Università degli Studi di Lecce - Facoltà di Ingegneria

Corso di Laurea di primo livello in Ingegneria Informatica (Teledidattico)

Corso di Elettronica 1

Marco Panareo

Scopi

Il corso intende offrire una ampia panoramica dei concetti di base dell'elettronica, fornendo un approccio metodologico all'analisi ed al progetto dei circuiti elettronici. Allo scopo il programma è integrato da esempi concreti e da esercizi tali da fornire una tipologia di applicazioni delle nozioni teoriche proposte.

PROGRAMMA

 1.      Richiami di teoria delle reti elettriche

Leggi fondamentali per la descrizione delle reti elettriche: leggi di Kirchhoff, principio di sovrapposizione, teoremi di Thevenin e di Norton, teorema di Miller; caratteristiche dei quadripoli. Eccitazioni sinusoidali; dominio della frequenza, esempi: circuiti RC e CR; funzione di trasferimento; risposta di una rete nel dominio del tempo; trasformata di Laplace, esempi, teoremi sulle trasformate di Laplace, antitrasformata di Laplace; applicazione della trasformata di Laplace alla determinazione della risposta dei circuiti, dominio della frequenza complessa; significato fisico delle funzioni di trasferimento; risposta di regime sinusoidale; rappresentazione di Bode.

 2.      La giunzione pn

Comportamento degli elettroni nei materiali cristallini; materiali semiconduttori intrinseci, livelli di Fermi; materiali semiconduttori drogati; correnti di diffusione e di deriva; la giunzione pn, diagramma a bande e potenziale di contatto, legge della giunzione; polarizzazione diretta e inversa

 3.      Diodi

Caratteristica ideale e reale, zone di funzionamento; modello del diodo per grandi segnali; determinazione del punto di lavoro col metodo della retta di carico; applicazioni, circuiti raddrizzatori, circuito OR,circuito tosatore; modello per piccoli segnali, esempi; diodo Zener, applicazioni.

 4.      I dispositivi elettronici attivi

Applicazioni logiche ed analogiche, esempi; transistori JFET, principio di funzionamento, caratteristiche; transistori MOSFET, principio di funzionamento, caratteristiche; modelli dei FET in regione attiva; transistori BJT, principio di funzionamento, rapporti tra correnti nella regione attiva; modello di Ebers-Moll e relazione con le caratteristiche reali; circuito equivalente per grandi segnali; effetti termici; il BJT come amplificatore, punto di lavoro, modello per il piccolo segnale; circuito equivalente di un amplificatore, circuiti di polarizzazione; effetti dei condensatori di accoppiamento e di bypass sulla banda passante; modello del BJT alle alte frequenza, effetto Miller; la dissipazione termica. .

 5.      Gli amplificatori operazionali

Amplificatori di tensione, di corrente, di transconduttanza e di transresistenza; la controreazione, effetti della controreazione; l'amplificatore operazionale (AO) ideale e suo circuito equivalente; configurazioni dell'AO; circuiti sommatore, integratore e derivatore; amplificatore logaritmico; filtri; amplificazione di modo comune e di modo differenziale; caratteristiche degli AO reali, offset, derive, correnti di bias; risposta in frequenza degli AO reali, amplificazione differenziale in funzione della frequenza, banda passante di un AO retroazionato, lo slew rate; stabilità di un sistema retroazionato, criterio di Bode per la verifica della stabilità, compensazione; gli oscillatori, criterio di Barkhausen, caratteristiche degli oscillatori; oscillatore a ponte di Wien, oscillatore a sfasamento, oscillatore di Colpitts, oscillatori a quarzo.

6.      Alimentatori

Struttura di un alimentatore stabilizzato, raddrizzatori, filtri; regolatori di tensione lineari, regolatore con diodo Zener, regolatore con controreazione; regolatore integrato.

VIDEOLEZIONI DEL CONSORZIO NETTUNO

Dalla n. 13 alla n. 40 escluse la n. 36 e la n. 37.

TESTI CONSIGLIATI

Millman, Grabel, Microelettronica, McGraw-Hill, Milano;

Marco Panareo, Introduzione allo studio delle reti elettriche, Dispensa.

MATERIALE DIDATTICO

Carta millimetrata.

Carta semilogartmica.

Data sheet.

Valori standard dei componenti.

DATE E ARGOMENTI DELLE ESERCITAZIONI DI LABORATORIO

A.A 2003-2004:

Per tutte le esercitazioni, esclusa la seconda (introduzione a PSpice), è prevista la redazione di una relazione scritta, anche di gruppo, da consegnare prima dello svolgimento dell'esame.

MODALITA' DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME

L’esame si articola in due prove, la prima delle quali può essere una prova scritta svolta in aula in un tempo specificato o, in alternativa, il progetto e la successiva simulazione col programma PSpice (o equivalenti) di un circuito elettrico adoperante dei dispositivi descritti nel corso; l’argomento del progetto può essere proposto dallo studente o, in alternativa, dal docente. Il progetto e la corrispondente simulazione devono essere riportati in un elaborato scritto da consegnarsi, anche in formato elettronico, prima dell'esame.  La prima prova va, pertanto, concordata col docente almeno 15 giorni prima della data dell'esame, sia per quanto riguarda la modalità di svolgimento, sia per l’eventuale definizione del circuito elettronico da progettare. La seconda prova è orale e comprende la discussione dell’elaborato relativo all’eventuale progetto e la discussione delle relazioni scritte corrispondenti alle esercitazioni svolte in laboratorio più eventuali domande pertinenti al corso.

FAQ

PROGETTI

In questa sezione sono raccolti alcuni dei progetti sviluppati dagli studenti nell'ambito dei corsi di Elettronica 1 (teledidattico), Elettronica 2 (teledidattico) e di Elettronica Analogica 2.