BIOELECTRONICS

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. 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 laboratorio.

1. Conoscenza e capacità di comprensione
Conoscere i metodi di risoluzioni di circuiti elettrici nel tempo e nella frequenza anche attraverso l'uso dei teoremi delle reti
Conoscere i principi fondamentali della fisica dei semiconduttori ed il funzionamento della giunzione pn e MOSFET

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Usare le leggi ed i teoremi dei circuiti.
Utilizzare le leggi fisiche e i diagrammi a bande per progettare dispositivi PN e MOSFET.


3. Autonomia di giudizio
Saper valutare la consistenza logica dei risultati, sia in ambito teorico sia nel caso di dati sperimentali.
Riconoscere eventuali errori tramite un’analisi critica del metodo applicato.

4. Abilità comunicative
Saper comunicare le conoscenze apprese utilizzando una terminologia appropriata, sia in ambito orale che scritto.
Interagire con il docente e con i colleghi di corso in modo rispettoso e costruttivo, in particolare durante i lavori realizzati in gruppo.

5. Capacità di apprendimento
Prendere appunti efficacemente, selezionando e raccogliendo le informazioni a seconda della loro importanza e priorità.
Essere sufficientemente autonomi nella raccolta di dati e informazioni rilevanti alla problematica investigata.

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. Transistore MOSFET
29. Transistore MOSFET
30. Transistore MOSFET

- Alexander, Charles K., et al. Circuiti elettrici. McGraw-Hill, 2014
- S. M. Sze, Dispositivi a semiconduttore, Hoepli, 1991
- G. Ghione Dispositivi per la Microelettronica McGraw-Hill 1998

L'esame consiste in 4-5 esercizi da svolgere. L'esame é diviso in due parti: ParteA che copre la parte di circuiti (2-3 esercizi) ed ParteB che copre la parte di semiconduttori (2-3 esercizi). Il voto finale sarà la media dei due voti. L'esame é considerato superato se si supera entrambe le due parti ( PartA & ParteB>18 ).

L'esame sarà in forma scritta e sarà costituito da esercizi da svolgere simili a quelli svolti in classe. Ci potranno essere lavori di gruppo durante il corso che contribuiranno al voto finale (2-3 punti massimo). Durante il compito non è consentito l'uso di appunti, libri e altro materiale didattico. Il formulario, se necessario, sarà fornito durante il compito. L'orale é facoltativo e su richiesta dello studente

scritto e orale

Eccellente 30 -30 e lode -- Eccellente conoscenza dei contenuti dell’insegnamento; lo studente dimostra elevata capacità analitico -sintetica ed è in grado di applicare le conoscenze per risolvere problemi di elevata complessità
Ottimo 27 -29 -- Ottima conoscenza dei contenuti dell’insegnamento e ottima proprietà di linguaggio; lo studente dimostra capacità analitico -sintetica ed in grado di applicare le conoscenze per risolvere problemi di complessità media e, in taluni casi, anche elevata
Buono 24 -26 -- Buona conoscenza dei contenuti dell’insegnamento e buona proprietà di linguaggio; lo studente è in grado di applicare le conoscenze per risolvere problemi di media complessità
Discreto 21 -23 -- Discreta conoscenza dei contenuti dell’insegnamento, in taluni casi limitata agli argomenti principali; accettabile capacità di utilizzare il linguaggio specifico della disciplina e di applicare autonomamente le conoscenze acquisite
Sufficiente 18 -20 -- Minima conoscenza dei contenuti dell’insegnamento, spesso limitata agli argomenti principali; modesta capacità di utilizzare il linguaggio specifico della disciplina e di applicare autonomamente le conoscenze acquisite
Insufficiente -- Non possiede una conoscenza accettabile dei contenuti principali dell’insegnamento; scarsissima o nulla capacità di utilizzare il linguaggio specifico della disciplina e di applicare autonomamente le conoscenze acquisite

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

Il corso sarà in Italiano