Scopo del modulo è rendere lo studente in grado di analizzare e progettare i circuiti che sono alla base degli odierni sistemi elettronici analogici e digitali. Partendo dalle basi fornite dai corsi precedenti di elettrotecnica, dispositivi e circuiti elettronici, vengono dapprima introdotti gli amplificatori operazionali reali ed impiegati per realizzare funzioni lineari e non lineari. Si passa in seguito agli alimentatori lineari e a commutazione. Successivamente si studiano gli schemi base per il funzionamento in commutazione dei transistor e li si utilizza per analizzare la struttura delle porte logiche elementari. Completa il modulo l¿analisi dei sistemi d¿acquisizione dati.

Acquisire familiarità con l¿elettronica analogica e con gli aspetti elettrici dell¿elettronica digitale.
Progettare piccoli sistemi analogici a partire dalle specifiche.
Progettare semplici alimentatori per circuiti elettronici.
Dimensionare un circuito digitale e progettare l'interfaccia tra questo e un carico di potenza.
Conoscere i sistemi di acquisizione dati classici e saperli dimensionare a partire dalle specifiche.

Per seguire con profitto il modulo lo studente deve conoscere la teoria delle reti elettriche, la loro analisi nel dominio del tempo e della frequenza, il funzionamento in linearità di transistori bipolari e MOS, il concetto di polarizzazione e piccolo segnale. Sono inoltre necessarie le nozioni base della teoria dei segnali e della retroazione. Per quanto riguarda le esercitazioni sperimentali, è necessario avere acquisito qualche familiarità nell¿uso della strumentazione di laboratorio (oscilloscopio, alimentatore, generatore di segnali).

Amplificatori operazionali (4 CFU)
- Struttura degli amplificatori operazionali a BJT e MOS: specchio di corrente, stadio differenziale, stadio di potenza. Amplificatori di potenza a componenti discreti
- Parametri parassiti degli amplificatori operazionali, risposta in frequenza, stabilità
- Circuiti lineari: amplificatore, sommatore, amplificatore da strumentazione
- Filtri attivi: primo ordine, secondo ordine, ordine superiore; filtri a capacità commutate
- Circuiti non lineari: amplificatore logaritmico, diodo ideale
- Comparatori di soglia, generatori di forme d'onda, VCO
- Oscillatori sinusoidali: ponte di Wien, oscillatore a sfasamento, a tre punti

Alimentatori (1,5 CFU)
- Struttura tradizionale con regolatore dissipativo
- Struttura basata su regolatore switching

Porte logiche e circuiti in commutazione (2 CFU)
- Transistori bipolari e MOS in commutazione, interruttori, transmission gate, porte CMOS
- Parametri statici e dinamici, famiglie logiche, uscita open drain e tri-state, ingressi a trigger di Schmitt
- Interfacciamento con carichi di potenza e optoisolamento
- Porte And-Or-Invert, logica dinamica
- Circuiti sequenziali di base (latch, flip-flop, contatore); comportamento dinamico

Sistemi d'acquisizione dati (1 CFU)
- Richiami di teoria del campionamento, quantizzazione; convertitore D/A (potenziometrico, resistenze pesate, rete a scala); convertitore A/D (flash, approssimazioni successive, inseguimento); Sample & Hold (integratore)

Il corso prevede 8 laboratori sperimentali di due ore (1,5 CFU) da svolgersi presso il LED. I laboratori si svolgono in gruppi di tre o quattro studenti. Per ogni laboratorio i gruppi devono preparare delle relazioni che vengono valutate dal docente e costituiscono parte del voto d'esame.
1. caratteristiche amplificatore operazionale;
2. filtro attivo;
3. amplificatore da strumentazione;
4. generatore d'onda triangolare;
5. regolatore di tensione dissipativo;
6. convertitore switching;
7. caratteristiche porte logiche;
8. convertitore D/A.

Il docente mette a disposizione sul portale della didattica diverse dispense in italiano che coprono la quasi totalità dei contenuti del corso. Sul portale sono inoltre disponibili le tracce delle esercitazioni sperimentali. Per approfondimenti e consultazioni il testo consigliato è: Sedra/Smith, 'Microelectronic Circuits', 5th ed., Oxford University Press. ISBN 0-19-514252-7

L'esame consiste di una prova orale (due domande) preceduta da un esercizio scritto (tempo a disposizione: 30¿) che viene corretto all'inizio della prova orale. Il voto ottenuto nella valutazione dell¿esercizio e delle domande orali pesa per l¿80% del voto finale. Il 20% deriva invece dalla media delle valutazioni delle relazioni delle esercitazioni sperimentali. Quest'ultima media è calcolata sulle migliori 6 relazioni di ogni studente. In caso lo studente abbia presentato meno di 6 relazioni, le relazioni mancanti sono mediate con valore 0/30.