Fondamenti di Elettronica Digitale

 

Informazioni da fornire per ogni singolo insegnamento

 

Denominazione dell’insegnamento: Fondamenti di Elettronica Digitale                            

 

Corso di Laurea o di Laurea Magistrale : Ingegneria Elettronica e Informatica                   

 

SSD:  ING-INF/01                                                                    Numero C.F.U.:   9               

 

 

Titolari: Luigi Zeni                               

 

 

 

Obiettivi del corso

 

 Fornire gli elementi base del funzionamento dei dispositivi a semiconduttore e le metodologie di progettazione e analisi dei circuiti digitali, dal semplice invertitore ai circuiti logici complessi

 

 

 

Programma del corso

Materiali e tecnologie: Materiali semiconduttori e cenni sulle tecnologie di fabbricazione dei circuiti integrati: Tecnologia planare.

Dispositivi a semiconduttore: Diodo a giunzione,  MOSFET e BJT: Funzionamento ed equazioni caratteristiche.

Introduzione all’elettronica digitale: Elemento logico ideale. Invertitore ideale ed invertitore reale. Proprietà dei circuiti digitali. Grandezze caratteristiche dei circuiti digitali: margini di rumore, escursione e soglia logica, fan-in e fan-out, tempi di propagazione, potenza dissipata, prodotto ritardo-potenza dissipata. Panoramica delle famiglie logiche. Confronto tra prestazioni delle diverse famiglie logiche.

Famiglia logica NMOS:Logica a rapporto. Calcolo dei margini di rumore, della potenza dissipata e dei tempi di propagazione degli invertitori NMOS con carico resistivo, carico ad arricchimento ed a svuotamento. Ottimizzazione dell’area di un invertitore NMOS. Porte elementari NMOS.

Famiglia logica CMOS: Proprietà della famiglia logica CMOS. Calcolo dei margini di rumore, della potenza dissipata e dei tempi di  propagazione dell’invertitore CMOS.  Porte elementari CMOS. Buffer di tipo tri-state. Riduzione in scala dei circuiti. Instabilità elettriche nei circuiti CMOS: latch-up e limitazioni nelle tensioni.

Famiglia logica TTL: Generalità. Invertitore TTL con totem-pole. FAN-IN e FAN-OUT. Tempi di commutazione. Porte elementari TTL. Logica di tipo Schottky (cenni)

Famiglia logica ECL: Generalità. Invertitore ECL Tempi di commutazione. Porte elementari ECL. Comportamenti non ideali in commutazione.

Interfacciamento di famiglie logiche differenti:  Interfacciamento TTL-CMOS; Interfacciamento CMOS-TTL; Interfacciamento ECL-TTL; Interfacciamento TTL-ECL.

Logica cablata: Logica cablata in NMOS; Logica cablata in ECL; Logica cablata in TLL; Logica cablata in CMOS; Porte a tre stati; Invertitore CMOS a tre stati; Invertitore TTL a tre stati.

Logica BiCMOS: Caratteristiche generali della logica BiCMOS; Invertitore BiCMOS; Porte logiche BiCMOS.

 

Curricula scientifici dei docenti

Sono resi disponibili a cura del docente: Luigi Zeni

 

Competenze attese in ingresso e/o Propedeuticità

 Elettrotecnica

Risultati d’apprendimento attesi

Progettazione e analisi di circuiti elettronici digitali 

Anno del corso di studio in cui è inserito

 2

Testi di riferimento

 

Materiale didattico aggiuntivo

Sono resi disponibili a cura del docente: Luigi Zeni

 

Modalità di erogazione

Tradizionale.

Sede

Via Michelangelo - Via Roma 29 Aversa.

Organizzazione della didattica

 

Modalità di frequenza

Obbligatoria

Metodi di valutazione

 Prova scritta  e prova orale (facoltativa)

Dati statistici delle votazioni conseguite dagli studenti

Sono resi disponibili a cura del docente: Luigi Zeni

 

Calendario delle attività didattiche

Dal 14 settembre al 21 dicembre 2013, sito _____________________

Eventuali attività di supporto alla didattica

 Esercitazioni con simulatore circuitale SPICE

Orari di ricevimento studenti

Sono resi disponibili a cura del docente: Luigi Zeni

 

Calendario delle prove di esame

Disponibile sul sito esami.ceda.unina2.it e sul sito del docente: Luigi Zeni