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.

01. Elettronica dello stato solido:
01.01 I materiali semiconduttori.
01.02 Il modello a legame covalente.
01.03 Mobilità e resistività nei semiconduttori.
01.04 Impurità 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 Capacità 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 Capacità 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, capacità 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

Fisica Generale

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.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Il corso è erogato sia nel "percorso in presenza" che nel "percorso online" del Corso di Laurea di Informatica Applicata.