FONDAMENTI DI ELETTRONICA - MOD. 1

Insegnamento obbligatorio per la laurea triennale in Ingegneria Fisica, collocato al secondo periodo didattico del III anno. Il corso introduce le basi scientifiche e ingegneristiche di circuiti elettronici analogici come base per capire sistemi elettronici complessi.

1. Conoscenza e capacità di comprensione
Dimostrare conoscenza e comprensione dei principi fondamentali nei circuiti elettronici, in particolare quelli che coinvolgono diodi, transistor e amplificatori operazionali.
Analizzare circuiti elettronici basati su diodi e comprendere i principi alla base degli amplificatori a transistor.
Progettare e valutare semplici circuiti a diodi, come limitatori e raddrizzatori, comprendendo l’importanza di questi componenti nei sistemi elettronici.
Comprendere il funzionamento degli amplificatori differenziali e riconoscere le applicazioni degli amplificatori operazionali.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Applicare la conoscenza dei componenti elettronici per progettare circuiti elettronici di base, affrontando sfide pratiche e mitigando le non-idealità più comuni.
Progettare stadi amplificatori a singolo stadio, determinare le loro principali figure di merito e funzioni di trasferimento, e sviluppare generatori di corrente utilizzando transistor, come i circuiti a specchio di corrente.
Utilizzando amplificatori operazionali, applicare le conoscenze per progettare circuiti analogici fondamentali fra cui il circuito sommatore, derivatore, integratore e altro ancora.

3. Autonomia di giudizio
Valutare criticamente le prestazioni e l’efficienza dei progetti elettronici, inclusi amplificatori a singolo stadio, amplificatori differenziali e specchi di corrente.
Riconoscere eventuali errori attraverso un’analisi critica del metodo applicato.

4. Abilità comunicative
Saper comunicare efficacemente le informazioni tecniche, utilizzando una terminologia appropriata sia in forma scritta che orale, con interlocutori specialisti e non specialisti.
Interagire in modo rispettoso e costruttivo con il docente e i colleghi, in particolare durante i lavori realizzati in gruppo.

5. Capacità di apprendimento
Sviluppare solide capacità di apprendimento indipendente.
Prendere appunti completi, sapendo selezionare e organizzare le informazioni in base alla rilevanza e alla priorità.
Dimostrare autonomia nel raccogliere e sintetizzare dati rilevanti per la progettazione di circuiti elettronici, preparandosi per un apprendimento permanente e per la risoluzione di problemi in contesti tecnologici avanzati.

Il corso prevede la conoscenza di teoria dei circuiti, nozioni di base di matematica (derivate, integrali ed equazione differenziali), e nozioni di base di fisica dell'elettromagnetismo.

- Concetti introduttivi sull’elettronica: leggi di Kirchhoff, teoremi di Thevenin e Norton, circuiti a singola costante di tempo, diagrammi di Bode
- Introduzione agli amplificatori
- Principi fondamentali e circuiti elementari con amplificatori operazionali
- Richiami alla fisica dei semiconduttori e giunzione PN
- Diodi, regimi di funzionamento e circuiti
- Transistori a effetto di campo (MOSFET)
- Transistori a giunzione bipolare (BJT)
- Amplificatori a transistori e risposta in frequenza
- Elementi fondamentali dei circuiti integrati amplificatori
- Concetti di base sull’amplificatore differenziale

- A. S. Sedra e C. K. Smith “Microelectronic Circuits” (ita. Circuiti per la microelettronica), 8th Edition, Oxford Univ. Press, 2019.
- Richard C. Jaeger e Travis N. Blalock "Microelettronica", McGraw-Hill Education, 2018.

Il raggiungimento degli obiettivi dell'insegnamento viene valutato attraverso le esercitazioni assegnate (“assignments”) durante il corso (massimo +3/30) e un esame scritto. L'esame scritto è composto da 2-3 problemi simili a quelli svolti in classe e durante il lavoro di gruppo e permette di raggiungere 30/30. Gli “assignments” e la prova scritta, se superata, hanno validità di un anno accademico. Durante il compito non è consentito l'uso di appunti, libri o altro materiale didattico. L'esame orale è facoltativo su richiesta dello studente e consiste in un paio di domande teoriche sugli argomenti trattati a lezione e nella risoluzione di un esercizio simile a quelli della prova scritta. L’orale può variare il voto dello scritto fino a ±4/30. Si ricorda che il voto finale è unico per i due moduli e sarà calcolato come la media fra i due voti conseguiti.

Il corso si svolgerà attraverso lezioni in classe frontali. Si cercherà di dare ampio spazio allo svolgimento di esercizi per facilitare l'apprendimento dei concetti fondamentali e della comprensione dei parametri principali per la progettazione e valutazione delle prestazioni di circuiti analogici.
Tramite la piattaforma “Moodle” di Ateneo, verranno resi disponibili: 1) Il materiale didattico scritto dal docente e proiettato durante le lezioni, 2) il materiale per l'approfondimento di specifici argomenti trattati a lezione.

Italiano

scritto e orale

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Cambiamento climatico e energia" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile