B003664 - ELETTRONICA GENERALE

italiano

Fisica dei semicondutori; la giunzione pn; il transistor a effetto campo; il transistor bipolare; amplificatori lineari; risposta in frequenza degli amplificatori lineari

M. Pieraccini "Microelettronica", 2016, Pearson

in alternativa
M. Pieraccini "Fondamenti di Elettronica", Pearson, 2014

1) Conoscenza e comprensione delle nozioni di base sull'elettronica dei dispositivi a semiconduttore.
2) Capacità di applicare le conoscenza mediante l'analisi "carta e penna" di semplici circuiti a transistor.
3) Capacità di simulare circuiti a diodi e transistor mediante opportuni software di simulazione circuitale.
4) Capacità di applicare le conoscenze acquisite alla progettazione di semplici circuiti a transistor.
5) Capacità di realizzare e testare in laboratorio semplici circuiti elettronici.
6) Capacità di esporre logicamente una dimostrazione scientifica su un aspetto dell'elettronica moderna.
7) Capacità di approfondire autonomamente argomenti più avanzati di elettronica

Fisica di base (cariche, correnti, elettrostatica ed elettrodinamica) Teoria dei circuiti (analisi di circuiti lineari)

1) lezioni svolte integralmente alla lavagna (senza lucidi).
2) svolgimento in classe di esercizi
3) uso di software CAD per la progettazione di circuiti elettronici
4) esercitazioni di laboratorio

1) Conoscenze di base sull'elettronica dei dispositivi a semiconduttore. Verifica mediante quiz a risposta multipla.
2) Capacità di esporre logicamente una dimostrazione scientifica su un aspetto dell'elettronica moderna. Verifica mediante domande orali.
3) Capacità di analizzare "carta e penna" semplici circuiti a transistor.
Verifica mediante esercizi scritti.
4) Capacità di progettare semplici circuiti a transistor.
Verifica mediante esercizi scritti.
5) Capacità di realizzare e testare in laboratorio semplici circuiti elettronici.
Verifica mediante sessioni di laboratorio.

I numeri dei paragrafi di riferiscono all’indice di Massimiliano Pieraccini “Microelettronica” Pearson 2016, quando non diversamente specificato.

Cap. 1 Fisica dei semiconduttori
1.5 Isolanti e conduttori
1.6 Semiconduttori
1.7 Elettroni nei semiconduttori
1.8 Lacune
1.9 Effetto Tunnel
1.10 Dualità onda-corpuscolo
1.11 Silicio Intrinseco
1.12 Silicio drogato con impurità di tipo n
1.13 Silicio drogato con impurità di tipo p
1.14 Legge di azione di massa
1.15 Correnti di diffusione
1.16 Potenziale built-in
1.18 Tecnologia del silicio monocristallino

Cap. 2 La giunzione pn
2.2 Realizzazione di una giunzione pn
2.3 Il diodo
2.5 Regione di svuotamento (senza calcoli, ma solo andamenti qualitativi e formula finale del potenziale di giunzione)
2.9 Principio di funzionamento del diodo
2.15 Il diodo reale (questo paragrafo è relativo a Massimiliano Pieraccini, Daniele Mecatti “Fondamenti di Elettronica” Esculapio 2013.)
2.16 Il diodo Zener

Cap. 4 Il Transistor a effetto campo
4.2 Tipologia dei transistor a effetto campo
4.3 Il capacitore MOS
4.6 MOSFET a canale n ad arricchimento per grandi tensioni
4.8 Modulazione del canale
4.9 Realizzazione fisica del MOSFET (lettura consigliata)
4.10 Recenti sviluppi della tecnologia dei MOSFET (lettura consigliata)
4.11 Legge di Moore e miniaturizzazione dei MOSFET (lettura consigliata)
4.12 MOSFET a canale n ad arricchimento con carico resistivo
4.13 MOSFET come amplificatore di tensione
4.14 Polarizzazione del MOSFET a canale n ad arricchimento
4.15 Rete di polarizzazione con resistenza di source
4.16 Polarizzazione con generatore di corrente
4.17 Specchio di corrente
4.18 Rete di polarizzazione con resistenza di gate
4.20 MOSFET in saturazione come carico attivo
4.21 MOSFET a svuotamento
4.22 Polarizzazione del MOSFET a svuotamento
4.23 MOSFET a svuotamento come carico attivo
4.24 MOSFET a canale p ad arricchimento
4.25 Prospetto riassuntivo dei MOSFET a tre terminali (lettura consigliata)
4.26 MOSFET a quattro terminali

Cap. 5 Il transistor bipolare
5.2 Realizzazione fisica del BJT
5.3 Regioni di funzionamento
5.4 Regione attiva diretta (senza calcoli, solo andamenti qualitativi delle concentrazioni dei portatori, formula finale della corrente di collettore, eq. 5.6 e eq. 5.7, formula finale della corrente di base, eq. 5.13, e rapporto corrente di collettore/corrente di base, eq. 5.16 e eq. 5.17)
5.6 Interdizione
5.7 Saturazione
5.8 Caratteristica di uscita del BJT
5.9 Effetto Early (senza calcoli, solo qualitativo)
5.10 Il BJT pnp
5.11 Il BJT come interruttore
5.12 Il BJT come amplificatore di tensione
5.13 Polarizzazione del BJT
5.14 Polarizzazione del BJT mediante rete a 4 resistori
5.15 Polarizzazione del BJT mediante generatore di corrente
5.16 Specchio di corrente a BJT
5.18 BJT e FET (lettura consigliata)

Capitolo 7 Gli amplificatori
7.2 Gli amplificatori
7.3 Amplificatori lineari
7.4 Principio di sovrapposizione e non linearità (solo fino a pag. 194)
7.5 Modello linearizzato del FET a tre terminali
7.7 Resistenze viste ai terminali del MOSFET
7.8 Le tre configurazioni del FET
7.9 Modello linearizzato del BJT
7.10 Resistenze viste ai tre terminali del BJT
7.11 Le tre configurazioni del BJT
7.12 Analisi e progetto
7.13 Analisi di un amplificatore di tensione a singolo MOSFET in configurazione CS
7.14 Progetto di un amplificatore di tensione a singolo MOSFET in configurazione CS
7.15 Progetto di un buffer di tensione a singolo MOSFET in configurazione CD
7.16 Amplificatori reazionati
7.17 Progetto di un amplificatore di tensione reazionato CE
7.18 Teorema di Miller (ripasso di un argomento già trattato nel corso di Teoria dei Circuiti, è richiesto solo il risultato, non la dimostrazione)

Capitolo 8 Risposta in frequenza degli amplificatori
8.1 Risposta in frequenza degli amplificatori
8.2 Risposta in frequenza delle reti lineari
8.3 Risposta in frequenza degli amplificatori lineari
8.6 Regola (quasi) generale per la stima della frequenza di taglio inferiore
8.7 Amplificatori alle alte frequenze
8.12 Modello del BJT ad alta frequenza
8.13 Risposta dell’amplificatore CE ad alta frequenza
8.14 Regola (quasi) generale per la stima della frequenza di taglio superiore


DOMANDE A QUIZ E ESERCIZI SVOLTI
Il libro Massimiliano Pieraccini, Microelettronica, Pearson 2014 è corredato di quiz ed esercizi svolti accessibili in rete mediante account personale (che viene fornito all’acquisto del libro).
Tuttavia, quiz ed esercizi saranno forniti agli studenti che seguono il corso anche mediante la piattaforma Moodle.

ESERCITAZIONE DI LABORATORIO
Il corso comprende un’esercitazione di laboratorio che consiste di una seduta di circa 3 ore.
Gli studenti simuleranno e realizzeranno su basetta prototipale un amplificatore a singolo BJT.
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