e digitale, necessarie per comprendere i principi di funzionamento dei principali dispositivi elettronici e delle loro applicazioni fondamentali.

Il corso guida lo studente attraverso un percorso formativo che parte dalla fisica dei dispositivi a semiconduttore fino allo studio e all'analisi di circuiti elettronici. Al termine dell’insegnamento, lo studente avrà acquisito:

  • Comprensione dei Dispositivi: Capacità di descrivere il funzionamento fisico e le curve caratteristiche dei principali componenti a semiconduttore come Diodi, BJT e MOSFET.
  • Capacità Analitica: Abilità nel determinare il punto di lavoro (Q-point) di circuiti elettronici attraverso l'uso di modelli matematici appropriati.
  • Analisi dei Piccoli Segnali: Capacità di estrarre modelli lineari e calcolare le prestazioni di stadi amplificatori.
  • Competenze Digitali: Conoscenza della struttura hardware delle porte logiche elementari e dei principi di conversione analogico-digitale.

Verifica

La verifica consiste in un’unica prova scritta volta ad accertare la conoscenza dei fondamenti teorici e delle metodologie di analisi trattate durante il corso.

La valutazione finale tiene conto della capacità dello studente di rispondere correttamente ai quesiti basati sull'intero programma d’esame.

Risorse

Per l'approfondimento degli argomenti trattati nel corso, si consigliano i seguenti testi:

  • A. S. Sedra, K. C. Smith, Circuiti per l’Elettronica, Ed. Edises.
  • R. C. Jaeger, T. N. Blalock, Microelettronica, Ed. McGraw-Hill.
  • G. Givone, Digital Principles and Design, Ed. McGraw-Hill.
  • Materiale didattico: dispense.

Descrizione

L’insegnamento di Fondamenti di Elettronica fornisce le competenze necessarie per comprendere e analizzare il funzionamento dei circuiti elettronici. Il corso introduce lo studio dei principali dispositivi a semiconduttore, esaminandone i principi fisici di funzionamento e i relativi modelli matematici per l'analisi circuitale.


Attraverso lo studio delle configurazioni fondamentali, lo studente acquisisce la capacità di interpretare il comportamento di reti elettroniche. L'obiettivo dell'insegnamento è sviluppare una solida base metodologica che permetta di affrontare l'analisi e la caratterizzazione dei sistemi elettronici.

Lezioni

Introduzione all'Elettronica

I Segnali

Basi di analisi circuitale

Amplificatori

Fisica dei semiconduttori

Correnti in semiconduttori e Giunzioni pn

Giunzione pn in presenza di una tensione esterna

Il Diodo

Modelli della caratteristica diretta del diodo

Circuiti raddrizzatori

Filtri capacitivi e regolatori di tensione per circuiti raddrizzatori

Risoluzione di circuiti caricati con diodi

Il BJT

Fisica del BJT

Fisica del BJT e Circuiti equivalenti

BJT: regione di saturazione, breakdown e riepilogo

BJT in circuiti DC

Il MOSFET

Regioni operative di un MOSFET

Caratteristica iD-vGS, resistenza di uscita ed Effetto body in un MOSFET

PMOS e CMOS

Riepilogo delle caratteristiche di un MOSFET

MOSFET in circuiti DC

Amplificatori a transistor

Amplificatori lineari a transistor

Scelta del punto di lavoro in un amplificatore a transistor

Funzionamento a piccoli segnali del MOSFET

Circuiti per amplificatori MOSFET a piccolo segnale

Funzionamento a piccoli segnali del BJT

Elettronica digitale