Politecnico di Torino
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Anno Accademico 2012/13
05EIUNX, 06EIUOD
Circuiti elettronici
Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Fisica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Maddaleno Franco ORARIO RICEVIMENTO     48 40 12 0 11
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/01 10 B - Caratterizzanti Ingegneria elettronica
Presentazione
Il corso di circuiti elettronici introduce agli studenti i concetti base di elettronica circuitale analogica che verranno poi utilizzati nei corsi successivi. L'insegnamento tratta i modelli circuitali dei dispositivi attivi, il loro utilizzo in circuiti di base studiandone le proprieta`. La composizione di piu` circuiti base porta allo studio di circuiti amplificatori piu` complessi con retroazione, di cui vengono studiate le proprieta` e mostrati metodi di calcolo. Nel corso una frazione considerevole di tempo viene spesa per introdurre i fondamenti delle misure elettroniche, presentando sia aspetti sistematici, quali i problemi delle incertezze e dei campioni delle grandezze, sia aspetti pratici di utilizzo degli strumenti di laboratorio, in modo da poter effettuare sperimentazione di laboratorio sui circuiti studiati in questo corso.
Risultati di apprendimento attesi
Lo studente al termine dell'insegnamento avra' una conoscenza dei modelli dei dispositivi attivi, delle configurazioni fondamentali degli amplificatori, dei circuiti con retroazione e suo effetto sulle caratteristiche di guadagno e impedenza del circuito.
Dopo questo insegnamento lo studente sapra` analizzare semplici circuiti amplificatori a transistori discreti, calcolandone sia il punto di funzionamento che le funzioni di trasferimento e le impedenze, utilizzando un ampio ventaglio di metodi di calcolo, sia basati su simulatori sia su calcolo manuale. Lo studente sapra` inoltre utilizzare i principali strumenti di misura presenti in un laboratorio e valutare le incertezze delle misure ottenute dagli strumenti stessi.
Lo studente sara` in grado di:
- Calcolare le condizioni di polarizzazione di un amplificatore con transitori bipolari e mos
- Trovare il circuito equivalente degli elementi attivi
- Determinare il tipo di retroazione e valutarne gli effetti
- Calcolare funzioni di trasferimento e impedenze
- Valutare quali metodi di calcolo meglio si adattano al circuito analizzato.
- Conoscere i fondamenti delle misure e le regole di propagazione dell'incertezza secondo il modello deterministico.
- Essere in grado di prevedere l'incertezza di una misurazione indiretta secondo il modello determinisctico
- Conoscere l'uso della strumentazione di laboratorio di base.
- Essere in grado di utilizzare la strumentazione di base
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Matematica: Uso di una calcolatrice scientifica. Derivate, integrali, serie di Taylor e Fourier. Numeri complessi. Soluzione di sistemi di equazioni lineari e non.

Elettrotecnica: metodi di soluzioni delle reti lineari (tempo e frequenza), diagrammi di Bode. Dispositivi: Equazioni descrittive dei componenti elettronici.

Fisica I e II, analisi dimensionale.
Programma
Modello matematico e circuitale di diodi, BJT e MOS in ampio e in piccolo segnale. Vari livelli di modello a seconda della precisione richiesta
Polarizzazione: Circuiti di base per la polarizzazione per bjt e mos. Calcolo delle prestazioni mediante le sensitivity.
Amplificatori a BJT e MOS. Retta di carico, scelta del punto di lavoro. Classi di amplificazione e rendimento.
Amplificatori di piccolo segnale: configurazioni a base, Guadagni di tensione, corrente, impedenze di ingresso e uscita.
Amplificatori a piu` stadi. Impedenze e funzioni di trasferimento in circuiti con elementi reattivi. Risposta in frequenza.
Retroazione: classificazione ed Effetti. Calcolo del guadagno e delle impedenze ad anello chiuso. Teoremi di Rosenstark e Blackman
Prestazioni in alta frequenza dei dispositivi attivi: modelli e prestazioni. Frequenza di taglio superiore.
Metodi di calcolo di funzioni di trasferimento e impedenze (Miller, Driving Point Impedance, Thevenin Generalizzato, teorema dell'elemento aggiunto, costanti di tempo a circuito aperto)

Incertezze di misura e loro propagazione (metodo deterministico)
Oscilloscopio analogico: CRT, sincronizzazione e trigger.
Oscilloscopio digitale: sistemi e componenti per acquisizione dati, trigger e modalita` di acquisizione
Circuito equivalente ingresso di un oscilloscopio, banda e sonde.
Voltmetri per DC elettromeccanici ed elettronici. Reiezioni ai disturbi e incertezze. Circuito equivalente ed errore di consumo.
Voltmetri per AC: valore medio, efficace e picco. Uso galvanometro in AC. Circuiti a singola e doppia semionda. Incertezze.
Organizzazione dell'insegnamento
Esercitazioni per l'uso di strumentazione di base e calcolo delle incertezze in tipiche misure di laboratorio
Simulazione numerica di semplici circuiti ed eventuale realizzazione e misura in laboratorio.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
A. Carullo, U. Pisani, A. Vallan: Fondamenti di misure e strumentazione elettronica, Ed. CLUT Torino,(2006)
C. Beccari: Circuiti Elettronici, CLUT
Sedra , Smith : Microelectronic Circuits, 6th Ed. Oxford University Press,
Oppure in italiano: Sedra-Smith: Circuiti per la Microelettronica, 4 ed. EdiSES


Appunti dal corso, a disposizione sul portale della didattica
Esempi di esercizi svolti
Criteri, regole e procedure per l'esame
Prova scritta comprendente una prima parte con 5 domande di teoria a libri chiusi, su argomenti di misure ed elettronica. La seconda parte riguarda la soluzione numerica di problemi e circuiti a libri aperti.

L'ammissione all'orale si ha quando nessuna delle due parti e` gravemente insufficiente. L'esame orale prevede una parte di misure e una di elettronica, e ha un peso di circa il 50% sul voto finale.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2012/13
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