CIRCUITI E MISURE ELETTRONICHE - MOD. 1

L’insegnamento è una delle attività formative obbligatorie del Corso di Laurea in Ingegneria Fisica. Esso fornirà le basi per comprendere e analizzare i circuiti RLC, la fisica e il funzionamento dei principali dispositivi elettronici e il loro utilizzo per la realizzazione di circuiti e componenti elettronici analogici e digitali (amplificatori, porte logiche, memorie, ecc.). La prima parte del corso verterà sull'introduzione di concetti base di elettrotecnica e degli strumenti per l'analisi di reti circuitali dinamiche (circuiti lineari, analisi in frequenza, diagrammi di bode). In seguito saranno introdotti i concetti di fisica dei semiconduttori per la comprensione del funzionamento di diodi e transistori. Al principio fisico verrà poi associato il modello circuitale e verranno introdotti il concetto di polarizzazione e di piccolo segnale. Allo studente verranno forniti gli strumenti per analizzare le principali caratteristiche di alcune fondamentali architetture circuitali, quali il guadagno, la funzione di trasferimento, la stabilità e la banda di frequenza. Oltre allo studio analitico, gli studenti apprenderanno l’utilizzo di base di un simulatore circuitale e potranno verificare le caratteristiche principali di circuiti elementari utilizzando l’adeguata strumentazione in ore di laboratorio.

Alla fine del corso lo studente avrà appreso a risolvere circuiti elettrici semplici sia nel tempo che in frequenza attraverso l'analisi nodale e l'utilizzo dei teoremi principali delle reti. Inoltre avrà imparato le nozioni di base di fisica dei semiconduttori ed il funzionamento di dispositivi in silicio quali la giunzione pn e il transistore MOSFET sia in funzionamento statico che dinamico.

Conoscenze avanzate di matematica (Analisi 1 e Analisi 2), ed il corso di Fondamenti di Telecomunicazioni e di Metodi Matematici per la Fisica e l’Ingegneria.

Reti circuitali
1. Introduzione al corso e circuiti resistivi
2. Circuiti resistivi 2
3. Teoremi delle reti (Sovrapposizione, Thevenin, Northon)
4. Bipoli dinamici nel tempo
5. Regime sinusoidale e fasori
6. Potenza in regime sinusoidale
7. Metodo di Laplace 1
8. Metodo di Laplace 2
9. Sistemi LTI e Funzione di Trasferimento
10. Esempi sistemi LTI e Laplace
11. Diagramma di Bode 1
12. Diagramma di bode 2
13. filtri passivi I e II ordine
14. esempi circuitali non elettrici
Dispositivi elettronici
15. Richiami di elettromagnetismo e meccanica quantistica
16. semiconduttori struttura e proprietà elettroniche1
17. semiconduttori struttura e proprietà elettroniche2
18. semiconduttori in equilibrio termodinamico
19. semiconduttori Trasporto 1
20. Semiconduttori Trasporto 2
21. Giunzione pn comportamento statico equilibrio 1
22. Giunzione pn comportamento statico equilibrio 1
23. Giunzione pn comportamento statico fuori equilibrio 1
24. Giunzione pn comportamento statico fuori equilibrio 2
25. Giunzione pn comportamento dinamico
26. Sistema MOS 1
27. Sistema MOS 2
28. Transistor MOSFET 1
29. Transistor MOSFET 2
30. Transistor MOSFET modello piccolo segnale

• Sedra, Smith: Microelectronic Circuits, 6th Ed. Oxford University Press,
• G. Ghione Dispositivi per la Microelettronica McGraw-Hill 1998
• S. M. Sze, Dispositivi a semiconduttore, Hoepli, 1991

Il raggiungimento degli obiettivi dell'insegnamento viene valutato attraverso la partecipazione alle attività e alle esercitazioni assegnate durante il corso e un esame finale scritto. L'esame scritto finale è composto da problemi simili a quelli svolti in classe durante il lavoro di gruppo. Durante il compito non è consentito l'uso di appunti, libri e altro materiale didattico. Un fac-simile del compito sarà reso disponibile. L'orale sarà facoltativo

Lezioni frontali ed esercitazioni. Laboratorio con simulatore informatico e piccole esperienze sperimentali

Italiano

Il corso sarà in Italiano

scritto e orale