34986 - SISTEMI ELETTRONICI LM

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso illustra la vasta gamma di conoscenze necessarie per la progettazione di circuiti integrati analogici. Gli argomenti trattati comprendono gli effetti di canale corto, gli schemi amplificatori elementari e le soluzioni più avanzate di tipo rail-to-rail e CMFB. Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di: (a) discutere il funzionamento di un transistor MOS in debole, moderata e forte inversione, (b) progettare riferimenti di tensione e corrente, amplificatori, e amplificatori differenziali, (c) progettare amplificatori operazionali a partire da specifiche di guadagno, velocità, comportamento in frequenza. Saranno presentati e commentati esempi per sviluppare la capacità di analisi e progetto degli studenti con particolare riferimento a semplici sistemi elettronici per applicazioni di monitoraggio in ambito energetico e climatico.

Contenuti

• Richiami sui modelli ai grandi e piccoli segnali dei transistori MOS. Cenni alla evoluzione e impatto delle nuove tecnologie sui dispositivi, le loro prestazioni e i modelli. Il rumore nei circuiti elettronici CMOS (cenni).
• Sistemi elettronici analogici: tipologie di amplificatori.
• Richiami sulle proprietà degli stadi di guadagno e sugli amplificatori CMOS a uno e due stadi. La coppia differenziale.
  
• Generatori e specchi di corrente, riferimenti di tensione: richiami e complementi.
• Stadi di uscita.
• I concetti di stabilità e retroazione nei sistemi elettronici.
  
• Amplificatori operazionali e OTA. Topologie principali, specifiche e parametri caratteristici (nel tempo e in frequenza).
• Non idealità, slew rate e principali tecniche di compensazione per garantire la stabilità in configurazione ad anello chiuso. 
• Soluzione Rail-to-Rail e retroazione di modo comune.
• Esempi di progettazione.
• Cenno alle tecniche di progetto di filtri analogici.

Testi/Bibliografia

Si ritiene fondamentale l'utilizzo degli appunti presi a lezione e del materiale didattico integrativo (esempi ed esercizi) reso disponibile. Si consigliano inoltre:

• J. Millman, A. Grabel, P. Terreni, "Elettronica di Millman", McGraw-Hill
  
• P.R. Gray, P.J Hurst, S.H Lewis, R.G. Meyer, "Analysis and Design of analog integrated circuits", 4th ed. New York, NY (USA): John Wiley & Sons, 2001.
• T. C. Carusone, D.A. Johns, K. Martin, "Analog Integrated Circuit Design", 2nd ed. John Wiley & Sons, 2011

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni in aula. Saranno presentati e commentati esempi per sviluppare la capacità di analisi e progetto degli studenti con riferimento a semplici sistemi elettronici, anche per applicazioni di monitoraggio in ambito energetico e climatico.

Verranno forniti anche esercizi che lo studente potrà impiegare per verificare in modo autonomo il proprio livello di apprendimento e comprensione della  materia.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova scritta finale della durata di 2 ore, costituita da due esercizi. Durante l'esame non è ammesso l'uso di PC, libri o appunti. La prova scritta mira ad accertare le abilità acquisite nel risolvere problemi nell'ambito delle tematiche affrontate nel corso.

Su richiesta dello studente è possibile sostenere una prova orale facoltativa durante la quale si verificheranno la conoscenza dei concetti fondamentali presentati nel corso, la capacità di sintesi e di utilizzazione di un linguaggio tecnico appropriato. 

La votazione conseguita (espressa in trentesimi) farà media con quella ottenuta nel corso Sensori e Attuatori LM del Prof. Tartagni per definire il voto complessivo del Corso Integrato.

Strumenti a supporto della didattica

Lucidi proiettati in aula, simulazioni circuitali al calcolatore, esempi di schemi elettrici di amplificatori.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Nicolò Attilio Speciale