L'insegnamento è focalizzato sullo sviluppo di apparati e sotto-sistemi elettronici per il trattamento e l'impiego di segnali in ambito civile, industriale e dell'informazione. L'accento è principalmente posto su implementazioni hardware di: tecniche di condizionamento (amplificazione e combinazione) dei segnali elettrici provenienti da sensori o sorgenti esterne; generazione di segnali di riferimento e interfacce tra le sezioni analogiche e digitali di un sistema elettronico. Lo scopo dell'insegnamento è, partendo dalle basi consolidate negli insegnamenti di Elettrotecnica, di Dispositivi Elettronici e di Circuiti Elettronici, completare la formazione di base di elettronica analogica e introdurre il mondo dell'elettronica digitale. L'impostazione dell’insegnamento è volta a garantire la possibilità di seguire proficuamente insegnamenti più avanzati di elettronica integrata analogica e/o digitale.

- Acquisire familiarità con l'elettronica analogica e con gli aspetti circuitali dell'elettronica digitale - Progettare semplici circuiti analogici a partire da specifiche fornite da un committente o da un problema reale - Comprendere il funzionamento dinamico dei circuiti elettronici e progettare oscillatori - Dimensionare un circuito digitale - Conoscere i sistemi di acquisizione dati classici e saperli dimensionare a partire dalle specifiche

Per la corretta fruizione dell’insegnamento, sono necessarie le seguenti conoscenze preliminari: - Teoria delle reti elettriche, analisi di circuiti nel dominio del tempo e della frequenza, diagrammi di Bode - Transistori a giunzione bipolare (BJT) e metallo-ossido-semiconduttore a effetto di campo (MOSFET): polarizzazione, funzionamento in linearità e saturazione - Analisi del punto di lavoro e di piccolo segnale di circuiti di amplificazione basati su BJT e MOSFET - In caso di partecipazione alle attività di laboratorio, familiarità nell'utilizzo della strumentazione di laboratorio (oscilloscopio, alimentatore, generatore di segnali)

Retroazione nei circuiti elettronici (1CFU) 1) Introduzione storica, vantaggi e svantaggi della retroazione nei circuiti integrati 2) Prelievo e confronto nei circuiti retroazionati e impatto sulle impedenze di uscita e ingresso 3) Metodo del guadagno asintotico e formula di Blackman Amplificatori operazionali (4.5CFU) 1) Struttura interna degli amplificatori operazionali (stadio differenziale, specchio di corrente, stadio di uscita di potenza) e legame con le non-idealità 2) Circuiti lineari e non lineari: amplificatori, sommatori, amplificatori differenziali e da strumentazione, amplificatori logaritmici e antilogaritmici 3) Filtri attivi di primo e secondo ordine 4) Effetto delle limitazioni e non-idealità sul funzionamento e sul progetto dei circuiti basati su operazionali Stabilità di circuiti e sistemi elettronici (1.5CFU) 1) Definizioni fondamentali di teoria dei sistemi e richiami sui sistemi lineari tempo-invarianti; introduzione all’idea di stabilità 2) Compensazione di amplificatori operazionali: criterio di Bode, polo dominante, margine di stabilità 3) Cenni della classificazione dei comportamenti asintotici di circuiti non lineari Oscillatori e Multivibratori (1CFU) 1) Stabilità del punto di riposo di un circuito elettronico: innesco esponenziale e innesco sinusoidale e relazione con la posizione dei poli 2) Oscillatori sinusoidali: rappresentazione di Lur’e e principio di funzionamento. Caratteristiche del blocco diretto e di retroazione, equazione caratteristica. Funzione descrittiva, condizione di innesco. Esempi di oscillatori a tre punti (di Colpitts e di Hartley) Circuiti digitali (1CFU) 1) Porte logiche e circuiti in commutazione 2) Transistori MOS in commutazione, interruttori, transmission gate, porte CMOS 3) Parametri statici e dinamici, famiglie logiche, uscita open drain e tri-state 4) Porte And-Or-Invert 5) Circuiti sequenziali di base (latch, flip-flop, contatore) 6) Sistemi d'acquisizione dati (1CFU) 7) Richiami di teoria del campionamento, quantizzazione; convertitore D/A (potenziometrico, resistenze pesate, rete a scala); convertitore A/D (flash, approssimazioni successive, pipeline); Sample & Hold (integratore)

L'insegnamento prevede lezioni ed esercitazioni in aula. Le esercitazioni seguiranno gli argomenti delle lezioni e avranno come obiettivo quello di applicare i concetti visti nella parte teorica. Inoltre, sono previsti 6 laboratori di 3 ore ciascuno da svolgersi presso i LED. I laboratori si svolgono in gruppi di tre studenti. La partecipazione ai laboratori è facoltativa. Al termine di ogni laboratorio, ogni gruppo deve consegnare una breve relazione.

I docenti mettono a disposizione sul portale della didattica dispense e lucidi che coprono i contenuti dell'insegnamento. I testi aggiuntivi consigliati sono: 1) Gray/Hurst/Lewis/Meyer “Analysis and Design of Analog Integrated Circuits”, 5a edizione inglese, Wiley 2) Franco, "Amplificatori operazionali e circuiti integrati analogici", Biblioteca Scientifica Hoepli 3) Sedra/Smith, "Circuiti per la microelettronica", 6a edizione, Edises 4) Jaeger/Blalock/Blalock, "Microelettronica", 6a edizione, McGraw-Hill

Dispense; Esercizi; Video lezioni tratte da anni precedenti;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Elaborato scritto prodotto in gruppo;

Exam: Written test; Optional oral exam; Group essay;

... L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma e la capacità di applicare la teoria ed i suoi metodi alla comprensione del funzionamento, allo studio e al progetto di circuiti elettronici analogici e digitali. Per ogni iscritto l’esame è costituito da una parte scritta obbligatoria e da una successiva parte orale facoltativa. Durante l'esame non è possibile consultare materiale didattico o bibliografico in forma cartacea o elettronica, né utilizzare dispositivi di comunicazione, ad esempio smartphone, tablet, e-book reader, laptop. L'unico dispositivo elettronico consentito è una calcolatrice scientifica, soggetta ad approvazione da parte dei docenti. La prova scritta, della durata di circa 120 minuti, è articolata in domande a risposta chiusa o aperta, e può raggiungere un voto massimo pari a 33 punti. In caso di domande a risposta multipla, a ciascuna risposta corretta è attribuito un punteggio positivo, mentre a ciascuna risposta errata un punteggio negativo; le domande senza risposta daranno luogo a un punteggio nullo. Risposte scorrette alle eventuali domande aperte non verranno valutate con un punteggio inferiore a 0 punti. L'esame è svolto in forma cartacea. Durante la prova non è possibile consultare materiale didattico. E’ consentito l’uso di una calcolatrice scientifica. Il reperimento dei materiali necessari allo svolgimento dell'esame è a carico delle/dei candidate/i. Il testo della prova fornito dai docenti dovrà essere restituito. La prova scritta potrà essere integrata da una prova orale a discrezione dei docenti, oppure su richiesta delle/degli studentesse/studenti che avranno conseguito un punteggio maggiore o uguale a 18 punti nella prova scritta. La prova orale avrà una durata di circa 30 minuti e potrà coprire in toto o in parte gli argomenti trattati a lezione (teoria e/o esercizi) e nei laboratori. L'eventuale prova orale si svolgerà nei giorni immediatamente successivi all’appello in cui si è superato lo scritto, e non può essere rimandata ad altri appelli. La valutazione della prova orale consisterà in un punteggio variabile tra -4 e +4 punti. I laboratori, in caso di partecipazione, costituiscono parte della valutazione finale, a condizione che vengano sottoposte ai docenti relazioni per ciascuno di essi, seguendo le tracce fornite dai docenti. Le relazioni devono essere redatte durante l'erogazione dell'insegnamento, entro le scadenze specificate dai docenti, da gruppi di 3 persone, formati a inizio semestre. Le relazioni saranno globalmente valutate con un punteggio compreso tra 0 e 2 punti. Non saranno accettate sottoposizioni multiple o correzioni a posteriori della valutazione. La valutazione finale è data dalla somma dei punteggi conseguiti nella prova scritta, nell'eventuale prova orale, e a seguito della correzione delle eventuali relazioni di laboratorio. Se la valutazione finale è maggiore o uguale a 31, essa verrà registrata come 30 e lode.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.