Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA INFORMATICA
Insegnamento
FONDAMENTI DI ELETTRONICA
IN09111232, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2017/18

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
INGEGNERIA INFORMATICA
IN0508, ordinamento 2011/12, A.A. 2018/19
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Curriculum Percorso Comune
Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese FUNDAMENTALS OF ELECTRONICS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (DEI)
Sito E-Learning https://elearning.dei.unipd.it/course/view.php?idnumber=2018-IN0508-000ZZ-2017-IN09111232-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ENRICO ZANONI ING-INF/01

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria elettronica ING-INF/01 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 25/02/2019
Fine attività didattiche 14/06/2019
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2018/19 Ord.2011

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
11 A.A. 2018/2019 01/10/2018 15/03/2020 ZANONI ENRICO (Presidente)
VOGRIG DANIELE (Membro Effettivo)
BEVILACQUA ANDREA (Supplente)
GERARDIN SIMONE (Supplente)
GEROSA ANDREA (Supplente)
MENEGHINI MATTEO (Supplente)
NEVIANI ANDREA (Supplente)
10 A.A. 2017/2018 01/10/2017 15/03/2019 ZANONI ENRICO (Presidente)
MENEGHESSO GAUDENZIO (Membro Effettivo)
BEVILACQUA ANDREA (Supplente)
BUSO SIMONE (Supplente)
CESTER ANDREA (Supplente)
GERARDIN SIMONE (Supplente)
GEROSA ANDREA (Supplente)
MENEGHINI MATTEO (Supplente)
NEVIANI ANDREA (Supplente)
PACCAGNELLA ALESSANDRO (Supplente)
SPIAZZI GIORGIO (Supplente)
VOGRIG DANIELE (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Conoscenze di base di Teoria dei Circuiti e, in particolare, soluzione di reti elettriche lineari contenenti elementi passivi, generatori indipendenti e generatori controllati. Comportamento di circuiti resistenza-capacità (RC).
Conoscenze e abilita' da acquisire: L'elettronica è alla base di tutti i sistemi utilizzati nella società dell'informazione e riveste quindi un'importanza economica fondamentale; anche negli oggetti di uso quotidiano (ad es. nell’automobile) il numero di funzioni elettroniche è in continuo aumento. La crescita esponenziale della complessità e delle prestazioni dei circuiti integrati, che continua da oltre 40 anni (legge di Moore) costituisce uno dei motori principali della tecnologia dell’informazione.

Il corso intende fornire conoscenze relative ai principi di funzionamento dei principali dispositivi e circuiti microelettronici utilizzati negli attuali sistemi di elaborazione e trasmissione dell'informazione.

Si vuole inoltre mettere in evidenza il ruolo innovativo della microelettronica, che diventerà sempre più rilevante nei prossimi anni, grazie alla diffusione di nuove tecnologie che rivoluzioneranno i sistemi di trasporto, di telecomunicazione e di gestione dell'energia, quali Internet of Things, telefonia di quinta generazione, veicoli a guida autonoma, “smart-grids”.

Nozioni di base di elettronica vengono utilizzate nei corsi di controlli automatici, telecomunicazioni, misure, e sono essenziali per affrontare eventuali corsi successivi dedicati ad un approfondimento dell’elettronica dei sistemi digitali, della microinformatica, dei circuiti digitali programmabili.

Il corso offre inoltre conoscenze elementari relative alle caratteristiche dei sistemi digitali realizzati in tecnologia CMOS (tempi di elaborazione, consumo di energia, frequenza di funzionamento, complessità...) e a come queste influenzino la scelta dell'architettura dei sistemi di elaborazione, telecomunicazione e controllo.

Grazie alle attività di ricerca svolte dal nostro Dipartimento in collaborazione con le maggiori industrie dei semiconduttori, il corso comprende anche informazioni aggiornate sui processi di fabbricazione dei circuiti integrati.

Verranno analizzati i seguenti dispositivi elettronici: diodi a giunzione p-n, transistor Metallo Ossido Semiconduttore a effetto di campo, diodi emettitori di luce (LED), laser, celle solari. Nell'ambito dei circuiti, vengono trattati sia circuiti analogici che digitali, ovvero amplificatori differenziali, amplificatori operazionali, amplificatori per strumentazione, inverter e porte elementari CMOS, celle di memoria statica e dinamica, memorie non volatili, circuiti di conversione analogico-digitale e digitale-analogica.
Alla fine del corso gli studenti sapranno analizzare e progettare semplici circuiti elettronici utilizzando modelli lineari e semplici calcoli analitici. Conosceranno le principali funzioni offerte dal simulatore circuitale analogico SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis), che utilizzeranno per valutare il comportamento di circuiti proposti dal docente, o per verificare semplici progetti sviluppati autonomamente. Conosceranno a grandi linee quali alternative tecnologiche sono disponibili per la realizzazione di un sistema digitale integrato e quali strumenti di progettazione automatica possono essere utilizzati, ed i relativi linguaggi di descrizione dell’hardware.
Nell’ambito del corso si farà costante riferimento a possibili applicazioni, quali: amplificatori audio, alimentatori, strumenti di misura, LIDAR per guida autonoma di veicoli, sensori di immagine CCD e CMOS per webcam, memorie di massa a stato solido e memorie USB.
Modalita' di esame: In sessione: una prova scritta, consistente in esercizi numerici e domande di teoria con risposta sintetica, seguita da un esame orale.
Durante il corso: tre prove scritte in itinere, riguardanti rispettivamente i circuiti con amplificatori operazionali ideali, i dispositivi elettronici e gli amplificatori MOS a singolo stadio, l'amplificatore differenziale e i circuiti digitali CMOS.
Se superate con voto sufficiente, le tre prove sostituiscono l'esame scritto. Gli studenti possono inoltre sostituire la prova orale con una serie di tre progetti da svolgere durante il corso e da verificare tramite il simulatore circuitale SPICE.
E' possibile il recupero di una o più prove parziali con modalità che verranno comunicate durante il corso stesso.
Criteri di valutazione: Nella valutazione delle soluzioni degli esercizi numerici si considera: la capacità di definire il problema da risolvere, la correttezza logica del procedimento, l'uso corretto di teoremi e metodi di teoria dei circuiti, la correttezza matematica, l'uso di unità di misura appropriate, la capacità di verificare i risultati ottenuti.
Nella valutazione delle risposte a domande di teoria, durante l'esame scritto o l'esame orale, si considera: il livello di comprensione del funzionamento di dispositivi e circuiti, la capacità di descrivere correttamente la funzione svolta da un circuito analogico o digitale
Contenuti: Principi di funzionamento dei dispositivi elettronici: diodi a giunzione, transistor bipolari, transistor a effetto di campo. Analisi di circuiti a diodi. Circuiti amplificatori a singolo transistore: reti di polarizzazione, schemi di polarizzazione per circuiti integrati, generatori di corrente, modelli ai piccoli segnali. Analisi di amplificatori a singolo transistore e multistadio. Amplificatore differenziale. Amplificatori operazionali: amplificatore invertente e non invertente, sommatore, integratore, derivatore. Condizioni di non idealità degli amplificatori operazionali: corrente e tensione di offset e correnti di bias, guadagno limitato e limiti in frequenza, slew-rate. Applicazioni degli amplificatori operazionali. Simulatore circuitale SPICE.
Circuiti digitali: inverter CMOS, NAND e NOR CMOS; celle di memoria statica e dinamica, memorie non volatili, convertitori A/D e D/A. Stili di progettazione digitale, full-custom CMOS, gate array programmabili. Linguaggi di descrizione dell'hardware.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Il corso è composto da lezioni di teoria (circa 48 ore) ed esercitazioni (circa 24 ore). Sono previste dimostrazioni relative al funzionamento degli amplificatori, dei transistor MOS, dei circuiti digitali elementari. L'attività didattica di supporto prevede ulteriori esercizi numerici, sessioni a domanda e risposta per chiarimenti sul programma svolto, ecc.
Per favorire il coinvolgimento degli studenti, la lezione tradizionale viene interrotta dalla soluzione in cooperazione di esercizi numerici, dalla visione di filmati relativi alle applicazioni dei dispositivi elettronici e circuiti integrati. Sono previste lezioni relative alla tecnologia dei semiconduttori, con dimostrazione in aula riguardante i materiali e dispositivi e i relativi processi di fabbricazione.
Sono previsti interventi di ricercatori dell'industria dei semicondutori, relativi alla tecnologia e all'evoluzione del mercato dei dispositivi a semiconduttore.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Nelle pagine web del corso vengono forniti gli esercizi svolti a lezione e vengono proposti diversi altri esercizi.
Testi di riferimento:
  • Sedra, Adel S.; Smith, Kenneth C., Circuiti per la microelettronica. Napoli: Edises, 2013. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Working in group
  • Utilizzo di video disponibili online o realizzati
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Acqua pulita e igiene Energia pulita e accessibile Industria, innovazione e infrastrutture Agire per il clima