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 totalità dei contenuti del corso. Sul portale sono inoltre disponibili le tracce delle esercitazioni sperimentali ed alcuni esercizi risolti o proposti. Per approfondimenti e consultazioni il testo consigliato è: Sedra/Smith, 'Microelectronic Circuits', 7th ed., Oxford University Press, 2015. ISBN 978-0199339143

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. Durante lo scritto non è possibile la consultazione di alcun tipo di materiale (appunti, formulari, testi). E' possibile l'utilizzo di una calcolatrice NON programmabile. 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.