2. Docenti
  3. Didattica

LABORATORIO DI FISICA III

Sergio PAGANO LABORATORIO DI FISICA III

0512600016
DIPARTIMENTO DI FISICA "E.R. CAIANIELLO"
CORSO DI LAUREA
FISICA
2016/2017

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 3
ANNO ORDINAMENTO 2010
ANNUALE
CFUOREATTIVITÀ
540LEZIONE
784LABORATORIO
SERGIO PAGANO T Curriculum
GIOVANNI CARAPELLA Curriculum
Obiettivi
L'INSEGNAMENTO È DIVISO IN DUE MODULI E FORNISCE CONOSCENZE E CAPACITÀ PRATICHE NEL SETTORE DELL'ELETTRONICA ANALOGICA (MODULO 1) E DIGITALE (MODULO 2). FORNISCE UNA INTRODUZIONE ALLA FISICA DEI DISPOSITIVI A SEMICONDUTTORE E INSEGNA A USARE LA STRUMENTAZIONE ELETTRONICA DI LABORATORIO PER LA REALIZZAZIONE E CARATTERIZZAZIONE DI SEMPLICI CIRCUITI ATTIVI.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
L'INSEGNAMENTO 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. L'INSEGNAMENTO 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 SARANNO IN GRADO DI PROGETTARE E REALIZZARE SEMPLICI CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI E DIGITALI ED UTILIZZARE STRUMENTAZIONE AVANZATA PER LA MISURA DI GRANDEZZE ELETTRICHE.
Prerequisiti
CONOSCENZA ADEGUATA DI FISICA GENERALE E IN PARTICOLARE DEI CIRCUITI ELETTRICI.
Contenuti
MODULO 1 ELETTRONICA ANALOGICA (6 CFU)

LEZIONI TEORICHE (4 CFU):
- LINEE DI TRASMISSIONE (ONDE ELETTROMAGNETICHE IN LINEE DI TRASMISSIONE: VELOCITÀ DI PROPAGAZIONE, IMPEDENZA, ADATTAMENTO DEL CARICO, COEFFICIENTE DI RIFLESSIONE).
- INTRODUZIONE AI SEMICONDUTTORI ( CONDUZIONE ELETTRICA NELLA MATERIA. CONDUTTORI, ISOLANTI E SEMICONDUTTORI. CENNI ALLA TEORIA A BANDE DI ENERGIA NEI SOLIDI. GAP DI ENERGIA. ELETTRONI E LACUNE. CARATTERISTICHE ELETTRICHE DEI SEMICONDUTTORI).
- GIUNZIONE PN( MODELLO DI TRASPORTO. CARATTERISTICHE CORRENTE TENSIONE. TIPI DI DIODI: RADDRIZZATORI, LED, FOTODIODO, CELLA SOLARE).
- TRANSISTOR A GIUNZIONE( MODELLO DI TRASPORTO. CARATTERISTICHE CORRENTE TENSIONE, AMPLIFICATORE CON TRANSITOR. PUNTO DI LAVORO, GUADAGNO, BANDA PASSANTE, RANGE DINAMICO).
- MOSFET ( MODELLO DI TRASPORTO. CARATTERISTICHE CORRENTE TENSIONE, AMPLIFICATORE CON MOSFET. PUNTO DI LAVORO, GUADAGNO, BANDA PASSANTE, RANGE DINAMICO).
- AMPLIFICATORI OPERAZIONALI (MODELLO IDEALE DI AMPLIFICATORE OPERAZIONALE, CIRCUITI CON AMPLIFICATORI OPERAZIONALI, AMPLIFICATORI REALI, BANDA PASSANTE, OFFSET).
- CONVERTITORI A/D E D/A (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 (2 CFU):
-MISURA DELLA VELOCITÀ DI PROPAGAZIONE, IMPEDENZA E COEFFICIENTE DI RIFLESSIONE DI UNA LINEA DI TRASMISSIONE COASSIALE.
-CARATTERIZZAZIONE DI UN DIODO AL SILICIO, UN DIODO LED, UNA CELLA SOLARE.
-COSTRUZIONE E CARATTERIZZAZIONE DI UN CIRCUITO AMPLIFICATORE UTILIZZANTE TRANSISTOR.
-COSTRUZIONE E CARATTERIZZAZIONE DI UN CIRCUITO AMPLIFICATORE UTILIZZANTE MOSFET.
-REALIZZAZIONE E CARATTERIZZAZIONE DI UN CIRCUITO UTILIZZANTE AMPLIFICATORI OPERAZIONALI.

MODULO 2 ELETTRONICA DIGITALE (6 CFU)

LEZIONI TEORICHE (3 CFU):
- INTRODUZIONE A ELETTRONICA DIGITALE (QUANTITÀ DIGITALI E ANALOGICHE; LIVELLI LOGICI; FORME D'ONDA; OPERAZIONI LOGICHE).
- SISTEMI DI NUMERAZIONE E CODICI (NUMERI BINARI; ARITMETICA BINARIA; COMPLEMENTO AD 1 E A 2; CODICE BCD E GRAY).
- PORTE LOGICHE (INVERTER, AND, OR, NAND, NOR, XOR E XNOR; LOGICA PROGRAMMABILE; LOGICHE FISSE).
FAMIGLIE LOGICHE (TECNOLOGIE, CARATTERISTICHE E PARAMETRI; CIRCUITI PMOS, NMOS, CMOS, TTL, ECL.)
- ALGEBRA BOOLEANA E SEMPLIFICAZIONE LOGICA (TEOREMI DI DEMORGAN; ESPRESSIONI BOOLEANE E TAVOLE DI VERITÀ; MAPPA DI KARNAUGH. INTRODUZIONE A MULTISIM; UNIVERSALITA DELLE PORTE NAND E NOR).
- LOGICA COMBINATORIA (SOMMATORI; COMPARATORI; DECODIFICATORI, CODIFICATORI; MULTIPLATORI; DEMULTIPLATORI; GENERAZIONE/VERIFICA DI PARITÀ).
- LOGICA SEQUENZIALE (MULTIVIBRATORI, MEMORIE, FLIP/FLOP; IL TIMER 555).
- CONTATORI E REGISTRI A SCORRIMENTO (CONTATORI; DECODIFICA DEI CONTATORI, CLOCK DIGITALE; REGISTRI A SCORRIMENTO; REGISTRI A SCORRIMENTO BIDIREZIONALE).
- MEMORIA E STORAGE (MEMORIE A SEMICONDUTTORI; RAM, ROM, PROM E EPROM; MEMORIE FLASH; MEMORIE MAGNETICHE E OTTICHE).
- LOGICHE PROGRAMMABILI (INTRODUZIONE AL DSP, ALL’ ACQUISIZIONE AUTOMATICA DEI DATI E AL MICROCONTROLLORE).

ESERCITAZIONI DI LABORATORIO (3 CFU):
-REALIZZAZIONE DI UNA SONDA LOGICA.
-CONVERSIONE BINARIO A BCD USANDO IL BCD/7-SEGMENT DISPLAY DECODER.
-VERIFICA SPERIMENTALE DI TAVOLA DELLE VERITA DI PORTE LOGICHE.
-MISURA DELLE CARATTERISTICHE DICHIARATE NEI DATA SHEETS PER PORTE AND E INV.
-ALGEBRA BOOLEANA VERIFICATA MEDIANTE PORTE LOGICHE OR, AND, INV; PORTE AND, INV, OR COSTRUITE CON PORTE NAND O NOR.
-MULTIPLEXER COME DISPOSITIVO LOGICO PROGRAMMABILE.
-ESPERIMENTI CON FLIP/FLOP E LM555.
-ESPERIMENTI CON CONTATORI.
-SVILUPPO DI UN PROGETTO MEDIANTE USO DEL MICROCONTROLLORE ARDUINO.
Metodi Didattici
LEZIONI FRONTALI SUGLI ASPETTI TEORICI DEL CORSO. (7CFU)
ESERCITAZIONI DI LABORATORIO ORIENTATE ALLA REALIZZAZIONE ED ALLA CARATTERIZZAZIONE DI SEMPLICI CIRCUITI ELETTRONICI. (5CFU)

NON E' PREVISTO UN OBBLIGO DI FREQUENZA ALLE LEZIONI FRONTALI, MENTRE PER LE ESERCITAZIONI DI LABORATORIO BISOGNA FREQUENTARE ALMENO I 2/3 DELLE STESSE
Verifica dell'apprendimento
PER SOSTENERE L'ESAME BISOGNA AVER EFFETTUATO ALMENO 2/3 DELLE ESPERIENZE DI LABORATORIO ED AVER PRESENTATO LE RELATIVE RELAZIONI TECNICHE.
L'ESAME CONSISTE IN UNA PROVA ORALE NELLE QUALE LO STUDENTE
- ESPONE IL LAVORO SVOLTO IN LABORATORIO
- RISPONDE A DOMANDE RELATIVE AI CONTENUTI DELLE LEZIONI FRONTALI.

IL VOTO FINALE SARÀ STABILITO IN BASE ALLA VALUTAZIONE DELLE RELAZIONI PRESENTATE ED ALLA VALUTAZIONE DELLA QUALITA' E COMPLETEZZA DELL'ESPOSIZIONE ORALE.
Testi
TESTI SUGGERIT

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.

COURSE NOTES (SLIDES).
WWW.ARDUINO.CC
WWW.NI.COM
Altre Informazioni
PER CONTATTARE IL DOCENTE DEL CORSO INVIARE UNA MAIL A SPAGANO@UNISA.IT O A GCARAPELLA@UNISA.IT
INFORMAZIONI SUL CORSO E SUI CONTENUTI SONO ANCHE DISPONIBILI SUL SITO DEL DOCENTE
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-03-11]