CFU
6
Durata
14 Settimane
Semestre DD
Secondo
Introduzione al progetto analogico.
Modelli semplificati di circuiti elettronici a dispositivi attivi.
Fisica di base del dispositivo “MOSFET”.
Panoramica sui dispositivi e tecnologie di processo CMOS.
Introduzione alla trattazione del rumore elettrico nei circuiti.
Strumenti per la simulazione di circuiti analogici (Spice e Spectre).
Metodologie e tecniche di progettazione.
Flusso di progettazione: disegno schematico, simulazione, layout.
Tecniche di layout specifiche per circuiti analogici.
Amplificatori, classificazioni generali e tipi di amplificatori: in tensione, in corrente, a trans-conduttanza, a trans-resistenza.
Circuiti di base nella progettazione analogica.
Amplificatori a singolo stadio.
Specchi di corrente.
Amplificatore Operazionale a trans-conduttanza (OTA).
Classi di amplificazione di potenza: A, AB, B e C.
Esempi applicativi:
- Front-End per rivelatori di particelle negli esperimenti di fisica per le alte energie
- VLSI neuromorfo (reti neuronali).
OBIETTIVI FORMATIVI:
L'insegnamento si propone di fornire le conoscenze di base necessarie per la progettazione di circuiti elettronici analogici integrati su silicio mirate prevalentemente alla capacità di saper definire e progettare sistemi analogici impiegati negli esperimenti di Fisica. L'insegnamento fornisce sia i concetti di base della fisica dei dispositivi al silicio CMOS, delle corrispondenti equazioni elettriche fondamentali e degli aspetti tecnologici principali della realizzazione dei dispositivi che l'acquisizione delle tecniche fondamentali del flusso di progettazione, dalla simulazione dello schematico alla realizzazione del layout e alla simulazione/verifica post-layout dei circuiti analogici.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Gli studenti devono acquisire conoscenza e comprensione del funzionamento di dispositivi elettronici e semplici sistemi analogici. La verifica della conoscenza e della comprensione avviene attraverso un esame orale finale.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Gli studenti devono essere in grado di identificare gli elementi essenziali di un problema fisico e saperlo modellizzare, definendo caratteristiche e funzionalità del relativo sistema elettronico. Devono altresì essere in grado di applicare le tecniche di simulazione per verificare il comportamento previsto.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Gli studenti devono essere in grado di effettuare autonomamente esperimenti, misure calcoli e simulazioni numeriche. Sviluppare la capacità di eseguire ricerche bibliografiche e di selezionare i materiali interessanti, in particolare sul WEB. Devono essere in grado di assumersi le responsabilità sia della programmazione di progetti che della gestione dei sistemi.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Gli studenti devono essere in grado di lavorare in un gruppo interdisciplinare. Essere in grado di presentare la propria ricerca o i risultati di una ricerca bibliografica ad un pubblico sia di specialisti che di profani.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Gli studenti devono essere in grado di affrontare nuovi campi attraverso uno studio autonomo. Devono acquisire la capacità di proseguire gli studi in un dottorato di ricerca o altre scuole di specializzazione.