Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA MECCANICA E MECCATRONICA
Insegnamento
ELETTRONICA ANALOGICA (MOD.A)
INP4068034, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2016/17

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
INGEGNERIA MECCANICA E MECCATRONICA
IN0516, ordinamento 2011/12, A.A. 2018/19
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Curriculum MECCATRONICA [001VI]
Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese ANALOG ELECTRONICS (MOD.A)
Sito della struttura didattica http://www.gest.unipd.it/it/corsi/corsi-di-studio/corsi-di-laurea-triennale/ingegneria-meccanica-e-meccatronica
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali (DTG)
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede VICENZA

Docenti
Responsabile PAOLO TENTI ING-INF/01

Corso integrato di appartenenza
Codice Insegnamento Responsabile
INP4068033 ELETTRONICA ANALOGICA E ELETTRONICA DIGITALE (C.I.) PAOLO MAGNONE

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria della sicurezza e protezione dell'informazione ING-INF/01 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Annuale
Anno di corso III Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 6.0 48 102.0

Calendario
Inizio attività didattiche 24/09/2018
Fine attività didattiche 28/06/2019

Commissioni d'esame
Nessuna commissione d'esame definita

Syllabus

Caratteristiche comuni al Corso Integrato

Prerequisiti: Analisi Matematica 1, Elettrotecnica, Segnali e sistemi
Conoscenze e abilita' da acquisire: Conoscenza dei principi di funzionamento dei dispositivi a semiconduttore e delle caratteristiche strutturali e funzionali dei componenti di piu' largo impiego (diodi, transistori bipolari, transistori a effetto di campo). Conoscenza dei principali circuiti elettronici lineari e non lineari e dei sistemi di amplificazione.

Apprendimento delle principali tecniche di analisi e sintesi di circuiti logici combinatori e sequenziali (tecniche algebriche, grafiche, automatiche). Acquisizione di una conoscenza fondamentale della tecnologia CMOS. Conoscenza degli aspetti principali della progettazione in logica CMOS complementare.

Capacità di analisi e sintesi di semplici circuiti elettronici.
Modalita' di esame: E' prevista una prova scritta ed una orale per ciascuno dei moduli di insegnamento.
Criteri di valutazione: La valutazione sara' basata sulla verifica dell'apprendimento delle nozioni teoriche impartite nel corso (prova orale) e su semplici applicazioni di analisi e progettazione di circuiti elettronici elementari (prova scritta).

Caratteristiche proprie del modulo

Contenuti: MATERIALI E DISPOSITIVI A SEMICONDUTTORI
La prima sezione di questa parte riguarda l'illustrazione della struttura e dei principi di funzionamento dei principali dispositivi elettronici a semiconduttori. A tal fine vengono innanzi tutto richiamate le proprietà fisico/chimiche/elettriche dei materiali a stato solido, catalogati come conduttori e isolanti.
Vengono quindi introdotti i materiali semiconduttori, con le relative proprietà fisiche ed elettriche, e quindi discusse le tecniche di drogatura che consentono di generare dispositivi con conduzione prevalente di elettroni e lacune.
Nella seconda sezione vengono descritte le strutture fisiche, i modelli elettrici e le prestazioni ai morsetti dei principali componenti elettronici (diodi a giunzione, transistor bipolari, transistor a effetto di campo) e viene introdotto il tema delle tecnologie di realizzazione di circuiti integrati a diversi livelli di scala.
Questa parte del corso mira a fornire una conoscenza dei fenomeni fisici e delle tecnologie alla base di tutte le realizzazioni hardware analogiche e digitali. Un secondo obiettivo è quello di sensibilizzare gli studenti all'importanza della tecnologia sulle prestazioni degli apparati e dei sistemi elettronici.

CIRCUITI ELETTRONICI ELEMENTARI
In questa sezione vengono descritti i più semplici circuiti che sfruttano le caratteristiche dei componenti elettronici a stato solido, con l'obiettivo di familiarizzare gli studenti alle tematiche applicative e alle metodiche di studio dei circuiti elettronici.
Viene dapprima affrontato lo studio dei circuiti a diodi, con il duplice obiettivo di fornire agli studenti gli strumenti fondamentali per l'analisi delle reti non lineari e di discutere le applicazioni di circuiti di larghissimo impiego come i raddrizzatori e gli alimentatori a scarica. Oltre alla descrizione del funzionamento, vengono discussi i criteri di dimensionamento e vengono introdotte le problematiche legate agli stress elettrici e termici.
Si passa quindi all'analisi dei circuiti amplificatori a singolo transistore, anteponendo una discussione generale sulle finalità, le problematiche realizzative e gli ambiti applicativi dei sistemi di amplificazione.
Viene quindi introdotta la modellistica lineare dei componenti attivi quale strumento fondamentale per l'analisi del funzionamento degli amplificatori a stato solido.
Infine vengono discusse le problematiche e le soluzioni circuitali per la polarizzazione dei dispositivi, applicabili nei circuiti a componenti discreti e in quelli integrati.

AMPLIFICATORI MULTISTADIO E OPERAZIONALI
Nell'ultima parte del corso viene affrontato lo studio degli amplificatori lineari più complessi, con l'obiettivo di avvicinare gli studenti a una visione sistemica del problema. A tal fine vengono richiamati e contestualizzati alcuni concetti e teorie introdotti in altri corsi, in particolare quelli della retroazione e della risposta in frequenza.
Si discutono dapprima le strutture multistadio, che consentono di profilare le caratteristiche degli amplificatori in funzione delle prestazioni desiderate, a spese di una maggiore complessità circuitale e difficoltà progettuale. Gli studenti apprendono in questa fase le logiche della progettazione modulare orientata ad obiettivi prestazionali e verificano che gli strumenti di analisi e modellazione acquisiti in precedenza mantengono la loro validità anche in ambiti più complessi.
Si passa quindi allo studio della struttura e della prestazioni degli amplificatori operazionali, identificandone i blocchi funzionali, le caratteristiche ingresso-uscita e i limiti prestazionali. Segue una disamina delle applicazioni più importanti, lineari (operatori, filtri) e non lineari (logaritmiche)
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Il corso, di natura fondamentale e propedeutica a corsi successivi, si articola principalmente in lezioni teoriche nel corso delle quali si forniscono allo studente i concetti, le metodologie, e gli strumenti di analisi e sintesi dei circuiti e sistemi elettronici per l’elaborazione di segnali analogici. Ciò viene ottenuto facendo uso di un richiamo sistematico a nozioni apprese in altri corsi (fisica dello stato solido, campi e circuiti elettrici, analisi dei segnali, sistemi a retroazione), e con un riferimento continuo ad applicazioni ben conosciute dagli studenti nei settori domestico, industriale, dell’infotainment. Ciò consente, da un lato, di dare un supporto interdisciplinare e metodologico all’analisi dei circuiti e sistemi elettronici, dall’altro a stimolare l’interesse degli studenti ad approfondire la conoscenza di apparati d’impiego corrente.
Le lezioni vengono erogate in forma interattiva, sollecitando gli studenti a formulare quesiti e chiedere chiarimenti in tempo reale, così da favorire l’apprendimento e l’interazione di gruppo, mantenere viva l’attenzione e stimolare la curiosità conoscitiva e applicativa. Ciò consente di interessare e preparare gli studenti ai successivi corsi con attività di laboratorio ed eventualmente indurre taluni a sperimentare su proprie realizzazioni i concetti appresi, ricorrendo al docente per suggerimenti e consulenza.
Le lezioni teoriche sono sistematicamente affiancate da sessioni di esercizi in aula, che servono a contestualizzare e verificare quantitativamente i risultati teorici, sperimentare le metodologie di analisi e avvicinare progressivamente gli studenti alla mentalità progettuale.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Il programma del corso è organicamente coperto dal libro di testo. Inoltre tutto il materiale di supporto usato nel corso delle lezioni (file powerpoint, data sheet dei componenti, esercizi svolti) è reso disponibile nella pagina moodle del corso, assieme a un programma dettagliato e ad una tabella di corrispondenza tra gli argomenti trattati e i corrispondenti capitoli del libro di testo.
Al fine di agevolare l’autoverifica in itinere e la preparazione alla prova d’esame, nella pagina moodle sono anche forniti testi e soluzioni di numerosi esercizi aggiuntivi e delle prove d’esame degli ultimi anni.
Testi di riferimento:
  • Jaeger, Richard C.; Blalock, Travis N., Microelettronica, edizione italiana a cura di Gaudenzio Meneghesso e Andrea Neviani. Milano: McGraw-Hill, 2013. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Problem based learning
  • Case study
  • Story telling
  • Problem solving

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Energia pulita e accessibile Industria, innovazione e infrastrutture