facoltà di
INGEGNERIA
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CORSO di LAUREA in
INGEGNERIA ELETTRONICA

Presidente : Prof. Carmine Ciofi


ELETTRONICA II

PROGRAMMA

DIARIO di ESAMI

ORARIO delle LEZIONI

PRENOTAZIONI ESAMI


PROGRAMMA di ELETTRONICA II

Corso di Laurea in: INGEGNERIA ELETTRONICA
A. A. 2000-2001
Docente: Prof. Carmine Ciofi

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Amplificatori differenziali:
Sistemi elettronici lineari accoppiati in continua: studio dell'amplificatore differenziale a transistori bipolari. Guadagno differenziale e di modo comune; rapporto di reiezione al modo comune (CMRR). Polarizzazione mediante specchi di corrente. L'amplificatore differenziale come blocco costruttivo fondamentale per la realizzazione di amplificatori operazionali.

Circuiti reazionati:
Elementi di teoria dei quadripoli. Parametri z,y,h,g,a,b. Collegamento fra quadripoli. Impedenza di ingresso e di uscita. Guadagni di tensione e corrente. L'impiego della reazione nei circuiti elettronici lineari. Il teorema di scomposizione come strumento di analisi e sintesi di circuiti reazionati. Effetti della reazione: stabilizzazione del guadagno, riduzione dei disturbi e della distorsione. Il problema della stabilità dei circuiti reazionati. Metodi di analisi della stabilità e metodi di compensazione. Configurazioni elementari di amplificatori reazionati: tensione-serie, tensione-parallelo, corrente-serie, corrente-parallelo. Amplificatori ideali: definizione, condizioni sui parametri di quadripolo e relazione con il teorema di scomposizione. Criteri per l'applicazione del teorema di scomposizione. Calcolo del guadagno e delle impedenze di ingresso e di uscita di amplificatori reazionati. L'amplificatore operazionale come blocco fondamentale per la sintesi di circuiti in reazione. L'amplificatore operazionale ideale. Caratteristiche ai terminali di amplificatori operazionali reali con compensazione a polo dominante. Prodotto guadagno banda.

Circuiti ad amplificatori operazionali e circuiti non lineari per il trattamento dei segnali:
Principio del corto circuito virtuale. Amplificatore invertente, amplificatore non invertente, sommatore, amplificatore differenziale, amplificatore per strumentazione. Amplificatore di corrente, amplificatore transresistivo e transconduttivo. Circuito integratore e differenziatore. Circuiti sfasatori. Amplificatore bifase. Oscillatori lineari. Principio di Barkhausen. Oscillatore a rete di sfasamento e oscillatore a ponte di Wien. Amplificatori logaritmici ed esponenziali. Diodo ideale e raddrizzatore di precisione. Comparatore. Comparatore rigenerativo. Generatori di forme d'onda: circuito monostabile e astabile. Generatore di onde triangolari e a dente di sega. Oscillatore controllato in frequenza. Modulatore di larghezza di implulso (PWM). Circuiti di campionamento e tenuta. Circuiti per la realizzazione di filtri analogici. Filtri a condensatori commutati. Moltiplicatori analogici. Cella di Gilbert.

Struttura di un amplificatore operazionale integrato:
Analisi dettagliata del circuito operazionale uA741. Studio del circuito di ingresso, dello stadio di amplificazione e del circuito di uscita. Stima del guadagno differenziale e della frequenza del polo dominante, stima dell'impedenza differenziale di ingresso e dell'impedenza di uscita. Limiti di funzionamento: determinazione della banda a piena potenza e dello slew rate; dinamica di ingresso differenziale e di modo comune; circuiti di protezione. Analisi delle caratteristiche fornite dal costruttore e verifica del valore dei parametri stimati. Effetti delle non idealità sui circuiti che impiegano amplificatori operazionali.

Circuiti di alimentazione e circuiti di potenza:
Alimentatori stabilizzati. Il regolatore “serie”. Amplificatori di potenza. Rendimento e problemi legati alla dissipazione di potenza. Classi di funzionamento (A, AB, C, D) e esempi di applicazione.

Circuiti logici:
Caratteristiche minime di un circuito elettronico per la realizzazione di un circuito logico. Livelli logici, margini di rumore, fan out. Famiglie logiche.

Circuiti logici bipolari:
Famiglie logiche RTL e DTL e TTL. Studio della caratteristica di trasferimento dell'inverter.  Porte elementari. Uscite open collector e inverter a trigger di Schmitt. Sottofamiglie TTL. Cenni alle famiglie logiche IIL e ECL.

Circuiti logici NMOS.
Inverter a rapporto: con carico resistivo, con carico saturato e con carico a svuotamento. Caratteristiche di trasferimento. L'inverter NMOS. Dimensionamento dell’inverter. Circuiti logici elementari NMOS. Tempi di commutazione. Pass transistor. Progettazione di circuiti digitali NMOS. Concetto di layout e stick diagram. Tecniche di progettazione: random logic, transistor switch array, distributed input gate e programmable array logic. Logica statica e logica dinamica. Logica dinamica NMOS. Il clock a due fasi. Logica sequenziale sincrona. Macchine a stati e PLA dinamiche. Contatori e ALU.

Circuiti logici CMOS.
Inverter CMOS. Caratteristica di trasferimento dell'inverter e suo dimensionamento. Il problema del latch-up. Tempi di commutazione. Il pass-gate. Strutture logiche CMOS. Domino Logic. Progettazione strutturata. Logiche dinamiche CMOS. Il problema della generazione del clock.

Memorie a semiconduttore:
Memorie RAM statiche e dinamiche. Cella di memoria statica a 6 transistori. Celle di memoria dinamiche a 4, 3 e a un solo transistore. Cenni alle memorie EEPROM e FLASH.

Convertitori analogico-digitale e digitale analogico:
Il problema della conversione DA e AD. Caratteristiche dei converitori: risoluzione, accuratezza, linearità integrale e linearità differenziale, frequenza massima di campionamento. Convertitori DA. Converitori AD: flash, a doppia rampa, ad approssimazioni successive. Convertitori AD sigma-delta.

Sistemi elettronici complessi:
Analisi di alcuni sistemi elettronici integrati che svolgono funzioni di tipo misto analogico digitale: generatori di forme d’onda arbitrarie, DDS. Generalità sui sistemi elettronici a microcontrollore. Caratteristiche strutturali e funzionali di un moderno microcontrollore per applicazioni industriali.

Sono previste esercitazioni numeriche e di laboratorio per l'approfondimento e la verifica sperimentale degli argomenti svolti nelle lezioni.

L'esame consiste in una prova scritta e una prova orale.

Testi consigliati:
Millman, A. Grabel “Microelectronics” Mc Graw Hill
Appunti e altro materiale didattico preparato dal docente.



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