ELETTRONICA I
Obiettivi formativi
Il corso intende fornire le conoscenze generali di un sistema elettronico inteso come sistema di elaborazione di informazioni. Per i circuiti analogici l’attenzione viene posta sul concetto di guadagno per i vari tipi di amplificatori, e sui limiti applicativi dovuti a banda passante, potenza e rumore. Per i circuiti digitali ci si concentra sulle porte logiche fondamentali e sulle caratteristiche di robustezza, velocità di elaborazione e consumo di potenza. Capacità applicative. Gli studenti saranno in grado di analizzare sistemi elettronici semplici e di individuarne il comportamento anche in presenza di elementi capacitivi. Saranno inoltre capaci di analizzare i blocchi costitutivi di circuiti analogici integrati. Per quanto riguarda i sistemi digitali, gli studenti avranno gli elementi base per progettare semplici sistemi digitali a vari livelli di astrazione (gate e circuito) e per identificare la tecnologia implementativa più adatta al caso di progetto specifico ABILITÀ DI COMUNICAZIONE. L’esame orale verifica lo sviluppo delle abilità comunicative e organizzative. CAPACITÀ DI APPRENDERE. La prova scritta verifica la capacità degli studenti di estrarre dai testi di riferimento le informazioni necessarie a svolgere un particolare problema di analisi o progetto di circuiti elettronici.
Canale 1
GIUSEPPE SCOTTI
Scheda docente
Programmi - Frequenza - Esami
Programma
Struttura di un sistema elettronico
Evoluzione della microelettronica e dei suoi prodotti.
Approccio top-down: specifiche di un sistema elettronico.
Ingresso, uscita ed elaborazione, sincronizzazione ed alimentazione.
Concetto di: banda, dinamica, potenza dissipata, rumore.
Amplificatori e contro-reazione
Richiami ai circuiti lineari.
Amplificatori ideali e non ideali. Circuiti equivalenti. Reti a singola costante di tempo.
Amplificatori Operazionali: Schema a blocchi, Configurazione invertente e non invertente, Effetto del guadagno finito. Amplificatore differenziale, amplificatore per strumentazione, sommatore, integratore e derivatore.
Dispositivi e circuiti elettronici
Semiconduttori e loro drogaggio. Giunzione p-n: equazione della corrente.
Circuiti rettificatori e limitatori
Struttura e principio di funzionamento del transistore MOS.
Transistori MOS: polarizzazione e loro uso come amplificatori. Retta di carico statico e dinamica. Amplificatore a source comune. Amplificatori NMOS con carico ad arricchimento.
Specchio di corrente semplice con transistori MOS
Amplificatori CMOS.
Evoluzione e problematiche dell’elettronica digitale.
Fasi della progettazione digitale: specifica, disegno, sintesi, realizzazione, verifica, documentazione.
Metodi per la sintesi combinatoria e sequenziale
Segnali e variabili logiche, algebra di Boole, tavole di verità e forme canoniche delle funzioni logiche.
L'invertitore, le porte logiche fondamentali e il Teorema di De Morgan.
Funzioni digitali combinatorie, metodi per la sintesi combinatoria.
Componenti combinatori e sequenziali fondamentali: decoder, multiplexer, adder, latch, flip-flop, registro, RAM, ROM, trigger di Schmitt.
Macchine sequenziali sincrone: modelli, rappresentazioni e tecniche per la sintesi.
Esercizi di progetto ed esercitazioni
Sviluppo di un caso di studio sul progetto di componenti digitali.
Famiglie logiche
Modelli dei dispositivi MOSFET per applicazioni digitali.
Famiglie logiche NMOS e CMOS:
- Caratteristiche statiche;
- Caratteristiche dinamiche;
- Consumo di potenza;
- Gate fondamentali.
Prerequisiti
Conoscenze di analisi matematica e geometria. Nozioni di base di fisica
dell’elettromagnetismo e conoscenza delle leggi fondamentali dell’elettrotecnica (analisi di circuiti elementari).
Testi di riferimento
• Testo di riferimento: F. Centurelli, A. Ferrari, “Fondamenti di Elettronica”, Zanichelli 2016.
• Bibliografia consigliata:
1. S. Sedra, K. Smith, “Circuiti per la Microelettronica”, Edizioni Ingegneria 2000
2. M. Olivieri, “Note sulla Progettazione dei Sistemi VLSI Digitali - Volume 1: Introduzione all'Elettronica Digitale”, Ed. EDISES, Napoli, 2004
3. M. Olivieri, “Note sulla Progettazione dei Sistemi VLSI Digitali - Volume 3: Esercizi”, Ed. EDISES, Napoli, 2008
4. P. Spirito, “Elettronica digitale”, Editore Mc Graw Hill
• Dispense e lucidi del corso disponibili presso il docente
Modalità insegnamento
didattica frontale ed esercitazioni al calcolatore
Frequenza
La frequenza è facoltativa anche se fortemente consigliata.
Modalità di esame
Esame con votazione in trentesimi. L'esame è composto da una prova scritta in cui viene richiesto di risolvere un esercizio di elettronica analogica e un esercizio di elettronica digitale e da una prova orale.
Modalità di erogazione
didattica frontale ed esercitazioni al calcolatore
GIUSEPPE SCOTTI
Scheda docente
Programmi - Frequenza - Esami
Programma
Struttura di un sistema elettronico
Evoluzione della microelettronica e dei suoi prodotti.
Approccio top-down: specifiche di un sistema elettronico.
Ingresso, uscita ed elaborazione, sincronizzazione ed alimentazione.
Concetto di: banda, dinamica, potenza dissipata, rumore.
Amplificatori e contro-reazione
Richiami ai circuiti lineari.
Amplificatori ideali e non ideali. Circuiti equivalenti. Reti a singola costante di tempo.
Amplificatori Operazionali: Schema a blocchi, Configurazione invertente e non invertente, Effetto del guadagno finito. Amplificatore differenziale, amplificatore per strumentazione, sommatore, integratore e derivatore.
Dispositivi e circuiti elettronici
Semiconduttori e loro drogaggio. Giunzione p-n: equazione della corrente.
Circuiti rettificatori e limitatori
Struttura e principio di funzionamento del transistore MOS.
Transistori MOS: polarizzazione e loro uso come amplificatori. Retta di carico statico e dinamica. Amplificatore a source comune. Amplificatori NMOS con carico ad arricchimento.
Specchio di corrente semplice con transistori MOS
Amplificatori CMOS.
Evoluzione e problematiche dell’elettronica digitale.
Fasi della progettazione digitale: specifica, disegno, sintesi, realizzazione, verifica, documentazione.
Metodi per la sintesi combinatoria e sequenziale
Segnali e variabili logiche, algebra di Boole, tavole di verità e forme canoniche delle funzioni logiche.
L'invertitore, le porte logiche fondamentali e il Teorema di De Morgan.
Funzioni digitali combinatorie, metodi per la sintesi combinatoria.
Componenti combinatori e sequenziali fondamentali: decoder, multiplexer, adder, latch, flip-flop, registro, RAM, ROM, trigger di Schmitt.
Macchine sequenziali sincrone: modelli, rappresentazioni e tecniche per la sintesi.
Esercizi di progetto ed esercitazioni
Sviluppo di un caso di studio sul progetto di componenti digitali.
Famiglie logiche
Modelli dei dispositivi MOSFET per applicazioni digitali.
Famiglie logiche NMOS e CMOS:
- Caratteristiche statiche;
- Caratteristiche dinamiche;
- Consumo di potenza;
- Gate fondamentali.
Prerequisiti
Conoscenze di analisi matematica e geometria. Nozioni di base di fisica
dell’elettromagnetismo e conoscenza delle leggi fondamentali dell’elettrotecnica (analisi di circuiti elementari).
Testi di riferimento
• Testo di riferimento: F. Centurelli, A. Ferrari, “Fondamenti di Elettronica”, Zanichelli 2016.
• Bibliografia consigliata:
1. S. Sedra, K. Smith, “Circuiti per la Microelettronica”, Edizioni Ingegneria 2000
2. M. Olivieri, “Note sulla Progettazione dei Sistemi VLSI Digitali - Volume 1: Introduzione all'Elettronica Digitale”, Ed. EDISES, Napoli, 2004
3. M. Olivieri, “Note sulla Progettazione dei Sistemi VLSI Digitali - Volume 3: Esercizi”, Ed. EDISES, Napoli, 2008
4. P. Spirito, “Elettronica digitale”, Editore Mc Graw Hill
• Dispense e lucidi del corso disponibili presso il docente
Modalità insegnamento
didattica frontale ed esercitazioni al calcolatore
Frequenza
La frequenza è facoltativa anche se fortemente consigliata.
Modalità di esame
Esame con votazione in trentesimi. L'esame è composto da una prova scritta in cui viene richiesto di risolvere un esercizio di elettronica analogica e un esercizio di elettronica digitale e da una prova orale.
Modalità di erogazione
didattica frontale ed esercitazioni al calcolatore
- Codice insegnamento1021955
- Anno accademico2024/2025
- CorsoIngegneria dell'Informazione (sede di Latina)
- CurriculumInformatica
- Anno2º anno
- Semestre2º semestre
- SSDING-INF/01
- CFU9