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LABORATORIO DI FISICA III

Giovanni CARAPELLA LABORATORIO DI FISICA III

0512600016
DIPARTIMENTO DI FISICA "E.R. CAIANIELLO"
CORSO DI LAUREA
FISICA
2019/2020

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 3
ANNO ORDINAMENTO 2017
ANNUALE
CFUOREATTIVITÀ
540LEZIONE
784LABORATORIO
ANTONIO DI BARTOLOMEO T Curriculum
GIOVANNI CARAPELLA Curriculum
Obiettivi
IL CORSO È DIVISO IN DUE MODULI E FORNISCE CONOSCENZE E CAPACITÀ TEORICO-PRATICHE NEL SETTORE DELL'ELETTRONICA ANALOGICA (MODULO 1) E DIGITALE (MODULO 2). FORNISCE UNA INTRODUZIONE ALLA FISICA DEI DISPOSITIVI A SEMICONDUTTORE (DIODI E TRANSISTOR) E INSEGNA A USARE LA STRUMENTAZIONE ELETTRONICA DI LABORATORIO PER LA REALIZZAZIONE E CARATTERIZZAZIONE DI SEMPLICI CIRCUITI ATTIVI. LA PRROGETTAZIONE DI CIRCUITI VIENE EFFETTUATA ANCHE ATTRAVERSO L’USO DI SOFTWARE DI SIMULAZIONE (PSPICE).
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
IL CORSO HA L'OBIETTIVO DI FORNIRE AGLI STUDENTI CONOSCENZE TEORICO-PRATICHE RELATIVE ALL'ELETTRONICA ANALOGICA E DIGITALE, DAL PUNTO DI VISTA DELLA FISICA DEI DISPOSITIVI E DA QUELLO DELLE APPLICAZIONI TECNOLOGICHE; SVILUPPA L’ABILITA’ A PROGETTARE E REALIZZARE CIRCUITI PER APPLICAZIONI SPECIFICHE ED IN PARTICOLARE PER L’AQUISIZIONE E L’ELABORAZIONE DI SEGNALI DA SENSORI O APPARATI DI MISURA PIU’ COMPLESSI. IL CORSO SI BASA SULLE COMPETENZE ACQUISITE NEI CORSI PRECEDENTI, IN SPECIAL MODO DI ELETTROMAGNETISMO E DI TEORIA DEI CIRCUITI.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
GLI STUDENTI ACQUISIRANNO FAMILIARITA’ CON IL FUNZIONAMENTO E L’USO DI DIODI, TRANSISTOR, AMPLIFICATORI OPERAZIONALI E DIVERSI CIRCUITI LOGICI. GLI STUDENTI SARANNO IN GRADO DI PROGETTARE E REALIZZARE SEMPLICI CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI E DIGITALI ED UTILIZZARE STRUMENTAZIONE AVANZATA PER LA MISURA DI GRANDEZZE ELETTRICHE; SARANNO INOLTRE IN GRADO DI CAPIRE LA LETTERATURA SPECIFICA DEL SETTORE.
Prerequisiti
CONOSCENZA ADEGUATA DI FISICA GENERALE E IN PARTICOLARE DEI CIRCUITI ELETTRICI.
Contenuti
IL CORSO È DIVISO IN DUE MODULI: (1) ELETTRONICA ANALOGICA E (2) ELETTRONICA DIGITALE

MODULO 1
LEZIONI FRONTALI (16 ORE):
- LINEE DI TRASMISSIONE (2H): ONDE ELETTROMAGNETICHE, VELOCITÀ DI PROPAGAZIONE, IMPEDENZA, ADATTAMENTO DEL CARICO, COEFFICIENTE DI RIFLESSIONE.
- INTRODUZIONE AI SEMICONDUTTORI (4H): CONDUZIONE ELETTRICA. CONDUTTORI, ISOLANTI E SEMICONDUTTORI. BANDE DI ENERGIA NEI SOLIDI. GAP DI ENERGIA. ELETTRONI E LACUNE. CARATTERISTICHE ELETTRICHE DEI SEMICONDUTTORI.
- GIUNZIONE PN (2H): MODELLO DI TRASPORTO. CARATTERISTICHE CORRENTE TENSIONE. TIPI DI DIODI: RADDRIZZATORI, LED, FOTODIODO, CELLA SOLARE.
- TRANSISTOR A GIUNZIONE (2H): MODELLO DI TRASPORTO. CARATTERISTICHE CORRENTE TENSIONE, AMPLIFICATORE CON BJT.
- MOSFET (2H): MODELLO DI TRASPORTO. CARATTERISTICHE CORRENTE TENSIONE, AMPLIFICATORE CON MOSFET.
- AMPLIFICATORI OPERAZIONALI (2H): MODELLO IDEALE, CIRCUITI CON AMPLIFICATORI OPERAZIONALI, AMPLIFICATORI REALI, BANDA PASSANTE, OFFSET.
- CONVERTITORI A/D E D/A (2H): CARATTERISTICHE GENERALI DEI CONVERTITORI DIGITALE-ANALOGICO E ANALOGICO-DIGITALE. PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO E CIRCUITI PRINCIPALI DEI CONVERTITORI A/D E D/A.

ESERCITAZIONI DI LABORATORIO (48 ORE):
- VELOCITÀ DI PROPAGAZIONE, IMPEDENZA E RIFLESSIONE DI UNA LINEA DI TRASMISSIONE COASSIALE (4H).
- DIODI AL SILICIO, DIODI LED, CELLE SOLARI (4H).
- DIODI IN CIRCUITI RADDRIZZATORI, LIMITATORI E DI AGGANCIO (4H).
- BARRIERA DI UN DIODO SCHOTTKY (4H).
- CARATTERISTICHE CORRENTE-TENSIONE DI TRANSISTOR BIPOLARI 4H)
- TRANSISTOR BIPOLARI IN CIRCUITI AMPLIFICATORI (4H).
- CARATTERISTICHE CORRENTE-TENSIONE E CAPACITA’-TENSIONE IN TRANSISTOR AD EFFETTO DI CAMPO (4H).
- MOSFET IN CIRCUITI AMPLIFICATORI (4H).
- SPECCHI DI CORRENTE (4H).
- GUADAGNO, RISPOSTA IN FREQUENZA E SLEW RATE DI UN AMPLIFICATORE OPERAZIONALE (4H).
- CIRCUITI CON OPERAZIONALI RETROAZIONATI (4H).
- CIRCUITI OSCILLATORI CON OPERAZIONALI E RETI RC (4H)

MODULO 2
LEZIONI FRONTALI (24 ORE):
- INTRODUZIONE A ELETTRONICA DIGITALE (2H): QUANTITÀ DIGITALI E ANALOGICHE; LIVELLI LOGICI; FORME D'ONDA; OPERAZIONI LOGICHE.
- SISTEMI DI NUMERAZIONE E CODICI (2H): NUMERI BINARI; ARITMETICA BINARIA; COMPLEMENTO AD 1 E A 2; CODICE BCD E GRAY.
- PORTE LOGICHE (2H): INVERTER, AND, OR, NAND, NOR, XOR E XNOR; LOGICA PROGRAMMABILE; LOGICHE FISSE.
- FAMIGLIE LOGICHE (2H): TECNOLOGIE, CARATTERISTICHE E PARAMETRI; CIRCUITI PMOS, NMOS, CMOS, TTL, ECL.
- ALGEBRA BOOLEANA E SEMPLIFICAZIONE LOGICA (4H): TEOREMI DI DEMORGAN; ESPRESSIONI BOOLEANE E TAVOLE DI VERITÀ; MAPPA DI KARNAUGH. INTRODUZIONE A MULTISIM; UNIVERSALITA’ DELLE PORTE NAND E NOR.
- LOGICA COMBINATORIA (2H): SOMMATORI; COMPARATORI; DECODIFICATORI, CODIFICATORI; MULTIPLATORI; DEMULTIPLATORI; GENERAZIONE/VERIFICA DI PARITÀ.
- LOGICA SEQUENZIALE (4H): MULTIVIBRATORI, MEMORIE, FLIP/FLOP; IL TIMER 555.
- CONTATORI E REGISTRI A SCORRIMENTO (2H): CONTATORI; DECODIFICA DEI CONTATORI, CLOCK DIGITALE; REGISTRI A SCORRIMENTO; REGISTRI A SCORRIMENTO BIDIREZIONALE.
- MEMORIA E STORAGE (2H): MEMORIE A SEMICONDUTTORI; RAM, ROM, PROM E EPROM; MEMORIE FLASH; MEMORIE MAGNETICHE E OTTICHE.
- LOGICHE PROGRAMMABILI (2H): INTRODUZIONE AL DSP, ALL’ ACQUISIZIONE AUTOMATICA DEI DATI E AL MICROCONTROLLORE.

ESERCITAZIONI DI LABORATORIO (36 ORE):
- REALIZZAZIONE DI UNA SONDA LOGICA (4H).
- CONVERSIONE BINARIO A BCD USANDO IL BCD/7-SEGMENT DISPLAY DECODER (4H).
- PORTE LOGICHE (4H).
- MISURA DELLE CARATTERISTICHE DICHIARATE NEI DATA SHEETS PER PORTE AND E INV (4H).
- ALGEBRA BOOLEANA; PORTE AND, INV, OR COSTRUITE CON PORTE NAND O NOR (4H).
- MULTIPLEXER COME DISPOSITIVO LOGICO PROGRAMMABILE (4H).
- ESPERIMENTI CON FLIP/FLOP E LM555 (4H).
- ESPERIMENTI CON CONTATORI (4H).
- PROGETTO CON MICROCONTROLLORE ARDUINO (4H).
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO È ORGANIZZATO NEL SEGUENTE MODO:
LEZIONI IN AULA SUGLI ARGOMENTI DEL CORSO
ESERCITAZIONI IN LABORATORIO PER LA REALIZZAZIONE DI VARIE ESPERIMENTI RELATIVI AGLI ARGOMENTI TRATTATI.
GLI STUDENTI SARANNO DIVISI IN GRUPPI (GENERALMENTE 3-4 STUDENTI PER GRUPPO).
AL TERMINE DELLE ESERCITAZIONI OGNI GRUPPO DEVE PRESENTARE UNA RELAZIONE SULLA ESPERIENZA REALIZZATA CHE DESCRIVE OBIETTIVI, METODOLOGIA E APPARATO SPERIMENTALE, DATI RACCOLTI E RELATIVA ANALISI.
Verifica dell'apprendimento
L'ESAME CONSISTE IN UNA PROVA ORALE NELLA QUALE:
VENGONO DISCUSSI GLI ARGOMENTI DELL’INSEGNAMENTO, PER VERIFICARE LA CAPACITÀ DI COMPRENDERE E COLLEGARE I VARI ARGOMENTI TRATTATI DURANTE LE LEZIONI;
VENGONO DISCUSSE LE RELAZIONI SULLE ESERCITAZIONI IN LABORATORIO, PER VERIFICARE LA COMPRENSIONE DELLE PROBLEMATICHE SPERIMENTALI E L'ACQUISITA CAPACITÀ DI REALIZZARE SEMPLICI ESPERIENZE, CHE COSTITUISCE L'OBIETTIVO FORMATIVO.

LA VALUTAZIONE TERRÀ CONTO DELL’EFFICACIA DELL’ESPOSIZIONE, DELLA COMPLETEZZA ED ESATTEZZA DELLE RISPOSTE, NONCHÉ DELLA CHIAREZZA NELLA PRESENTAZIONE DEGLI ARGOMENTI DELL’INSEGNAMENTO E DELLE ESERCITAZIONI EFFETTUATE IN LABORATORIO.
IL LIVELLO DI VALUTAZIONE MINIMO (18) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA INCERTEZZE NELL’ESPORRE GLI ARGOMENTI DELL’INSEGNAMENTO E NELLA PADRONANZA DELLE TECNICHE SPERIMENTALI UTILIZZATE.
IL LIVELLO MASSIMO (30) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA UNA CONOSCENZA COMPLETA ED APPROFONDITA DEGLI ARGOMENTI TRATTATI E DELLE TECNICHE SPERIMENTALI UTILIZZATE.
LA LODE VIENE ATTRIBUITA QUANDO IL CANDIDATO DIMOSTRA SIGNIFICATIVA PADRONANZA DEI CONTENUTI TEORICI E PRATICI ED INOLTRE MOSTRA DI SAPER PRESENTARE GLI ARGOMENTI CON PROPRIETÀ DI LINGUAGGIO E CAPACITÀ DI ELABORAZIONE AUTONOMA.
Testi
BEHZAD RAZAVI: FUNDAMENTALS OF MICROELECTRONICS, 2ND ED., WILEY, 2011, ISBN: 978-1118156322.
RICHARD C. JAEGER, TRAVIS N. BLALOCK: MICROELECTRONIC CIRCUIT DESIGN. MCGRAW-HILL NY ISBN 978-0-07-338045-2
THOMAS L. FLOYD: DIGITAL FUNDAMENTALS, 10E, PEARSON EDUCATION, INC. NJ 2009.
DAVID M. BUCHLA: EXPERIMENTS IN DIGITAL FUNDAMENTALS, 10E, PEARSON EDUCATION, INC. NJ 2009.

Altre Informazioni
LA FREQUENZA DEL CORSO, SEPPURE NON OBBLIGATORIA, È STRETTAMENTE NECESSARIA SPECIE PER LE ATTIVITÀ DI LABORATORIO.

INDIRIZZO DI POSTA ELETTRONICA DEL DOCENTE:
ADIBARTOLOMEO@UNISA.IT
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2021-02-19]