FONDAMENTI DI ELETTRONICA
ARGOMENTI DELLE LEZIONI - a.a. 2023/2024
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Prof. Chiara GUAZZONI

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Argomento dettagliato delle lezioni svolte - aggiornato settimanalmente (o almeno ci provo)
Google Calendar della organizzazione del corso

Argomento 1a     Introduzione al corso e richiami di elettrotecnica -   Segnali analogici e digitali
informazioni generali, modalita' d'esame, libro di testo e conoscenze di base, orario delle lezioni e date dei laboratori, programma del corso, segnali analogici e digitali, amplificatori, sistemi elettronici
Sedra Smith - SOME USEFUL NETWORK THEOREMS (Appendix D)
appunti relativi alla primo argomento a / parte A
appunti relativi alla primo argomento a / parte B
appunti relativi alla primo argomento a / parte C - esercizi

Argomento 1b:     Richiami di elettrotecnica : analisi di circuiti RC nel dominio del tempo
appunti argomento 1b
Richiami sull'analisi delle reti lineari in regime transitorio
Sedra Smith - SINGLE-TIME-CONSTANT CIRCUITS (Appendix E)

Argomento 1c:     Richiami di elettrotecnica : analisi di circuiti RC nel dominio del tempo e della frequenza
appunti argomento 1c
Sedra Smith - s-DOMAIN ANALYSIS: POLES, ZEROS, AND BODE PLOTS (Appendix F)

Argomento 2a:     Cenni di fisica dei semiconduttori
tavola periodica degli elementi, Silicio, concentrazione intrinseca, drogaggio, resistivita'... - lucidi usati a lezione
appunti relativi all'argomento 2a
Jack S. Kilby – Nobel Lecture. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2022: la lezione di Kilby per il conferimento del premio Nobel

Argomento 2b:     Giunzione pn e diodo a giunzione
appunti relativi alla giunzione pn e al diodo a giunzione

Argomento 2c     Transistore MOS
qualche appunto sul funzionamento di un MOSFET a canale n
simpatico filmato you tube sul funzionamento del transistore
appunti relativi al transistore MOSFET
 
Argomento 3a:     Logica CMOS e inverter CMOS - analisi statica e dinamica
generalita' sulla logica CMOS
effetti della tensione di alimentazione e della diversita' dei fattori di forma sulla caratteristica di trasferimento di un inverter
appunti relativi alla logica CMOS

Argomento 3b:     Logica CMOS: Porte logiche CMOS elementari
porte logiche elementari, teorema di De Morgan e occupazione di area di porte NAND e NOR

Argomento 3c:     Logica CMOS: porte logiche complesse in tecnologia CMOS
porte logiche complesse in tecnologia CMOS - appunti

Argomento 4:     Elettronica analogica: il transitore come elemento amplificante e gli stadi elementari a transistore MOSFET
appunti relativi all'analisi di piccolo segnale del MOSFET e agli stadi amplificatori a MOSFET

transcaratteristica e transconduttanza per l'nMOS e il pMOS
comportamento su segnale del transistore MOSFET: polarizzazione e analisi su segnale
errore di linearita'
stadio source a massa: polarizzazione, guadagno, errore di linearita'
stadio source a massa: stabilita' della polarizzazione
stadio source a massa con degenerazione sul source: polarizzazione, guadagno, errore di linearita', stabilita' della polarizzazione, effetto della capacita' di bypass
stadio source follower: polarizzazione, guadagno, resistenza di uscita
accoppiamento in DC e alimentazione duale
dinamica di ingresso e di uscita
dimensionamento della capacita' di ingresso e di uscita
dimensionamento della capacita' di uscita e di bypass
funzioni di trasferimento nel piano di Gauss
amplificatore a due stadi
effetto della r0
generatori di corrente a transistori e specchio di corrente
stadio source a massa con carico attivo: polarizzazione, guadagno
esercitazione 1 stadi a MOSFET
esercitazione 2 stadi a MOSFET

Lezione:     Generatori di corrente, specchi di corrente, stadio a MOSFET con carico attivo. Introduzione allo stadio differenziale
utilita' e impiego degli stadi differenziali
stadio differenziale con generatore di coda ideale: polarizzazione, guadagno differenziale, guadagno di modo comune, CMRR, resistenza di ingresso differenziale e di modo comune
stadio differenziale con generatore di coda resistivo: polarizzazione, guadagno differenziale, guadagno di modo comune, CMRR, resistenza di ingresso differenziale e di modo comune
stadio differenziale con carico a specchio di corrente: polarizzazione, guadagno differenziale, guadagno di modo comune, CMRR

Esercitazione:      Stadi differenziali
appunti relativi alla esercitazione sugli stadi differenziali

Lezione :     Amplificatore operazionale e teoria della retroazione
generalita' sull'amplificatore operazionale
caratteristiche dell'amplificatore operazionale ideale
l'amplificatore operazionale come comparatore
amplificatore operazionale in configurazione "invertente": analisi mediante leggi di Kirchhoff
teoria della retroazione e circuiti retroazionati negativamente
significato del guadagno d'anello
amplificatore operazionale in configurazione "invertente": analisi alla luce della teoria della retroazione

appunti sulla teoria della retroazione
appunti relativi all'amplificatore operazionale (tutti gli argomenti) - CORRETTO

Lezione :     Amplificatore operazionale: calcolo del guadagno d'anello e configurazioni elementari
calcolo del guadagno d'anello
amplificatore operazionale in configurazione "non invertente"
buffer di tensione
amplificatore sommatore
amplificatore delle differenze

amplificatore per strumentazione

Lezione :     Amplificatore operazionale: amplificatore operazionale reale
tensione di offset
correnti di bias
resistenza di ingresso differenziale finita
calcolo della resistenza di ingresso di un buffer mediante la teoria della retroazione
calcolo della resistenza di ingresso di uno stadio a transimpedenza mediante la teoria della retroazione
effetto della retroazione negativa sulle impedenze
calcolo della resistenza di ingresso di una configurazione invertente
resistenza di uscita non nulla e calcolo della resistenza di uscita di un amplificatore invertente/non-invertente
CMRR finito ed effetto sulle configurazioni invertente e non invertente, amplificatore delle differenze, amplificatore per strumentazione
PSRR finito
analisi per grandi segnali dell'opamap: corrente di uscita limitata, Slew-Rate
effetto della corrente di uscita finita dell'amplificatore operazionale
slew-rate "interno" ed "esterno"

configurazione  invertente con impedenze generalizzate, filtro passa-basso e diagrammi di Bode
Rappresentazione della funzione di trasferimento nel piano s
classificazione dei filtri
filtri attivi del primo ordine: passa-basso, passa-alto, passa-banda, arresta-banda, phase shifter
integratore di Miller ideale
effetto delle non-idealita' nell'integratore di Miller
integratore approssimato
derivatore ideale e approssimato

Lezione:     Campionamento e Sample & Hold
Teorema del campionamento, ricostruzione, aliasing, sistema completo di campionamento, elaborazione e ricostruzione del segnale
Circuito di sample & hold
Non idealita' del sample & hold: resistenza di ingresso finita del buffer, guadagno d'anello finito del buffer, minima durata del tempo di sampling, massima durata del tempo di hold, iniezione di carica attraverso le capacita' parassite dell'interruttore
Interruttore a doppio transistore
appunti relativi al circuito di Sample & Hold

Argomento:     Convertitori analogico/digitale
ADC: generalita', caratteristica di trasferimento statica di un ADC, errore di quantizzazione, errore di guadagno ed errore di offset, non linearita' differenziale di un ADC, non linearita' integrale di un ADC
ADC: errore da codice mancante. Struttura base di un ADC. ADC a gradinata; ADC tracking; ADC flash; ADC ad approssimazioni successive; Dinamica dell'ADC; rapporto segnale/rumore e bit efficaci; effective number of bit (ENOB) di un ADC
slides relative agli ADC

appunti relativi agli ADC

Argomento:     Convertitori digitale/analogico
Generalita' sui DAC, Errori statici e non linearita', parametri dinamici, DAC a R pesate: Effetto delle non-idealita' degli op-amp e degli switch, Errori statici e non-linearita', parametri dinamici, svantaggi e non-idealita'. DAC a scala 2R-R; DAC a scala C-2C; DAC a scala 2R-R bipolari; DAC a partitore di tensione ; Amplificatore a guadagno variabile

appunti relativi ai DAC