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Codice:  
Course code:
21020
Anno accademico:
Academic year:
2009-2010
Titolo del corso:
Course title:
Fondamenti di elettronica
Fundamental of electronics
Modulo:  
Module:
Unico
U - Fundamental of electronics
Docente 1:
Teacher 1:
Ruolo Docente 1:
Teacher 1:
ModalitÓ 1:
Type 1:
Convenzionale
Settore scientifico-disciplinare:
Reference sector:
ING-INF/01 Elettronica
Anno di corso:
Year of degree course:
secondo
Second
FacoltÓ:
Faculty:
Ingegneria
ModalitÓ di frequenza:
Type:
Non obbligatoria
Semestre:
Semester:
2
Sottoperiodo:
Sub period:
0░
Numero totale di crediti:
Total credits:
9.0
Carico di lavoro
Workload
Attività frontale:
Lectures:
60.0
Esercitazioni:
Applied activities:
30.0
Studio individuale:
Individual work:
0.0
Attività didattica a piccoli gruppi:
Group work:
0.0
Seminari:
Seminars:
0.0
Laboratori:
Laboratories:
0.0
TOTALE (voci sopra-elencate):
TOTAL:
90.0
Ore di lezione settimanali:
8.0
Prerequisiti:
Prerequisites:
Obiettivi formativi:
Educational goals:
ll corso offre una vasta panoramica sull'elettronica analogica e digitale, con particolare attenzione alle problematiche relative ai sistemi di misura e di controllo industriali. L'obiettivo Ŕ rendere gli studenti familiari con dispositivi e tecniche ampiamente utilizzati nella strumentazione elettronica. Gli argomenti principali affrontati durante il corso sono tecnologie e disspositivi microelettronici, amplificatori operazionali (applicazioni ad elaborazione lineare e nonlineare di segnali analogici), convertitori A/D e D/A, sistemi digitali in tecnologia CMOS (dalle porte logiche elementari fino a sistemi logici complessi come le memorie RAM e ROM).
The course provides a broad survey of analog and digital electronics, with particular focus on the issues relevant to measurement and control systems in industry. The aim is to familiarise students with the devices and techniques commonly used in electronic instrumentation. The main topics studied are microelectronic technologies and devices, operational amplifiers (linear and non-linear analog signal processing), A/D and D/A converters, CMOS digital sytems (from basic logic gates to complex systems such as RAM and ROM memories).
Contenuto del corso:
Course contents:
1.Introduzione. Evoluzione delle tecnologie microelettroniche. Legge di Moore. Catena elettronica di acquisizione e controllo. Segnali analogici e digitali. 2.Strumenti matematici. Analisi di Fourier. Spettro in frequenza. Metodo delle variabili complesse. Impedenze complesse. Filtri passa-basso, passa-alto, passa-banda. Diagrammi di Bode. Analisi della risposta al gradino. 3. Dispositivi elettronici. Semiconduttori intrinseci e drogati. Diodi a giunzione P-N. Dispositivi MOSFET. NMOS e PMOS. Caratteristiche statiche e dinamiche. Processo di fabbricazione in tecnologie "deep submicron". 4. Amplificatori operazionali. Amplificatori differenziali a MOSFET. Amplificatore operazionale ideale. Reazione negativa. Amplificatore invertente e non invertente. Amplificatore per strumentazione. Integratore (puro e approssimato). Differenziatore. Filtro passa-banda. 5. Circuiti non lineari con amplificatori operazionali. Comparatore. Rettificatori a mezza onda e a onda intera. Rivelatori di picco. Amplificatori logaritmici ed esponenziali. Circuiti analogici con interruttori. Multiplexer. Sample & Hold. 6. Elettronica digitale. Stati logici. ImmunitÓ al rumore. Codice binario e codice Gray. Famiglie logiche. Margini di rumore, ritardo di propagazione, dissipazione di potenza. Porte OR, AND, NOT, NAND, NOR, Exclusive OR. IdentitÓ logiche. Teorema di De Morgan. Porte logiche in tecnologia CMOS (Inverter, NAND e NOR). Dimensionamento dei dispositivi. Circuiti combinatori e sequenziali CMOS. Minimizzazione. Mappe di Karnaugh. Sommatori binari. Decoder. Strutture CMOS per circuiti VLSI. Logiche pseudo NMOS. Logiche con porte di trasmissione. Logiche dinamiche. Latch a porte NOR. Flip-flop D. Shift register. Memorie ROM. Tempo di accesso. RAM. Cella elementare SRAM. Sense amplifier. Cella elementare DRAM.
1. Introduction. Evolution of microelectronic technologies. Moore's Law. Electronic systems for signal acquisition and control. Analog and digital signals. 2. Mathematical tools. Fourier analysis. Frequency spectrum. Inductive and capacitive impedances. Low pass, high pass, bandpass filters. Bode diagrams. Step response. 3. Electronic devices. Intrinsic and doped semiconductors. P-N Junction diodes. MOSFET. NMOS e PMOS. Static characteristics and small-signal model. Deep submicron CMOS fabrication process. 4. Operational amplifiers. MOSFET differential amplifiers. Ideal operational amplifier. Negative feedback. Inverting and noninverting amplifier. Instrumentattion amplifier. Integrators and differentiators. Bandpass filter. 5. Nonlinear circuits with operational amplifiers. Comparator. Half-wave and full-wave rectifiers. Peak detectors. Logarithmic and exponential amplifiers. Amalog circuits with switches. Multiplexer. Sample & Hold. 6. Digital electronics. Logic states. Noise immunity. Binary code, Gray code. Logic families. Noise margin, propagation delay, power dissipation. OR, AND, NOT, NAND, NOR, Exclusive ? OR. De Morgan theorem. CMOS logic gates (Inverter, NAND, NOR). Combinatorial e sequential CMOS circuits CMOS. Minimization. Karnaugh maps. Binary adders. Decoder. CMOS VLSI circuits. Pseudo-NMOS logic. Pass-transistor logic. Dynamic logic. NOR gate Latch. D Flip-flop . Shift register. ROM. Access time. RAM. SRAM elementary cell. Sense amplifier. DRAM elementary cell.
Testo di riferimento 1:
Course text 1:
P. Horowitz, W. Hill: "The Art of Electronics", 2nd edition, Cambridge University, 1989. (pagine/pages: 200)
Testo di riferimento 2:
Course text 2:
A.S. Sedra, K.C. Smith: "Microelectronic circuits", 4th edition, Oxford University Press, 1998. (pagine/pages: 300)
Testo di riferimento 3:
Course text 3:
P. Spirito: "Elettronica digitale", 3rd edition, McGraw-Hill libri Italia, 2006 (pagine/pages: 300)
Testo di riferimento 4:
Course text 4:
T. C. Hayes, P. Horowitz: "Student Manual for the Art of Electronics", Cambridge University Press, 1989. (pagine/pages: 200)
Metodi didattici:
Teaching activities:
lezioni frontali, esercitazioni in laboratorio informatico
Struttura della verifica del profitto:
Assessment:
scritto
written
Descrizione verifica del profitto:
Lingua di insegnamento:
Teaching language:
Italiano
Italian
Altre informazioni:
Other information:
 
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