Fondamenti di elettronica BC - (10 cfu)

Prof. Paolo Cova Tel. 0521 905818 - Fax. 0521 905822
  E-mail. paolo.cova@unipr.it
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Prof. Carlo Morandi Tel. 0521.905823 - Fax. 0521 905822
  E-mail. carlo.morandi@unipr.it
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Finalità

Fornire una preparazione di base sui circuiti elettronici analogici, con particolare riferimento agli amplificatori lineari (Modulo B).
Fornire inoltre approfondimenti e complementi ai moduli di base di elettronica, mirando allo sviluppo di capacità progettuali, con particolare riferimento all'elettronica analogica (Modulo C).

Programma

modulo B
Segnali analogici e digitali. Condizioni di linearità e di non-distorsione. Linearizzazione.
Circuito equivalente alle variazioni di un diodo p-n. Modello alle variazioni di un BJT in zona attiva diretta in connessione a emettitore comune (EC). Modello alle variazioni di un MOSFET in saturazione.
Amplificatori lineari: funzioni di rete. Effetto Miller. Amplificatore a EC: studio del punto di lavoro; analisi a piccolo segnale. Cenno al funzionamento in classe A, AB, B e C: efficienza. Amplificatore a Collettore Comune (CC). Amplificatore a Base Comune (BC).
Comportamento in frequenza dell’amplificatore a EC: diagrammi di Bode. Amplificatore a Source Comune. Amplificatori multi-stadio. Amplificatore Cascode. Connessione Darlington.
Specchi di corrente. Carichi attivi. Stadio differenziale a BJT e a MOSFET.
Retroazione: effetto della retroazione negativa su un sistema del primo ordine; desensibilizzazione totale; risposta al gradino; amplificatore a EC retroazionato.
Stabilità di sistemi in retroazione: criterio di Bode; analisi dei poli della funzione di trasferimento.
Amplificatori operazionali (AO): definizione; cortocircuito virtuale. Applicazioni degli AO: amplificatore invertente e non invertente; sommatore; integratore; convertitori V-I e I-V; invertitore di impedenza. Cenni su tensione di offset, correnti di polarizzazione, compensazione, slew rate.


modulo C
Circuiti con retroazione
Schemi unifilari per la rappresentazione di sistemi lineari. Amplificatori con retroazione positiva o negativa. Proprietà dei sistemi con retroazione negativa. L'individuazione della retroazione nei sistemi elettronici. Amplificatori operazionali. Stabilità dei sistemi in retroazione. Compensazione degli amplificatori. Non idealità di comportamento degli amplificatori operazionali.

Comportamento in frequenza di amplificatori multistadio
Generalità. Il metodo delle costanti di tempo a circuito aperto e in cortocircuito.

Analisi per grandi segnali di amplificatori di uscita
Rendimento, distorsione, guadagno di potenza. Stadi di uscita in classe A: collettore comune, emettitore comune. Sollecitazioni sui dispositivi di uscita (Imax, Vmax). Trasmissione del calore nei dispositivi elettronici. Zona di funzionamento sicuro di un dispositivo. Definizione delle classi di funzionamento A,B,C,D. Funzionamento in controfase in classe B ed AB. Funzionamento in classe C. Funzionamento in classe D con carico risonante e a larga banda.

Cenni agli oscillatori ed ai multivibratori
Stabilità di un punto di riposo. Modi naturali di un circuito lineare. Un solo punto di riposo instabile con innesco sinusoidale:esempi di circuiti atti alla generazione di segnali quasi sinusoidali. Un solo punto di riposo instabile con innesco esponenziale:esempi di multivibratori astabili. Due punti di riposo stabili ed uno instabile: esempi di multivibratori bistabili. Esempi di multivibratori monostabili. Calcolo del comportamento in transitorio con il metodo degli interruttori comandati.

Attività d'esercitazione

Le esercitazioni sono svolte in aula e vertono sull’analisi e sul progetto di circuiti analogici.

Modalità d'esame

L’esame comprende una prova scritta e una prova orale. Il superamento della prova scritta è necessario per l’accesso alla prova orale. Sono ammessi alle prove scritte solo gli studenti iscritti per via telematica. La prova orale è congiunta per il Modulo B ed il Modulo C.

Propedeuticità

Analisi matematica (ABC). Fisica generale (ABC). Elettrotecnica AB. Fondamenti di Elettronica A.

Testi consigliati

modulo B
R. Menozzi, "Appunti di elettronica: dispositivi ed elettronica analogica lineare", 2a ed., Pitagora Editrice Bologna, 2006, ISBN 88-371-1624-1.
P.R. Gray, R.G. Meyer, “Circuiti integrati analogici”, 2a ed., McGraw-Hill, 1994, ISBN 88-386-0702-8.
P. Cova, "Elettronica analogica - 60 semplici esercizi svolti", Santa Croce, 2003.

modulo C
Appunti del docente

Testi d'approfondimento

modulo B
R.C. Jaeger, T.N. Blalock, “Microelettronica 1: Elettronica analogica", McGraw-Hill, 2005, ISBN 88-386-6151-0.
Esercizi di esame svolti disponibili on-line.


Ultimo aggiornamento: 08-10-2006


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