Ingegneria Elettronica | ELETTRONICA DEI SISTEMI ANALOGICI E DI POTENZA

cod. 0622400026

ELETTRONICA DEI SISTEMI ANALOGICI E DI POTENZA

	0622400026
	DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
	CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
	INGEGNERIA ELETTRONICA
	2014/2015

PERCORSO COMUNE

	OBBLIGATORIO
	ANNO CORSO 1
	ANNO ORDINAMENTO 2012
	PRIMO SEMESTRE

MODULI

	SSD	CFU	ORE	ATTIVITÀ	TIPO DI ATTIVITÁ FORMATIVA
	ING-INF/01	9	90	LEZIONE	CARATTERIZZANTE

	Obiettivi
	IL CORSO MIRA A FORNIRE GLI STRUMENTI PER L’ANALISI ED IL DIMENSIONAMENTO DI CIRCUITI IMPIEGATI PER LA GENERAZIONE ED ELABORAZIONE DEI SEGNALI ANALOGICI. VIENE STUDIATA L’ELETTRONICA DI FRONT-END PER LA RICEZIONE DI SEGNALI RADIO, LE DIVERSE TECNICHE DI FILTRAGGIO, GLI AMPLIFICATORI A BASSO RUMORE E LO STADIO FINALE DI POTENZA. QUEST’ULTIMA PARTE SI CONCLUDE CON L’ESAMINA DEI PRINCIPALI DISPOSITIVI ELETTRONICI CHE TROVANO IMPIEGO NELL’ELETTRONICA DI POTENZA E DELLE CARATTERISTICHE DI FUNZIONAMENTO. LE ESERCITAZIONI CONSISTONO NELLO SVOLGIMENTO DI ESERCIZI NUMERICI E ATTIVITÀ PRATICHE DI LABORATORIO SULLE DIVERSE PARTI DEL PROGRAMMA, FACENDO RICORSO ANCHE ALL’IMPIEGO DI TOOLS SOFTWARE PER L’ANALISI CIRCUITALE. AL TERMINE DEL CORSO LO STUDENTE DOVRÀ DIMOSTRARE DI AVER RAGGIUNTO I SEGUENTI OBIETTIVI. • CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE (KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING). LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI COMPRENDERE IL FUNZIONAMENTO DELL’ELETTRONICA IMPIEGATA PER LA GENERAZIONE (MIXER, OSCILLATORI, DIVISORI DI FREQUENZA, MODULATORI), LA RICEZIONE (FILTRI LC, FILTRI SC, PLL, AMPLIFICATORI A BASSO RUMORE) E TRASMISSIONE (AMPLIFICATORI DI POTENZA) DI SEGNALI A RADIOFREQUENZA. SARÀ IN GRADO DI IMPIEGARE METODI MATEMATICI AVANZATI PER IL PROGETTO DI FILTRI A CAPACITÀ COMMUTATE (SC), DI COMPRENDERE IL FUNZIONAMENTO DEI PRINCIPALI DISPOSITIVI ELETTRONICI DI POTENZA, ANCHE INNOVATIVI, ED INQUADRARE TALI CONOSCENZE IN UN CONTESTO INGEGNERISTICO PIÙ AMPIO. • CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE (APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING). LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI IDENTIFICARE, DIMENSIONARE E RISOLVERE: - L’ARCHITETTURA DI UN CIRCUITO RICEVITORE PER COLLEGAMENTI RADIO; - LE CARATTERISTICHE DI STABILITÀ E DI RUMORE DEI CIRCUITI ELETTRONICI; - CIRCUITI PER LA MODULAZIONE, DEMODULAZIONE E FILTRAGGIO DEI SEGNALI; -CIRCUITI AMPLIFICATORI E DISPOSITIVI ELETTRONICI DI POTENZA. • AUTONOMIA DI GIUDIZIO (MAKING JUDGEMENTS). SARÀ IN GRADO DI: - INDIVIDUARE DISPOSITIVI, ARCHITETTURE E METODOLOGIE PER LA SINTESI DI CIRCUITI ANALOGICI DI ELEVATA COMPLESSITÀ E VALUTARE L’EFFETTO DELLE DIVERSE SOLUZIONI SULLE PRESTAZIONI; - INDIVIDUARE LE PRESTAZIONI DEI DISPOSITIVI UTILIZZANDO DATASHEET E DOCUMENTAZIONE TECNICA; - INDIVIDUARE I METODI PIÙ APPROPRIATI PER L’ANALISI E SINTESI DI CIRCUITI; - TENERE CONTO DEI LIMITI DI SICUREZZA DEI DISPOSITIVI SUGGERITI DAL COSTRUTTORE; - ASSEMBLARE CIRCUITI INTEGRATI COMPLESSI E CARATTERIZZARNE LE PRESTAZIONI CON METODI ANALITICI E SPERIMENTALI. • ABILITÀ COMUNICATIVE (COMMUNICATION SKILLS). I CONTENUTI TECNICI DEL CORSO RICHIEDONO NECESSARIAMENTE L’ACQUISIZIONE DA PARTE DELLO STUDENTE DI UN LINGUAGGIO TECNICO NELLA ESPOSIZIONE SCRITTA ED ORALE, LA CUI PADRONANZA È ELEMENTO FORTEMENTE DISCRIMINATORIO PER IL SUPERAMENTO DELLA PROVA. PER LA NECESSITÀ DI SVOLGERE LE ATTIVITÀ DI LABORATORIO CON UNA ORGANIZZAZIONE A GRUPPI DI 3-4 STUDENTI, LO STUDENTE FARÀ ESPERIENZA DI LAVORO DI GRUPPO E SI ESERCITERÀ A COMUNICARE CON UN APPOSITO LINGUAGGIO TECNICO. • CAPACITÀ DI APPRENDERE (LEARNING SKILLS. PER L’ESIGENZA, PERSEGUITA DAL CORSO, DI TRASMETTERE ALL’ALLIEVO UNA CAPACITÀ DI ANALIZZARE GLI EFFETTI DELLA CRESCENTE INTEGRAZIONE DEI DISPOSITIVI SULLE PRESTAZIONI CIRCUITALI, EGLI AVRÀ CONSAPEVOLEZZA DELLA CONTINUA EVOLUZIONE DELL''''ELETTRONICA E DELLA NECESSITÀ DI UN APPRENDIMENTO AUTONOMO CONTINUO.

IL CORSO MIRA A FORNIRE GLI STRUMENTI PER L’ANALISI ED IL DIMENSIONAMENTO DI CIRCUITI IMPIEGATI PER LA GENERAZIONE ED ELABORAZIONE DEI SEGNALI ANALOGICI. VIENE STUDIATA L’ELETTRONICA DI FRONT-END PER LA RICEZIONE DI SEGNALI RADIO, LE DIVERSE TECNICHE DI FILTRAGGIO, GLI AMPLIFICATORI A BASSO RUMORE E LO STADIO FINALE DI POTENZA. QUEST’ULTIMA PARTE SI CONCLUDE CON L’ESAMINA DEI PRINCIPALI DISPOSITIVI ELETTRONICI CHE TROVANO IMPIEGO NELL’ELETTRONICA DI POTENZA E DELLE CARATTERISTICHE DI FUNZIONAMENTO. LE ESERCITAZIONI CONSISTONO NELLO SVOLGIMENTO DI ESERCIZI NUMERICI E ATTIVITÀ PRATICHE DI LABORATORIO SULLE DIVERSE PARTI DEL PROGRAMMA, FACENDO RICORSO ANCHE ALL’IMPIEGO DI TOOLS SOFTWARE PER L’ANALISI CIRCUITALE.

AL TERMINE DEL CORSO LO STUDENTE DOVRÀ DIMOSTRARE DI AVER RAGGIUNTO I SEGUENTI OBIETTIVI.

• CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE (KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING).

LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI COMPRENDERE IL FUNZIONAMENTO DELL’ELETTRONICA IMPIEGATA PER LA GENERAZIONE (MIXER, OSCILLATORI, DIVISORI DI FREQUENZA, MODULATORI), LA RICEZIONE (FILTRI LC, FILTRI SC, PLL, AMPLIFICATORI A BASSO RUMORE) E TRASMISSIONE (AMPLIFICATORI DI POTENZA) DI SEGNALI A RADIOFREQUENZA. SARÀ IN GRADO DI IMPIEGARE METODI MATEMATICI AVANZATI PER IL PROGETTO DI FILTRI A CAPACITÀ COMMUTATE (SC), DI COMPRENDERE IL FUNZIONAMENTO DEI PRINCIPALI DISPOSITIVI ELETTRONICI DI POTENZA, ANCHE INNOVATIVI, ED INQUADRARE TALI CONOSCENZE IN UN CONTESTO INGEGNERISTICO PIÙ AMPIO.

• CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE (APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING).

LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI IDENTIFICARE, DIMENSIONARE E RISOLVERE:
- L’ARCHITETTURA DI UN CIRCUITO RICEVITORE PER COLLEGAMENTI RADIO;
- LE CARATTERISTICHE DI STABILITÀ E DI RUMORE DEI CIRCUITI ELETTRONICI;
- CIRCUITI PER LA MODULAZIONE, DEMODULAZIONE E FILTRAGGIO DEI SEGNALI;
-CIRCUITI AMPLIFICATORI E DISPOSITIVI ELETTRONICI DI POTENZA.

• AUTONOMIA DI GIUDIZIO (MAKING JUDGEMENTS).

SARÀ IN GRADO DI:
- INDIVIDUARE DISPOSITIVI, ARCHITETTURE E METODOLOGIE PER LA SINTESI DI CIRCUITI ANALOGICI DI ELEVATA COMPLESSITÀ E VALUTARE L’EFFETTO DELLE DIVERSE SOLUZIONI SULLE PRESTAZIONI;
- INDIVIDUARE LE PRESTAZIONI DEI DISPOSITIVI UTILIZZANDO DATASHEET E DOCUMENTAZIONE TECNICA;
- INDIVIDUARE I METODI PIÙ APPROPRIATI PER L’ANALISI E SINTESI DI CIRCUITI;
- TENERE CONTO DEI LIMITI DI SICUREZZA DEI DISPOSITIVI SUGGERITI DAL COSTRUTTORE;
- ASSEMBLARE CIRCUITI INTEGRATI COMPLESSI E CARATTERIZZARNE LE PRESTAZIONI CON METODI ANALITICI E SPERIMENTALI.

• ABILITÀ COMUNICATIVE (COMMUNICATION SKILLS).

I CONTENUTI TECNICI DEL CORSO RICHIEDONO NECESSARIAMENTE L’ACQUISIZIONE DA PARTE DELLO STUDENTE DI UN LINGUAGGIO TECNICO NELLA ESPOSIZIONE SCRITTA ED ORALE, LA CUI PADRONANZA È ELEMENTO FORTEMENTE DISCRIMINATORIO PER IL SUPERAMENTO DELLA PROVA. PER LA NECESSITÀ DI SVOLGERE LE ATTIVITÀ DI LABORATORIO CON UNA ORGANIZZAZIONE A GRUPPI DI 3-4 STUDENTI, LO STUDENTE FARÀ ESPERIENZA DI LAVORO DI GRUPPO E SI ESERCITERÀ A COMUNICARE CON UN APPOSITO LINGUAGGIO TECNICO.

• CAPACITÀ DI APPRENDERE (LEARNING SKILLS.

PER L’ESIGENZA, PERSEGUITA DAL CORSO, DI TRASMETTERE ALL’ALLIEVO UNA CAPACITÀ DI ANALIZZARE GLI EFFETTI DELLA CRESCENTE INTEGRAZIONE DEI DISPOSITIVI SULLE PRESTAZIONI CIRCUITALI, EGLI AVRÀ CONSAPEVOLEZZA DELLA CONTINUA EVOLUZIONE DELL''''ELETTRONICA E DELLA NECESSITÀ DI UN APPRENDIMENTO AUTONOMO CONTINUO.

	Prerequisiti
	PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI SI RICHIEDE CHE LO STUDENTE SIA IN POSSESSO: - DEI FONDAMENTI DI ELETTRONICA ANALOGICA INTEGRATA; - DELLE TECNICHE DI MODULAZIONE ANALOGICA E DIGITALE; - DELLA TRASFORMATA DI LAPLACE; - DEI METODI DI ANALISI DELLA STABILITÀ (LUOGO DELLE RADICI, NYQUIST);

	Contenuti
	- CARATTERISTICHE DI RUMORE: SORGENTI DI RUMORE NEI DISPOSITIVI; FIGURA DI RUMORE DEI CIRCUITI; - CIRCUITI A RADIOFREQUENZA: MIXER, OSCILLATORI LC, OSCILLATORI AD ANELLO, GENERATORI DI SEGNALI ARBITRARI, FILTRI RLC, FILTRI A CAPACITÀ COMMUTATE, PLL, VCO, COMPARATORI, CIRCUITI A/D E D/A, TIMERS, VCO, CHARGE PUMP, SENSORI HALL, CIRCUITI PROGRAMMABILI, LNA - AMPLIFICATORI DI POTENZA INTEGRATI: EFFICIENZA, DISTORSIONE E CLASSI DI FUNZIONAMENTO; AMPLIFICATORI DI POTENZA; DISPOSITIVI DI POTENZA: CARATTERISTICHE E LIMITI DI FUNZIONAMENTO (EFFETTI DI ALTO CAMPO, SOA, EFFETTI TERMICI) DI DIODI, BJT, JFET, MOSFET E IGBT, REALIZZATI IN SILICIO ED ALTRI SEMICONDUTTORI

Contenuti

- CARATTERISTICHE DI RUMORE: SORGENTI DI RUMORE NEI DISPOSITIVI; FIGURA DI RUMORE DEI CIRCUITI;

- CIRCUITI A RADIOFREQUENZA: MIXER, OSCILLATORI LC, OSCILLATORI AD ANELLO, GENERATORI DI SEGNALI ARBITRARI, FILTRI RLC, FILTRI A CAPACITÀ COMMUTATE, PLL, VCO, COMPARATORI, CIRCUITI A/D E D/A, TIMERS, VCO, CHARGE PUMP, SENSORI HALL, CIRCUITI PROGRAMMABILI, LNA

- AMPLIFICATORI DI POTENZA INTEGRATI: EFFICIENZA, DISTORSIONE E CLASSI DI FUNZIONAMENTO; AMPLIFICATORI DI POTENZA;

DISPOSITIVI DI POTENZA: CARATTERISTICHE E LIMITI DI FUNZIONAMENTO (EFFETTI DI ALTO CAMPO, SOA, EFFETTI TERMICI) DI DIODI, BJT, JFET, MOSFET E IGBT, REALIZZATI IN SILICIO ED ALTRI SEMICONDUTTORI

	Metodi Didattici
	L’INSEGNAMENTO SI COMPONE DI LEZIONI TEORICHE, ESERCITAZIONI IN AULA ED ESERCITAZIONI PRATICHE DI LABORATORIO. NELLE ORE DI ESERCITAZIONE IN AULA GLI STUDENTI SARANNO CHIAMATI A SVOLGERE DEGLI ESERCIZI NUMERICI SU ARGOMENTI DEL CORSO, MENTRE LE ATTIVITÀ DI LABORATORIO SARANNO FINALIZZATE AL DIMENSIONAMENTO, MONTAGGIO E CARATTERIZZAZIONE DI UN CIRCUITO CON PRESTAZIONI ASSEGNATE E SARANNO SVOLTE ORGANIZZANDO IN GRUPPI DI STUDENTI IN MODO DA RAFFORZARE LE CAPACITÀ DI LAVORARE IN TEAM.

Metodi Didattici

L’INSEGNAMENTO SI COMPONE DI LEZIONI TEORICHE, ESERCITAZIONI IN AULA ED ESERCITAZIONI PRATICHE DI LABORATORIO.
NELLE ORE DI ESERCITAZIONE IN AULA GLI STUDENTI SARANNO CHIAMATI A SVOLGERE DEGLI ESERCIZI NUMERICI SU ARGOMENTI DEL CORSO, MENTRE LE ATTIVITÀ DI LABORATORIO SARANNO FINALIZZATE AL DIMENSIONAMENTO, MONTAGGIO E CARATTERIZZAZIONE DI UN CIRCUITO CON PRESTAZIONI ASSEGNATE E SARANNO SVOLTE ORGANIZZANDO IN GRUPPI DI STUDENTI IN MODO DA RAFFORZARE LE CAPACITÀ DI LAVORARE IN TEAM.

	Verifica dell'apprendimento
	The achievement of the objectives will be assessed through a written test and an oral interview, both aimed to judge the degree of knowledge of subjects, the ability to apply, the critical spirit shown by the student when dealing with the electronic circuits analysis and, finally, the clarity of exposure. To pass the written exam, the student must demonstrate to have understood the main concepts presented in the course and be able to apply the methods of analysis, by agreeing to quantitative solutions. The evaluation of the script, which will take into account both the accuracy of the analysis and the exhibition quality, will cover the categories "good, fair and sufficient", which allow the student to access the oral test, while the "wholly inadequate" category will prevent the admission, thus returning the “the written test” with the notations of deficiencies manifested. For a better graduation of judgment on written tests that are on the borderline of "sufficiency", the "insufficient" category can be used which grants a "conditional" admission. In this case, the maximum score achievable is limited to 20/30. The results of the written tests, with an indication of the admission category, will be published in the ESSE3 section of teaching, by including the time and the classroom for conducting the oral exam. On that occasion, the Commission can return to all students copy of the written paper, with marked errors and some solution suggestions. The oral exam will assess a) the maturity on the arguments b) the quality of oral presentation c) the critical spirit with which the student deals with topics d) the judgment and) the accuracy of scientific language. The final vote, out of thirty, will account for the degree of achievement of the previous requirement and for possible restrictions resulting from written test. Praise would occur in the case of written test assessed at least decent and oral examination whic fully satisfies the previous criteria.

Verifica dell'apprendimento

The achievement of the objectives will be assessed through a written test and an oral interview, both aimed to judge the degree of knowledge of subjects, the ability to apply, the critical spirit shown by the student when dealing with the electronic circuits analysis and, finally, the clarity of exposure. To pass the written exam, the student must demonstrate to have understood the main concepts presented in the course and be able to apply the methods of analysis, by agreeing to quantitative solutions. The evaluation of the script, which will take into account both the accuracy of the analysis and the exhibition quality, will cover the categories "good, fair and sufficient", which allow the student to access the oral test, while the "wholly inadequate" category will prevent the admission, thus returning the “the written test” with the notations of deficiencies manifested. For a better graduation of judgment on written tests that are on the borderline of "sufficiency", the "insufficient" category can be used which grants a "conditional" admission. In this case, the maximum score achievable is limited to 20/30. The results of the written tests, with an indication of the admission category, will be published in the ESSE3 section of teaching, by including the time and the classroom for conducting the oral exam. On that occasion, the Commission can return to all students copy of the written paper, with marked errors and some solution suggestions.
The oral exam will assess a) the maturity on the arguments b) the quality of oral presentation c) the critical spirit with which the student deals with topics d) the judgment and) the accuracy of scientific language. The final vote, out of thirty, will account for the degree of achievement of the previous requirement and for possible restrictions resulting from written test. Praise would occur in the case of written test assessed at least decent and oral examination whic fully satisfies the previous criteria.

	Testi
	- BEHZAD RAZAVI “RF MICROELECTRONICS” – 2° EDITION, PEARSON, 2011 - M. RASHID “POWER ELECTRONICS” PRENTICE HALL, 2003 - ADEL S. SEDRA AND KENNETH C. SMITH “MICROELECTRONICS CIRCUITS” OXFORD UNIVERSITY PRESS, 2004 - DISPENSE DISTRIBUITE A CURA DEL DOCENTE - B. JAYANT BALIGA “FUNDAMENTAL OF POWER SEMICONDUCTOR DEVICES” SPRINGER, 2008.

BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2016-09-30]