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Docente
MASSIMO BARBARO (Tit.)
Periodo
Annuale 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/83]  INGEGNERIA ELETTRONICA [83/00 - Ord. 2018]  PERCORSO COMUNE 10 100

Obiettivi

Conoscenza e capacità di comprensione: approfondire la conoscenza dei circuiti integrati e capacità di comprendere le implicazioni di specifiche scelte progettuali.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate: capacità di individuare i meccanismi di funzionamento dei circuiti integrati ai fini di una progettazione efficiente.
Autonomia di giudizio: sviluppare la capacità di utilizzare criticamente e sinergicamente vari strumenti di analisi e progettazione di circuiti integrati
Abilità comunicative: capacità di esprimersi in linguaggio tecnico
Capacità di apprendere: capacità di leggere documenti tecnici ed applicare la teoria allo sviluppo di circuiti integrati

Prerequisiti

Conoscenze di dispositivi elettronici (MOS) ed elementi di teoria dei circuiti.
Conoscenze di logica booleana e reti logiche.

Contenuti

Introduzione ai sistemi elettronici
Concetti di base (analogico vs. digitale)

Processo CMOS
Struttura del transistor MOS Processo realizzativo Layer - Equazioni Modelli del MOS per la progettazione analogica e digitale Elementi di layout

Inverter CMOS
Caratteristica di trasferimento statica (VTC) Margini di rumore Layout - Caratteristiche dinamiche (tempo di propagazione) Dissipazione di potenza - Dimensionamento

Circuiti Logici
Logiche statiche (CMOS, pass-transistor) Logiche dinamiche (concetto di base, domino, np-CMOS) Latch e flip-flop

Flusso di progetto digitale
Metodo del logical-effort per il dimensionamento di percorsi logici. Modellazione RTL di circuiti digitali. Flusso di realizzazione di circuiti digitali (sintesi e place&route).

Circuiti analogici di base
Specchio di corrente semplice. Strutture cascode standard e wide-swing. Topologia a source comune Topologia a gate comune. Inseguitore di source. Amplificatore cascode. Coppia differenziale. Generalità Coppia differenziale Amplificatori differenziali cascode Common-Mode Rejection Ratio (CMRR) Coppia differenziale con carico attivo Circuiti Fully-Differential

Risposta in frequenza
Teorema di Miller. Metodo delle costanti di tempo. Analisi della risposta in frequenza dell'amplificatore a source comune e dell''amplificatore cascode.

Amplificatori operazionali
Amplificatore due-stadi Operational Transconductance Amplifier (OTA) Polarizzazione Common-Mode Feedback (CMFB)

Generatori di tensioni di riferimento
Generatori MOS-resistore. Circuiti basati su bandgap. Regolatori di tensione LDO.

Metodologia di progettazione analogica: metodo gm su Id

Circuiti dinamici
Il MOS come interruttore Sample&Hold Comparatori Circuiti a capacità commutate

Metodi Didattici

Lezioni frontali (70) ed esercitazioni al calcolatore con simulatori circuitali (30). Anche la lezione frontale è da considerarsi partecipata e viene svolta in modo interattivo stimolando gli studenti a proporre soluzioni e idee.

Verifica dell'apprendimento

Prova scritta (2 esercizi) e colloquio, il voto è dato dalla media aritmetica dei voti delle due prove.
Per gli studenti che seguono il corso sarà possibile completare l'esame tramite due prove intermedie svolte durante il calendario delle prove parziali di Facoltà. Ciascuna prova prevede degli esercizi e una domanda di teoria. Il voto finale è dato dalla media aritmetica dei risultati delle due prove.

L'obiettivo delle prove scritte è la verifica della capacità di analisi e progetto di circuiti sia analogici che digitali.
Analisi: dato uno schema circuitale sarà richiesto di analizzarne il funzionamento in relazione a specifici parametri di merito; ad esempio, data una porta logica sarà chiesto di identificare il tempo di propagazione o il consumo di potenza.
Progetto: date le specifiche di funzionamento di un circuito sarà richiesto di definire lo schema circuitale e dimensionare i componenti (transistor, capacitori, resistori); ad esempio, dati banda, guadagno, potenza di un amplificatore dimensionare il circuito di un OTA.

La prova orale ha lo scopo di verificare le conoscenze della teoria circuitale, delle tecniche di progetto e di verificare se alla capacità di soluzione degli esercizi si accompagna una capacità di comprensione dei meccanismi che stanno alla base delle tecniche progettuali.

Testi

Circuiti Integrati Digitali:
J. Rabaey, A. Chandrakasan, B. Nikolic, "Digital Integrated Circuits, 2nd Edition", Pearson, ISBN-9780130909961

Circuiti Integrati Analogici:
T. Carusone, D. Johns, K. Martin, "Analog Integrated Circuit Design 2e", Wiley; ISBN: 978-1-118-09233-0

Per approfondimenti:
“CMOS: Circuit Design, Layout and Simulation” – Jacob Baker – Ed. Wiley,
ISBN 978-0-470-88132-3

Altre Informazioni

Per soddisfare esigenze didattiche specifiche legate alla situazione epidemiologica, è prevista la possibilità di lezioni in diretta streaming o che le registrazioni delle stesse disponibili on-line. Inoltre, le esercitazioni potrebbero essere svolte attraverso forme di interazione a distanza con i supporti informatici disponibili.

Questionario e social

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