Il corso affronta i concettuali e le tecniche di base dell’elettronica. Obiettivo primario del corso è approfondire la comprensione dei dispositivi elettronici che fanno parte delle tecnologie che ci circondano e il ruolo che essi hanno nelle misurazioni di grandezze fisiche. Particolare attenzione verrà dedicata ad accrescere le conoscenze per: indentificare le applicazioni e le potenzialità dell’elettronica nei laboratori di fisica; riconoscere i diversi componenti elettronici utilizzati per le diverse funzioni elettroniche; essere in grado di analizzare semplici circuiti elettronici analogici e digitali; essere in grado di gestire la strumentazione di base presente in un laboratorio di elettronica. Per il raggiungimento degli obiettivi, il corso prevede lezioni frontali, esercitazioni numeriche, uso di simulatori circuitali, esercitazioni di laboratorio.
scheda docente
materiale didattico
• Semiconduttori, diodo, punto di lavoro, circuiti semplici con diodi.
• Transistor BJT: principio di funzionamento, relazione tra le correnti. Collegamento a emettitore comune: calcolo dell'amplificazione, rette di carico e punto di lavoro. Polarizzazione del transistor. Modello statico. Modello ibrido h e π. Amplificatore ad emettitore comune con capacità: amplificazione di tensione e corrente, impedenze di ingresso e di uscita. Configurazione Emitter follower (CC). BJT Capacità di accoppiamento e regione di bassa frequenza. Capacità interne del transistor e comportamento ad alte frequenze. Variazione di h_fe con la frequenza. Teorema di Miller. Cenni a JFET e MOSFET e principali differenze concettuali.
• Introduzione agli amplificatori operazionali. Modello dell’operazionale ideale. Amplificatore in configurazione invertente e non invertente. Compensazione, prodotto guadagno per banda. Slew Rate e sua misura. Integratore e derivatore con OpAmp. Amplificatore differenziale, amplificazioni e CMRR, comparatori, sommatori. Filtri passa-basso attivi a 1 e 2 stadi. Charge Sensitive Amplifiers
• Il Rumore: Rumore Termico, Shot e 1/f.
• Convertitori: DAC, ADC.
L’arte dell’elettronica (Horowitz, Hill, Zanichelli 2018)
Programma
• Doppio RC, CR, e passa-banda.• Semiconduttori, diodo, punto di lavoro, circuiti semplici con diodi.
• Transistor BJT: principio di funzionamento, relazione tra le correnti. Collegamento a emettitore comune: calcolo dell'amplificazione, rette di carico e punto di lavoro. Polarizzazione del transistor. Modello statico. Modello ibrido h e π. Amplificatore ad emettitore comune con capacità: amplificazione di tensione e corrente, impedenze di ingresso e di uscita. Configurazione Emitter follower (CC). BJT Capacità di accoppiamento e regione di bassa frequenza. Capacità interne del transistor e comportamento ad alte frequenze. Variazione di h_fe con la frequenza. Teorema di Miller. Cenni a JFET e MOSFET e principali differenze concettuali.
• Introduzione agli amplificatori operazionali. Modello dell’operazionale ideale. Amplificatore in configurazione invertente e non invertente. Compensazione, prodotto guadagno per banda. Slew Rate e sua misura. Integratore e derivatore con OpAmp. Amplificatore differenziale, amplificazioni e CMRR, comparatori, sommatori. Filtri passa-basso attivi a 1 e 2 stadi. Charge Sensitive Amplifiers
• Il Rumore: Rumore Termico, Shot e 1/f.
• Convertitori: DAC, ADC.
Testi Adottati
Slide del docente su MoodleL’arte dell’elettronica (Horowitz, Hill, Zanichelli 2018)
Modalità Frequenza
la frequenza alle lezioni in aula è fortemente consigliata, seppure non obbligatoria; è invece obbligatoria la frequenza alle attività di laboratorioModalità Valutazione
Scrittura di una tesina di analisi del circuito e commento della relativa simulazione con confronto rispetto alle misure del circuito reale. Prova orale di commento della tesina e dei vari passi del percorso in laboratorio, con riferimento anche alla teoria. Non si prevede prova scritta o prova pratica.