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