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ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI

A.A. CFU
2006/2007 6
Docente Email Ricevimento studenti
Alberto Carini martedì 11:00-13:00

Assegnato al Corso di Studio

Giorno Orario Aula

Obiettivi Formativi

Il Corso introduce conoscenze generali sulle tecnologie dei circuiti integrati digitali e sugli strumenti specifici per l'analisi e la progettazione di blocchi digitali elementari, al fine di fornire le competenze necessarie a stimare costi e prestazioni dei circuiti integrati, comprendendone le problematiche e le prospettive evolutive.

Programma

01. Elettronica dello stato solido: 01.01 I materiali semiconduttori. 01.02 Il modello a legame covalente. 01.03 Mobilit? e resistivit? nei semiconduttori. 01.04 Impurit? nei semiconduttori. 01.05 Il modello a bande di energia. 01.06 Corrente di deriva e di diffusione. 02. Diodi allo stato solido: 02.01 Il diodo a giunzione pn. 02.02 Caratteristica i-v del diodo. 02.03 L'equazione del diodo. 02.04 Capacit? della giunzione pn. 02.05 Il diodo Schottky. 03. I transistori ad effetto di campo metallo-ossido-semiconduttore MOSFET: 03.01 Il condensatore MOS. 03.02 MOSFET a canale n (NMOS). 03.03 Comportamento qualitativo i-v del transistore NMOS. 03.04 Caratteristiche i-v del transistore NMOS. 03.05 Modulazione della lunghezza del canale. 03.06 MOSFET a canale p (PMOS). 03.07 MOSFET a svuotamento. 03.08 Simboli circuitali del MOSFET. 03.09 L'effetto body. 03.10 Capacit? del MOSFET. 04. I transistori bipolari a giunzione (cenni): 04.01 Struttura di un transistore bipolare a giunzione. 04.02 I transistori npn e pnp. 04.03 Le regioni di funzionamento dei transistori bipolare. 04.04 Caratteristiche i-v di un transistore bipolare. 05. Tecnologia dei circuiti integrati: 05.01 Processo di fabbricazione per i transistori MOS. 05.02 Il processo CMOS. 05.03 I processi per transistori bipolari. 05.04 Resistenze, capacit? e diodi. 05.05 La scala di integrazione dei circuiti. 06. Introduzione all'elettronica digitale: 06.01 Porte logiche ideali. 06.02 Semplificazioni di reti logiche: metodo delle mappe di Karnaugh. 06.03 Caratteristica di trasferimento dell'invertitore reale. 06.04 Livelli logici e margini di rumore. 06.05 Risposta dinamica di una porta logica: tempi di salita e di discesa, ritardo di propagazione, potenza dissipata, fan-in e fan-out, prodotto ritardo-potenza. 06.06 Criteri di progetto di una porta logica. 06.07 La logica a diodi. 07. I circuiti logici NMOS: 07.01 L'invertitore NMOS con carico resistivo. 07.02 Il problema del resistore di carico. 07.03 L'invertitore con carico attivo NMOS. 07.04 Caratteristiche di funzionamento e livelli logici. 07.05 Analisi dinamica e tempi di propagazione. 07.06 Potenza dissipata e prodotto ritardo-potenza. 07.07 Porte logiche elementari NMOS. 07.08 Fan-in e fan-out delle porte logiche NMOS. 08. I circuiti logici CMOS: 08.01 L'invertitore CMOS. 08.02 Caratteristica di trasferimento e margine di rumore. 08.03 Comportamento dinamico e tempi di propagazione. 08.04 Potenza dissipata. 08.05 Porte logiche elementari CMOS. 08.06 Fan-in e fan-out delle porte CMOS. 08.07 Stadi separatori di uscita. 08.08 La riduzione di scala nei circuiti CMOS. 09. I circuiti bipolari (cenni): 09.01 L'invertitore RTL. 09.02 Invertitore elementare TTL. 09.03 Lo stadio di uscita. 09.04 La caratteristica di trasferimento dell'invertitore TTL. 09.05 Porte logiche TTL. 09.06 Il transistore Schottky e le logiche TTL Schottky. 10. Circuiti di interconnessione e di ingresso/uscita: 10.01 Circuiti logici standard. 10.02 Porte A-O-I. 10.03 Porte in logica cablata. 10.04 Porte a tre stati. 11. Circuiti combinatori: 11.01 Circuiti sommatori e sottrattori. 11.02 Circuiti comparatori. 11.03 Circuiti codificatori e decodificatori. 11.04 Circuiti multiplexer e demultiplexer. 11.05 Matrici logiche programmabili (PLA). 12. Circuiti sequenziali: 12.01 Circuiti bistabili. 12.02 Il bistabile SR. 12.03 I flip-flop sincronizzati. 12.04 I flip-flop JK. 12.05 I flip-flop Master-Slave. 12.06 I flip-flop D e T. 13. Strutture CMOS per circuiti VLSI: 13.01 Logiche complesse FCMOS (cenni). 13.02 Logiche con porte di trasmissione. 13.03 Logiche dinamiche. 13.04 Latch e flip-flop in logica dinamica. 14. Le memorie non volatili: 14.01 Le memorie a sola lettura ROM. 14.02 Struttura interna delle ROM. 14.03 Memorie ROM dinamiche. 14.04 Indirizzamento bidimensionale. 14.05 Memorie non volatili EPROM, EEPROM e Flash. 15. Memorie RAM: 15.01 Memorie a lettura e scrittura. 15.02 Celle elementari per RAM statiche (SRAM). 15.03 Circuiti di lettura e scrittura per SRAM. 15.04 Celle elementari per RAM dinamiche (DRAM). 15.05 Circuiti di lettura e scrittura per DRAM

Modalità Didattiche, Obblighi, Testi di Studio e Modalità di Accertamento

Modalità didattiche
Lezioni frontali comprendenti teoria ed esercizi.
Obblighi
Nessuno.
Testi di studio
Spirito, "Elettronica Digitale", McGraw Hill, 2002. Jaeger, Blalock, "Microelettronica 1: Elettronica Analogica", McGraw Hill, 2005. Jaeger, Blalock, "Microelettronica 3: Elettronica Digitale", McGraw Hill, 2005.
Modalità di
accertamento
Prova orale.
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