Ingegneria elettronica
Cod 198290
- Laurea triennale
- 3 anni
- 180 CFU
- L-8 R
ING-INF/01
Elettronica I
Codice: 20801859
Scheda insegnamento
- Anno Accademico di erogazione
- 2026/2027
- Corso di studi
- Ingegneria elettronica
- Periodo di erogazione
- Secondo semestre
- CFU
- 9 CFU
- Lingua
- Italiano
- SSD
- ING-INF/01
Scopri il programma didattico
Programma, testi adottati e modalità d’esame sono quelli pubblicati dai docenti per l’anno accademico 2026/2027.
- Docente
- Lorenzo Colace
- Curriculum
- Curriculum unico
- Anno di corso
- 2
- Periodo
- Secondo semestre
- Ore
- 72
- CUIN
- 260002762
Programma
Programma sintetico
Introduzione all’elettronica. Principi di funzionamento e modelli della giunzione pn e dei transistori BJT e MOSFET. Polarizzazione dei transistori BJT e MOSFET. Configurazioni fondamentali. Amplificatori a singolo stadio e a più stadi. Amplificatore differenziale. Generatori di corrente. Carichi attivi. Comportamento in frequenza degli amplificatori. Porte logiche fondamentali e amplificatori in tecnologia NMOS e CMOS. Teoria della reazione e amplificatori controreazionati. Esempi di applicazioni dei più comuni circuiti analogici.
Programma dettagliato
Introduzione: breve storia dell’elettronica, classificazione dei segnali, convenzioni, approccio alla soluzione dei problemi, cenni teoria dei circuiti, spettro dei segnali, amplificatori, invertitori logici, variazioni dei parametri di progetto, precisione numerica.
Cenni di teoria dei semiconduttori: semiconduttori e dispositivi elettronici, resistività di isolanti, semiconduttori e conduttori, legami covalenti e diagrammi a bande dei semiconduttori, banda proibita e concentrazione intrinseca, comportamento di elettroni e lacune nei semiconduttori, donori e accettori, controllo della popolazione di elettroni e lacune mediante drogaggio, correnti di deriva e diffusione, mobilità e velocità di saturazione, dipendenza della mobilità da drogaggio e temperatura.
Diodi e circuiti a diodi: strutura e layout del diodo, elettrostatica della giunzione pn, regioni di funzionamento (diretta, inversa, e breakdown), modelli per la descrizione del diodo, analisi e progetto di circuiti a diodi, applicazioni (rettificatori, alimentatori, regolatori, convertitori).
Transistor BJT: struttura del dispositivo, principio di funzionamento, caratteristiche corrente-tensione, il BJT come amplificatore, il BJT come interruttore, circuiti con BJT in continua, polarizzazione degli amplificatori a BJT, funzionamento per piccoli segnali e modelli, amplificatori a BJT singolo stadio. Regolatori di tensione discreti.
Transistor MOSFET: struttura e principio di funzionamento dei MOSFET, regioni di funzionamento (triodo, saturazione, cutoff), modello matematico e caratteristica i-v, circuiti a MOSFET in continua, polarizzazione degli amplificatori a MOSFET, il MOSFET come amplificatore e come interruttore, modelli e funzionamento per piccoli segnali, amplificatori MOS a singolo stadio, invertitori logici NMOS, CMOS.
Amplificatori integrati: strategie di progetto di IC, confronto MOSFET – BJT, la polarizzazione nei circuiti integrati. Amplificatori CS e CE, amplificatori CG e CB, amplificatori CD e CC, amplificatori con due transistor. Amplificatori cascode.
Amplificatore differenziale: coppia differenziale a MOSFET, funzionamento per piccoli segnali, coppia differenziale a BJT, caratteristiche non ideali, amplificatore differenziale con carico attivo.
Porte logiche: Introduzione, famiglie logiche. Evoluzione inverter digitali. Inverter CMOS.
Risposta in frequenza
Metodi di analisi (esatti, Miller, costanti di tempo). Comportamento in bassa frequenza. Modelli di BJT e MOSFET in alta frequenza. Risposta in alta frequenza degli amplificatori.
La retroazione: cenni sulla teoria della controreazione, classificazione, proprietà, esempi. Il problema della stabilità. Compensazione in frequenza.
Prerequisiti
nessuna propedeucità, è tuttavia consigliabile possedere conoscenze di analisi dei circuiti lineari
Testi adottati
A.S. Sedra, K.C. Smith "Circuiti per la microelettronica" EDISES 5a edizione
oppure
A.S. Sedra, K.C. Smith "Circuiti per la microelettronica" EDISES 4a edizione
+contenuti aggiuntivi su piattaforma e-learning Moodle
Bibliografia di riferimento
nessuna
Modalità di erogazione
72 ore di lezioni frontali in aula + esercitazioni registrate
Modalità di frequenza
frequenza non obbligatoria ma fortemente consigliata
Modalità di valutazione
La valutazione prevede una prova scritta e una prova orale (alla prova orale si accede solo superando quella scritta).
In alternativa è possibile accedere alla prova orale con il superamento delle prove in itinere.
Prove previste
- Prova orale
- Prova scritta
- Scritto e orale separati
- Prove intermedie
Esplora gli obiettivi dell’insegnamento
Ambito disciplinare: Ingegneria elettronica
L'obiettivo del corso è di introdurre lo studente nel mondo dell'elettronica. Saranno illustrati i principi di funzionamento e i modelli dei principali dispositivi a semiconduttore (diodi, transistor bipolari e transistor ad effetto di campo) e il loro impiego nei circuiti elettronici fondamentali, focalizzando l’attenzione su amplificatori e porte logiche fondamentali e studiandone le proprietà nel dominio del tempo e della frequenza.
Risultati di apprendimento attesi
Al termine del corso lo studente sarà in grado di comprendere i principi fondamentali dell’elettronica analogica, con particolare riferimento al funzionamento dei principali dispositivi a semiconduttore e al loro impiego nei circuiti elettronici di base. Lo studente acquisirà la capacità di analizzare il comportamento di diodi, transistor bipolari (BJT) e transistor MOSFET, interpretandone le caratteristiche corrente-tensione e identificandone le regioni di funzionamento.
Sarà inoltre in grado di applicare modelli circuitali adeguati allo studio di circuiti elettronici in regime statico e dinamico, utilizzando metodologie di analisi sia nel dominio del tempo sia nel dominio della frequenza. Lo studente saprà progettare e dimensionare semplici circuiti elettronici, quali raddrizzatori, regolatori di tensione, amplificatori a singolo stadio, coppie differenziali, valutandone prestazioni, limiti e sensibilità alle variazioni dei parametri di progetto.
Il corso permetterà inoltre di sviluppare competenze nell’analisi per piccoli segnali degli amplificatori a BJT e MOSFET, nello studio della risposta in frequenza e nella comprensione dei principi della retroazione e della stabilità dei sistemi elettronici.
Al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di interpretare schemi elettronici fondamentali, effettuare semplici scelte progettuali motivate e utilizzare un linguaggio tecnico appropriato per descrivere dispositivi, circuiti e metodologie di analisi dell’elettronica.
Informazioni utili
Per questo insegnamento non sono pubblicate informazioni aggiuntive. Materiale didattico e documenti si trovano sulla piattaforma del corso.