Obiettivi formativi
Conoscenza e comprensione:
-Conoscenza di base dei circuiti elettronici analogici a transistore bipolare e MOS (amplificatori di segnale lineari)
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
-Sapere analizzare un amplificatore di segnale
-Sapere dimensionare semplici circuiti analogici
-Sapere simulare un circuito analogico
Competenze trasversali (soft skill)
-Lo studente acquisirà competenze tramite l’utilizzo di strumenti CAD per la progettazione di circuiti a transistor.
Prerequisiti
1. Teoria dei circuiti lineari:
1.1 Metodi di analisi (Kirchoff, analisi nodale, etc.)
1.2 Circuiti lineari in regime permanente sinusoidale
1.3 Applicazione della trasformata di Laplace ai circuiti con componenti reattivi
2. Diagrammi di Bode
3. Dispositivi Elettronici (teoria di base): diodo, transistore bipolare, transistore MOS
Propedeuticità consigliate: Elettrotecnica, Elettronica, Fondamenti di controlli automatici
Contenuti dell'insegnamento
Il corso si divide in una parte teorica, svolta con lezioni frontali in aula ed una parte al simulatore.
TEORIA
1 Introduzione
1.1 Segnali analogici e segnali digitali.
1.2 Linearità di un sistema e condizioni di non-distorsione.
1.3 Concetto di Linearizzazione.
1.4 Circuito equivalente alle variazioni di un diodo p-n. Modello alle variazioni di un transistore bipolare (BJT) in regione attiva diretta e di un MOSFET in saturazione.
1.5 Amplificatori lineari. Funzioni di rete. Rappresentazioni matriciali.
2 Stadi amplificatori
2.1 Emettitore Comune (EC)
2.1.1 Analisi ai grandi segnali ed ai piccoli segnali; calcolo funzioni di rete
2.1.2 Polarizzazione del transistor
2.2 Stadi a Collettore Comune (CC) e Base Comune (BC)
2.3 Amplificatori elementari MOS: Source Comune, Gate comune e Drain comune
2.4 Amplificatori multi-stadio
2.5 Stadio differenziale a BJT
3 Specchi di corrente e amplificatori con carico attivo
3.1 amplificatore a source comune e emettitore comune con carico attivo
3.2 Amplificatore differenziale con carico attivo
4 Comportamento in frequenza degli amplificatori
4.1 Risposta in frequenza amplificatore EC
5 Circuiti con retroazione
6 Simulazione di semplici circuiti analogici a transistor per mezzo di un simulatore circuitale (LTspice)
Programma esteso
Il corso si divide in una parte teorica, svolta con lezioni frontali in aula ed una parte al simulatore.
TEORIA
1 Introduzione
1.1 Segnali analogici e segnali digitali.
1.2 Linearità di un sistema e condizioni di non-distorsione.
1.3 Concetto di Linearizzazione.
1.4 Circuito equivalente alle variazioni di un diodo p-n. Modello alle variazioni di un transistore bipolare (BJT) in regione attiva diretta e di un MOSFET in saturazione.
1.5 Amplificatori lineari. Funzioni di rete. Rappresentazioni matriciali.
2 Stadi amplificatori
2.1 Emettitore Comune (EC)
2.1.1 Analisi ai grandi segnali ed ai piccoli segnali; calcolo funzioni di rete
2.1.2 Polarizzazione del transistor
2.2 Stadi a Collettore Comune (CC) e Base Comune (BC)
2.3 Amplificatori elementari MOS: Source Comune, Gate comune e Drain comune
2.4 Amplificatori multi-stadio
2.5 Stadio differenziale a BJT
3 Specchi di corrente e amplificatori con carico attivo
3.1 amplificatore a source comune e emettitore comune con carico attivo
3.2 Amplificatore differenziale con carico attivo
4 Comportamento in frequenza degli amplificatori
4.1 Risposta in frequenza amplificatore EC
5 Circuiti con retroazione
6 Simulazione di semplici circuiti analogici a transistor per mezzo di un simulatore circuitale (LTspice)
Bibliografia
P. R. Gray, P.J. Hurst, S.H. Lewis, R. G. Meyer, “Analysis and Design of Analog Integrated Circuits”, 5th Edition, Wiley.
C. Morandi, “Fondamenti di Elettronica C”, disponibile su Lea alle pagine del corso (categoria "DISPENSE")
R. Menozzi, “Appunti di Elettronica”, Pitagora.
J. Milmann and C.C. Halkias, “Micro Elettronica”, Boringhieri, cap. 9
Metodi didattici
Lezioni orali
Esercitazioni: svolgimento di esercizi in aula. Verrà proposta l’analisi di circuiti tramite simulatore.
Modalità verifica apprendimento
L’esame comprende una prova scritta e una prova orale: il superamento della prova scritta è condizione necessaria per accedere alla prova orale.
La prova orale consiste nella verifica della capacità di utilizzo del simulatore.
Per conseguire una votazione superiore a 26/30 lo studente deve richiedere una parte opzionale della prova orale, con verifica relativa agli argomenti teorici del corso.
Durante la prova scritta non è possibile consultare testi o appunti.
La prova scritta richiede la soluzione di alcuni esercizi a risposta chiusa.
Il risultato positivo ottenuto nella prova scritta è valido entro la sessione di esami in cui è stato conseguito; pertanto la prova orale dovrà essere sostenuta entro la medesima sessione di esami.
In caso di esito negativo della prova orale, il risultato della prova scritta perde validità
Sono ammessi alle prove scritte solo gli studenti iscritti per via telematica.
Altre informazioni
Sito web del corso con:
-materiale didattico
sul portale http://elly.dii.unipr.it/
L'iscrizione alla mailing list del corso (che viene azzerata ad ogni inizio di A.A.) è vivamente consigliata
