Laboratorio di Elettronica: Dispositivi elettronici e circuiti

Laboratorio di Elettronica: Dispositivi elettronici e circuiti

Misure su linee di trasmissione (1).

Semiconduttori

meccanismi  di  trasporto  di  carica  nei  semiconduttori  ­  giunzione  PN ­ legge della giunzione ­ diodo a giunzione ­ circuiti non lineari 

­ conduttanza e capacita' dinamiche ­ quadrupoli lineari e parametri  g,h,m,r ­ transistor bjt, mosfet e jfet ­ circuiti di polarizzazione ed  esempi di applicazioni.

Misure dei comportamenti dinamici di un diodo (1).

Esempi di circuiti di impiego di diodi e transistor (2).

codice binario ­ porte logiche ­ algebra di Boole ­ famiglie logiche  (CMOS e TTL) ­ reti combinatorie – flip­flop – reti sequenziali Costruzione e collaudo di un contatore modulo N (2).

Amplificatore  operazionale  ed  anello  di  reazione  ­  applicazioni  dell'amplificatore operazionale con reazione negativa

Realizzazione  di  circuiti  con  operazionali  e  misura  delle  caratteristiche (2).

Linee di trasmissione

Elettronica digitale

Amplificazione e reazione

Prerequisiti

Leggi dei circuiti elettrici: 

       Ohm, Kirchhoff, Thevenin, Norton Elementi lineari dei circuiti:

       resistenze, condensatori, induttanze, generatori Analisi di Fourier

Testi di riferimento

J. Millman & A. Grabel – Microelectronics      (McGraw­Hill, 1987)

R.C. Jaeger – Microelectronic Circuit Design       (McGraw­Hill, 1997)

P. Horowitz & W. Hill – The Art of Electronics       (Cambridge University Press, 1989)

Appunti on line

Marcello Carla'  ­  carla@ fi.infn.it Dip. di Fisica – lab. 22 ­ studio 126 tel. 055 457 2055 / 2013 / 2060

Appunti on line:

http://studenti.fisica.unifi.it/~carla/appunti

Cap. 2: Linee di trasmissione Cap. 3: Semiconduttori

Cap. 4: Diodi

Cap. 5: Misure su diodi Cap. 6: Reti a due porte Cap. 7: Il transistor bjt

Cap. 8: Amplificatori a transistor e misure Cap. 9: I transistor mosfet e jfet

Cap. 10: Elettronica digitale

Cap. 11: Amplificazione e reazione

Elettronica Analogica

Le variabili elettriche di un circuito (tensioni e  correnti) sono funzioni, per lo piu' continue, ma  non necessariamente lineari, dei segnali.

Segnale: grandezza fisica che interessa conoscere o  misurare (perche' contiene informazione)

Elettronica Digitale

Le  variabili  elettriche  hanno  solo  due  valori  discreti, indicati convenzionalmente con 0 ed 1. 

Codici di 0 e 1 rappresentano numericamente i  segnali.

Elaborazione Elettronica Analogica dei segnali

●Amplificazione (o attenuazione)

●Filtraggio

●Trasformazioni non lineari

Lo strumento di misura ha un suo campo (range) di lavoro  ottimale. I valori del segnale possono essere fuori di questo  campo perche' troppo piccoli o troppo grandi.

Ogni segnale ed ogni strumento di misura sono affetti da  rumore. Rendere il piu' alto possibile il rapporto 

segnale/rumore significa ridurre l'errore di misura.

L'informazione che interessa puo' essere contenuta in una  funzione non lineare del segnale. Ad esempio: l'intensita' del  segnale supera o no un certo valore di soglia?

Elaborazione Elettronica Digitale dei segnali

● Operazioni logiche elementari

● Operazioni logiche combinatorie

● Operazioni logiche sequenziali

Gli  elementi  di  base  dell'elettronica  digitale  sono  le  porte  logiche,  circuiti  che  eseguono  le  operazioni  logiche  AND,  OR,  NOT tra le variabili logiche.

Utilizzando le porte logiche si possono realizzare reti capaci  di  eseguire  operazioni  logiche  e  matematiche  che  sono  funzioni  complesse  dei  valori  delle  variabili  logiche  di  ingresso.

Reti logiche in cui il valore delle variabili di uscita dipende  dal valore delle variabili di ingresso e dalla storia precedente  della rete (reti dotate di memoria).