Insegnamento obbligatorio (in alternativa a 'Analog and Telecommunication Electronics' in lingua inglese) per la Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica. Lo sviluppo dei sistemi elettronici che governano sistemi e apparati meccanici, elettrici, chimici, etc., o sistemi per la trasmissione dell’informazione, si basa sul progetto di componenti e moduli hardware in grado di acquisire i segnali dei sensori, di pilotare attuatori e di trasferire l’informazione digitale mediante reti cablate o reti wireless. In questo contesto, l’insegnamento di “Elettronica Analogica e di Potenza” presenta i circuiti di condizionamento dei segnali analogici (amplificatori, filtri e circuiti di protezioni), di conversione analogico-digitale e digitale-analogico e i circuiti di potenza per il pilotaggio degli attuatori e la conversione statica dell’energia elettrica (convertitori DC-DC). Gli argomenti trattati sono essenziali nella professione dell’ingegnere elettronico e per questo motivo le lezioni teoriche sono supportate da esercizi di progettazione in aula e da esercitazioni sperimentali in laboratorio.

- Saper calcolare i parametri prestazionali (e.g. guadagno, dinamica, banda, rumore, distorsione) degli amplificatori CMOS elementari - Conoscere le principali topologie degli amplificatori a alto guadagno in tecnologia CMOS (OpAmp, OTA) - Saper progettare i circuiti analogici di front-end (amplificatori e filtri) basati su amplificatori operazionali - Conoscere i diversi tipi di convertitori A/D e D/A - Saper progettare sistemi per l'acquisizione dei segnali analogici - Saper analizzare e progettare i principali circuiti di pilotaggio dei carichi di potenza - Saper progettare i principali convertitori DC-DC (buck, boost, buck-boost).

Elettronica di base, a livello corrispondente alla conclusione della laurea triennale in elettronica. Conoscenza dei modelli di ampio e piccolo segnale di MOS e BJT, e capacità di utilizzarli nei circuiti base per amplificatori. Modelli di amplificatori operazionali ideali e reali, loro impiego in circuiti con reazione.

Argomenti trattati nelle lezioni e relativo peso in crediti. - Stadi di amplificazione elementari CMOS. Calcolo dei parametri prestazionali come guadagno, banda e output swing. - Circuiti di amplificazione di tipo "single-ended" e "fully differential" basati su amplificatori operazionali - Amplificatori ottimizzati per circuiti a bassa tensione di alimentazione, alto guadagno, basso rumore, banda larga (4 CFU) - Interferenze e rumore. Circuiti di cancellazione. (1CFU) - Conversione A/D e D/A, parametri, errori, circuiti per ADC e DAC, (2 CFU) - Circuiti lineari e a commutazione per il pilotaggio dei carichi di potenza. Circuiti di protezione. - Regolatori di tensione lineari e a commutazione (convertitori DC-DC) , pompe di carica. (3 CFU)

Le esercitazioni in aula riguardano piccoli progetti, con applicazioni di quanto trattato a lezione. Le esercitazioni sperimentali di laboratorio comprendono la verifica del funzionamento dei circuiti progetti nelle esercitazioni. Complessivamente sono previste 6-7 esercitazioni sperimentali. Per alcune di esse sono previsti punti bonus.

Testi e materiale didattico - Appunti delle lezioni fornite dal docente. - Testi delle esercitazioni di laboratorio. Testi consigliati per approfondimenti: - B. Razavi - Analog Integrated Circuits Design, Wiley, 2001 - S. Franco - Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits (3rd ed.), McGraw-Hill, 2002 - R. van de Plassche - CMOS Integrated Analog-to-Digital and Digital-to-Analog Converters, 2nd ed., Kluwer, 2003 - Erickson, Maksimovic - Fundamentals of Power Electronics, Springer; 2nd edition (January 2001)

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;

Exam: Written test; Compulsory oral exam;

... La prova scritta consiste in un esercizio di analisi o di progetto di un circuito analogico tra quelli presentati a lezione, ad esercitazione o in laboratorio. Durante la prova lo studente può consultare appunti o libri in formato cartaceo e usare una calcolatrice scientifica, ma non può accedere a documenti online. La prova scritta dura 60 minuti. L'elaborato sarà valutato in base alla corretta applicazione dei metodi di analisi e di progetto visti a lezione. Per poter sostenere la prova orale lo studente deve aver superato la prova scritta con una valutazione di almeno 15/30. La prova orale riguarda tutti gli argomenti del corso e dura 15-20 minuti. Il voto finale è dato dalla media delle due valutazioni a cui si aggiungono i punti bonus dei laboratori sperimentali: voto_finale = 0.5*(voto_scritto + voto_orale) + punti bonus laboratori.

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.