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LABORATORIO DI FISICA III

Sergio PAGANO LABORATORIO DI FISICA III

0512600016
DIPARTIMENTO DI FISICA "E.R. CAIANIELLO"
CORSO DI LAUREA
FISICA
2018/2019

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 3
ANNO ORDINAMENTO 2016
ANNUALE
CFUOREATTIVITÀ
432LEZIONE
784LABORATORIO
SERGIO PAGANO T Curriculum
GIOVANNI CARAPELLA Curriculum
Obiettivi
L'INSEGNAMENTO FORNISCE CONOSCENZE E CAPACITÀ PRATICHE NEL SETTORE DELL'ELETTRONICA ANALOGICA E DIGITALE. 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.
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
IL CORSO È DIVISO IN DUE MODULI: (1) ELETTRONICA ANALOGICA E (2) ELETTRONICA DIGITALE
MODULO 1
LEZIONI FRONTALI (32 ORE):
- 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 (24 ORE):
-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
LEZIONI FRONTALI (24 ORE):
- 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 (36 ORE):
-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
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
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).
Altre Informazioni
I DOCENTI POSSONO ESSERE CONTATTATI AI LORO INDIRIZZI DI EMAIL ISTITUZIONALI E NEGLI ORARI DI RICEVIMENTO, PUBBLICATI SUL SITO DI UNISA.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-10-21]