Programma della materia

Testi consigliati

Dispense sui MOSFET di Sandro Petrizzelli

Relazioni di laboratorio in formato Word di Carlo Diomede

Programma di Elettronica Applicata
Anno accademico 1998-99

1. Introduzione allo studio delle reti resistive non lineari
Elementi circuitali lineari e non lineari. Caratteristica tensione-corrente di un elemento circuitale. Equivalente di Miller. Retta di carico. Determinazione del punto operativo. Caratteristiche "driving point" e di trasferimento. Teoremi fondamentali delle reti resistive. Analisi grafica di circuiti non lineari. Metodi numerici.

2. Caratteristica statica di circuiti con elementi a due terminali
Caratteristiche di diodi a giunzione, canale di un FET. Caratteristiche lineari a pezzi. Circuiti limitatori. Regolatori di tensione con diodi a breakdown. Modello incrementale statico del diodo a giunzione pn.
Raddrizzatori a semplice e a doppia semionda. Comportamento dinamico di circuiti raddrizzatori. Fattore di rumore. Alimentatori.

3. Caratteristiche statiche di circuiti con elementi a 3 terminali
Caratteristiche di JFET, MOSFET e BJT. Transconduttanza. Retta di carico statica. Determinazione del punto operativo. Caratteristiche ingresso-uscita di circuiti con elementi a tre terminali. Modelli incrementali. Massimo guadagno di tensione a vuoto e di corrente in cortocircuito.

4. Polarizzazione e stabilità termica
Circuiti di polarizzazione per BJT e FET a singola e doppia alimentazione. Specchi di corrente. Generatori di Widlar, di Wilson e cascode.

5. Amplificatori lineari elementari
Analisi del comportamento per piccoli segnali di una rete resistiva contenente transistori. Configurazione invertente. Inseguitore di tensione o trasformatore di impedenza. Inseguitore di corrente. Determinazione delle impedenze di ingresso, di uscita, del guadagno di tensione, di corrente e di potenza. Amplificatore a doppio carico. Dipendenza delle prestazioni dalle resistenze di carico e di sorgente.

6. Amplificatori lineari pluristadio
Amplificatori a più stadi in cascata. Connessione Darlington. Connessione cascode. Transistori con emettitori (o source) accoppiati, a singolo o a doppio ingresso. Connessione collettore comune - base comune. Amplificatore differenziale. Caratteristica ingresso-uscita in tensione. Analisi per piccoli segnali. Rapporto di reiezione di modo comune (CMRR). Stadio differenziale con carico attivo.

7. Stadi di uscita
Le configurazioni a BJT CE e CC come stadi di uscita. Considerazioni sulla potenza massima erogabile al carico. Classificazione degli amplificatori. Distorsione armonica. Amplificatori in controfase in classe A,B,AB. Calcolo dell'efficienza. Superopamp.

8. Amplificatori reazionati
Concetto di reazione. Caratteristiche generali degli amplificatori reazionati. Reazione parallelo-parallelo, parallelo-serie, serie-parallelo e serie-serie. Effetti sulle impedenze di ingresso e di uscita. Effetti di carico della reazione. Effetti della non unilateralità della rete di reazione. Calcolo diretto del guadagno d'anello. Approccio di Rosenstark allo studio degli amplificatori reazionati. Guadagno asintotco e guadagno della rete morta. Formula di Blackman per le impedenze.

9. Amplificatori operazionali
Caratteristiche ideali e non ideali. Struttura interna del uA-741. Prestazioni: offset, guadagno, CMRR. Circuiti resistivi impieganti amplificatori operazionali. Applicazioni lineari e non lineari.

10. Comportamento dinamico dei circuiti a transistori
Modelli di transistori in alta frequenza. Frequenza di transizione di un transistor. Retta di carico dinamica. Amplificatori ad accoppiamento RC.
Comportamento in frequenza di reti RC attive. Risposta al gradino e in frequenza degli amplificatori lineari. Analisi con il metodo delle ammettenze nodali. Relazioni tra le frequenze naturali della rete e le frequenze di taglio. Metodo delle costanti di tempo a circuito aperto (in corto circuito) per la valutazione approssimata della frequenza di taglio superiore (inferiore). Esempi

11. Stabilità degli amplificatori reazionati
Analisi in frequenza degli amplificatori reazionati. Stabilità di una rete elettrica. Analisi con il luogo delle radici. Rappresentazione delle funzioni di trasferimento. Rappresentazione di Bode e di Nyquist. Criterio per una risposta accettabile.

12. Metodi di compensazione
Principio di compensazione. Compensazione con polo dominante, con polo e zero, con anticipo di fase. Scelta ottimale dei parametri della rete compensatrice.
Slew rate, settling time e banda di potenza di un OPAMP.

13. Oscillatori lineari e non lineari
Oscillatore a sfasamento, a circuito risonante, a tre punti. Impiego di risonatori piezoelettrici. Oscillatore a ponte di Wien. Oscillatori non sinusoidali. Oscillatore a rilassamento. Cenni sui multivibratori.
 

Testi consigliati
P.E. Gray, R.G. Meyer - Circuiti Integrati Analogici - Ed. Mc Graw Hill Book Co 1994
J. Millman, A. grabel - Microelectronics - Ed. Mc Graw Hill Book Co 1987
F. Corsi - La reazione negli stadi amplificatori elementari- Ed. Biblios.  Bari 1997
Sedra, Smith - Microelectronic Circuits - Saunders College Publising
Lacaita - Circuiti elettronici - Edizione Città Studi  Milano

Nozioni propedeutiche: Elettrotecnica - Dispositivi elettronici