Il corso affronta i concettuali e le tecniche di base dell’elettronica. Obiettivo primario del corso è approfondire la comprensione dei dispositivi elettronici che fanno parte delle tecnologie che ci circondano e il ruolo che essi hanno nelle misurazioni di grandezze fisiche. Particolare attenzione verrà dedicata ad accrescere le conoscenze per: indentificare le applicazioni e le potenzialità dell’elettronica nei laboratori di fisica; riconoscere i diversi componenti elettronici utilizzati per le diverse funzioni elettroniche; essere in grado di analizzare semplici circuiti elettronici analogici e digitali; essere in grado di gestire la strumentazione di base presente in un laboratorio di elettronica. Per il raggiungimento degli obiettivi, il corso prevede lezioni frontali, esercitazioni numeriche, uso di simulatori circuitali, esercitazioni di laboratorio.
scheda docente materiale didattico
Le lezioni sono integrate da esercitazioni numeriche e di laboratorio (quest’ultime con frequenza obbligatoria).
Lo scopo delle esercitazioni di laboratorio è di fornire agli studenti le necessarie conoscenze e abilità pratiche, così da metterli in condizione di utilizare la strumentazione elettronica e i componenti elettronici studiati durante le lezioni teoriche. Gli studenti devono svolgere le esercitazioni di laboratorio e presentare, alla fine dell’esercitazione, un report che descrive l’attività svolta, i dati raccolti e le elaborazioni numeriche effettuate.
Elenco delle esercitazioni di laboratorio: studio della frequenza di risonanza di un filtro RLC (esperienza introduttiva indirizzata a prendere dimestichezza con la strumentazione del laboratorio); applicazioni degli amplificatori operazionali (tre esperienze); applicazioni di circuiti con diodi a giunzione (due esperienze); applicazioni di BJT e MOS (due esperienze); applicazioni con porte logiche (due esperienze); utilizzo del contatore Geiger.
(a) G. Schirripa Spagnolo, Elettronica Applicata, Edizioni Efesto, ISBN 978 88 9910 456 6
(b) Thomas C. Hayes and Paul Horowitz, Learning the Art of Electronics: A Hands-On Lab Course, Cambridge University Press (2016) ISBN 978 05 2117 7238
Programma
Concetti fondamentali dell’elettronica utilizzata nel campo delle misurazioni di grandezze fisiche. Introduzione alla fisica dei semiconduttori, ai diodi a giunzione, ai transistor BJT e MOS. Introduzione al concetto di amplificazione e ai principi del feedback. Applicazioni degli amplificatori operazionali. Introduzione all'elettronica digitale e applicazioni delle porte logiche.Le lezioni sono integrate da esercitazioni numeriche e di laboratorio (quest’ultime con frequenza obbligatoria).
Lo scopo delle esercitazioni di laboratorio è di fornire agli studenti le necessarie conoscenze e abilità pratiche, così da metterli in condizione di utilizare la strumentazione elettronica e i componenti elettronici studiati durante le lezioni teoriche. Gli studenti devono svolgere le esercitazioni di laboratorio e presentare, alla fine dell’esercitazione, un report che descrive l’attività svolta, i dati raccolti e le elaborazioni numeriche effettuate.
Elenco delle esercitazioni di laboratorio: studio della frequenza di risonanza di un filtro RLC (esperienza introduttiva indirizzata a prendere dimestichezza con la strumentazione del laboratorio); applicazioni degli amplificatori operazionali (tre esperienze); applicazioni di circuiti con diodi a giunzione (due esperienze); applicazioni di BJT e MOS (due esperienze); applicazioni con porte logiche (due esperienze); utilizzo del contatore Geiger.
Testi Adottati
Per la preparazione all'esame gli studenti, oltre a consultare il materiale didattico messo a dal docente, possono consultare i seguenti testi:(a) G. Schirripa Spagnolo, Elettronica Applicata, Edizioni Efesto, ISBN 978 88 9910 456 6
(b) Thomas C. Hayes and Paul Horowitz, Learning the Art of Electronics: A Hands-On Lab Course, Cambridge University Press (2016) ISBN 978 05 2117 7238
Modalità Erogazione
Lezioni frontali effettuate con l’ausilio di proiezione di immagini e di materiali audiovisivi, esercitazioni numeriche con l’uso del simulatore LTspice, partecipazione obbligatoria ad almeno otto esercitazioni di laboratorio riguardanti esperimenti di misure elettroniche. Ciascuna esperienza di laboratorio viene completata, dallo studente, da un report dove vengono illustrate le procedure seguite e i risultati delle misurazioni effettuate.Modalità Valutazione
L'apprendimento viene verificato progressivamente durante tutto il corso attraverso i report di laboratorio e colloqui orali organizzati dopo due o tre esperienze di laboratorio. Inoltre, l'apprendimento viene verificato attraverso una ulteriore prova di laboratorio (da far affrontare agli studenti che sono risultati insufficienti durate le valutazioni in itinere) e da un colloquio orale. La prova orale è diretta ad accertare: [1] la conoscenza della fisica delle esperienze eseguite; [2] la padronanza del linguaggio scientifico; [3] contenuti teorici dei metodi di analisi dei dati; [4] capacità d’uso, critico e consapevole, degli strumenti utilizzati in laboratorio