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| Corso | Ingegneria Elettronica |
| Curriculum | ELETTRONICA PER LA BIOMEDICA |
| Orientamento | Generale |
| Anno Accademico | 2020/2021 |
| Crediti | 12 |
| Settore Scientifico Disciplinare | ING-INF/01 |
| Anno | Primo anno |
| Unità temporale | Secondo semestre |
| Ore aula | 96 |
| Attività formativa | Attività formative caratterizzanti |
| Docente | RICCARDO CAROTENUTO |
| Obiettivi | Il corso di Microelettronica riguarda l’approfondimento dello studio dei circuiti elettronici per l’elaborazione del segnale analogico e digitale. In particolare, lo studente acquisirà la conoscenza della tecnologia CMOS e i passi fondamentali del processo di fabbricazione. Inoltre lo studente acquisirà le tecniche per la generazione di segnali sinusoidali e per il trattamento di segnali analogici utilizzando circuiti di condizionamento e filtri attivi. Conoscenze sugli stadi di potenza e sui principali circuiti per la conversione analogico-digitale completano la questa parte del corso. Conoscenza e comprensione: a seguito del superamento dell’esame, lo studente conosce i principi fondamentali di funzionamento dei circuiti elettronici analogici e digitali per il processamento di segnale. Conosce le tecniche di analisi di circuiti complessi digitali e analogici. Capacità di applicare conoscenze: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di analizzare e progettare circuiti analogici e digital e per la generazione ed il condizionamento di segnali. Inoltre è in grado di analizzare il comportamento di circuiti elettronici sia analogici che digitali, con riferimento alla letteratura. Autonomia di giudizio: per il superamento dell'esame lo studente deve rispondere autonomamente a domande teoriche, analitiche e progettuali a risposta libera ed è quindi portato a sviluppare autonomia di giudizio sulla completezza, la profondità e la correttezza delle risposte liberamente fornite. Abilità comunicative: è in grado di illustrare le motivazioni teoriche e tecniche che sono alla base delle proprietà di circuiti fondamentali analogici e digitali. Capacità di apprendimento: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere in autonomia altre caratteristiche di base dell'elettronica circuitale moderna e di applicare le stesse configurazioni circuitali a nuovi dispositivi. L'esame di accertamento consiste in una prova scritta e orale, volte ad accertare la comprensione dei metodi teorici per l’analisi e la sintesi di circuiti elettronici analogici e digitali, voto massimo 30/30. Ai fine del superamento dell’esame con votazione minima di 18/30 è necessario che le conoscenze/competenze della materia siano almeno ad un livello elementare. È attribuito un voto compreso fra 20/30 e 24/30 quando lo studente sia in grado di rispondere correttamente ai quesiti applicativi, ma possegga competenze elementari nella parte teorica. È attribuito un voto compreso fra 25/30 e 30/30 quando lo studente dimostri buone competenze nella parte teorica e applicativa. Agli studenti che abbiano acquisito competenze eccellenti può essere attribuita la lode. |
| Programma | Retroazione: Richiami. Retroazione negativa e positiva. Tipologie di base degli amplificatori retroazionati e loro analisi. Esempi di circuiti elettronici pratici retroazionati. Generazione ed elaborazione di forme d’onda: Generalità. Oscillatori sinusoidali a singolo transistor. Multivibratori: bistabili, monostabili e astabili. Rettificatori di precisione. Compressione logaritmica. Applicazioni degli amplificatori operazionali: Filtri attivi, Filtro passa basso, Filtro passa alto, Filtro passa-banda. Circuiti a condensatori commutati: Integratore a condensatori commutati, Integratore non invertente, Filtri a capacità commutate. Convertitori D/A: a rete resistiva binaria, a rete resistiva R-2R. Convertitori A/D: a controreazione, a doppia rampa, flash. Stadi di Uscita: Stadio di uscita in Classe A, Rendimento degli amplificatori in classe A, Stadio di uscita in classe B, Amplificatori in classe AB, Stadi di uscita in classe AB per amplificatori operazionali. |
| Testi docente | A. Sedra, K. C. Smith, “Circuiti per la Microelettronica”, Oxford University Press, New York (USA). Edizione Italiana a cura di Aldo Ferrari, distribuito da Edizioni Ingegneria 2000, Roma. R. C. Jaeger, “Microelettronica”, ed. McGraw Hill Italia. Appunti e slides delle lezioni. |
| Erogazione tradizionale | Sì |
| Erogazione a distanza | Sì |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | Sì |
| Valutazione prova orale | Sì |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | No |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
| Docente | FORTUNATO PEZZIMENTI |
| Obiettivi | Il corso di Microelettronica riguarda l’approfondimento dello studio dei circuiti elettronici per l’elaborazione del segnale analogico e digitale. In particolare, lo studente acquisirà la conoscenza della tecnologia CMOS e i passi fondamentali del processo di fabbricazione. Inoltre lo studente acquisirà le tecniche per la generazione di segnali sinusoidali e per il trattamento di segnali analogici utilizzando circuiti di condizionamento e filtri attivi. Conoscenze sugli stadi di potenza e sui principali circuiti per la conversione analogico-digitale completano la questa parte del corso. Conoscenza e comprensione: a seguito del superamento dell’esame, lo studente conosce i principi fondamentali di funzionamento dei circuiti elettronici analogici e digitali per il processamento di segnale. Conosce le tecniche di analisi di circuiti complessi digitali e analogici. Capacità di applicare conoscenze: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di analizzare e progettare circuiti analogici e digital e per la generazione ed il condizionamento di segnali. Inoltre è in grado di analizzare il comportamento di circuiti elettronici sia analogici che digitali, con riferimento alla letteratura. Autonomia di giudizio: per il superamento dell'esame lo studente deve rispondere autonomamente a domande teoriche, analitiche e progettuali a risposta libera ed è quindi portato a sviluppare autonomia di giudizio sulla completezza, la profondità e la correttezza delle risposte liberamente fornite. Abilità comunicative: è in grado di illustrare le motivazioni teoriche e tecniche che sono alla base delle proprietà di circuiti fondamentali analogici e digitali. Capacità di apprendimento: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere in autonomia altre caratteristiche di base dell'elettronica circuitale moderna e di applicare le stesse configurazioni circuitali a nuovi dispositivi. L'esame di accertamento consiste in una prova scritta e orale, volte ad accertare la comprensione dei metodi teorici per l’analisi e la sintesi di circuiti elettronici analogici e digitali, voto massimo 30/30. Ai fine del superamento dell’esame con votazione minima di 18/30 è necessario che le conoscenze/competenze della materia siano almeno ad un livello elementare. È attribuito un voto compreso fra 20/30 e 24/30 quando lo studente sia in grado di rispondere correttamente ai quesiti applicativi, ma possegga competenze elementari nella parte teorica. È attribuito un voto compreso fra 25/30 e 30/30 quando lo studente dimostri buone competenze nella parte teorica e applicativa. Agli studenti che abbiano acquisito competenze eccellenti può essere attribuita la lode. |
| Programma | Circuiti integrati in tecnologia CMOS: passi del processo di fabbricazione, regole di progetto, dal layout alla fabbricazione, package. Technology Scaling. Interconnessioni: resistenza, capacità e induttanza dei collegamenti su chip, impatto delle interconnessioni sulle prestazioni, modello a parametri concentrati, formula di Elmore, interconnessione come linea di trasmissione, cross-talk, impatto del cross-talk sulle prestazioni, dielettrici a bassa costante dielettrica. Utilizzo dei buffer per alti carichi capacitivi. Interconnessioni verso l'esterno: bonding pad, protezione contro le scariche elettrostatiche, packaging. Power routing e distribuzione delle cadute di potenziale, elettromigrazione, capacità di disaccoppiamento. Layout di circuiti integrati: metodologia full-custom e semicustom. Implementazioni Cells-based e Array-based. Sistemi riconfigurabili. Architettura FPGA. Semicustom design-flow. Layout di semplici elementi logici. Timing issues in digital IC: clock skew, clock jitter, clock constraints, tecniche di distribuzione del clock, circuiti selftimed, end-completion detection, hand-shaking protocol, synchronizers, arbiters, PLL, DLL. |
| Testi docente | J. M. Rabaey, A. Chandrakasan, B. Nikolic, "Digital integrated circuits: a design perspective",second edition, ed. Prentice Hall. A. Sedra, K. C. Smith, “Circuiti per la Microelettronica”, Oxford University Press, New York (USA). R. C. Jaeger, “Microelettronica”, ed. McGraw-Hill Italia. Dispense a cura del docente. |
| Erogazione tradizionale | Sì |
| Erogazione a distanza | No |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | Sì |
| Valutazione prova orale | Sì |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | No |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
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