Specializzazione di Elettronica e Telecomunicazioni

 

materia: TDP - Programmi preventivi per le classi Quarte

 

 



   

Programma da svolgere nell'ora settimanale di teoria:

Materiali semiconduttori
Generalità sui materiali semiconduttori, meccanismi di conduzione e comportamento elettrico e termico, con particolare riferimento al silicio. Confronto fra silicio, germanio e arseniuro di gallio e relazioni fra i principali parametri caratteristici. Semiconduttori intrinseci e drogati e loro caratterizzazione.
L'allievo deve essere a conoscenza dei fenomeni e dei meccanismi di base che spiegano il comportamento dei semiconduttori.

Procedimenti di lavorazione dei semiconduttori.
Tecniche di ottenimento e raffinazione dei semiconduttori. Formazione dei monocristalli e tecniche di drogaggio e di formazione delle giunzioni.
L'allievo deve essere a conoscenza delle principali tecniche di fabbricazione dei diodi a semiconduttore e delle relazioni esistenti fra tecnologia e prestazioni ottenute.

Le giunzioni
La giunzione p-n e il relativo comportamento elettrico e termico. Meccanismi di conduzione e di blocco. Polarizzazione, comportamento elettrico e termico, parametri e curve caratteristiche. Fenomeni transitori nelle giunzioni p-n, derive termiche, fenomeni capacitivi e comportamento in alta frequenza.
L'allievo deve conoscere tutto ciò che riguarda il comportamento elettrico e termico delle giunzioni, i parametri tipici e le curve caratteristiche.

Diodi a semiconduttore
Diodi a punta di contatto, a lega di segnale e di potenza, a doppia diffusione, diodi Zener, mesa, Schottky, varicap, planari, planari-epitassiali e a recupero veloce. Tecnologia costruttiva e relativa ottimizzazione. Parametri tipici e curve caratteristiche. Dissipazione di potenza e dimensionamento dei dissipatori. Feno-meni transitori e di recupero nelle giunzioni p-n, in riferimento ai diodi usati in commutazione. Campi d'impiego, criteri di scelta e applicativi. Uso e interpretazione dei fogli tecnici di diodi di potenza e per applicazioni switching.
L'allievo deve conoscere tutto ciò che riguarda i più comuni tipi di diodi a semiconduttore, dai criteri di scelta all'interpretazione dei dati caratteristici, con particolare riferimento ai diodi di potenza e alle applicazioni di tipo industriale.

Transistor
Analisi e interpretazione dei parametri elettrici e dei grafici caratteristici dei transistor, in relazione ai modi di funzionamento in regime lineare e in commutazione. Relazione fra tecnologia costruttiva e caratteristiche ottenute. Transistor bipolari a lega, drift, mesa a diffusione, planari, planari epitassiali e multiemettitore. Transistor jfet, mosfet di segnale e mosfet di potenza.
L'allievo deve essere a conoscenza delle varie categorie di transistor prodotti, sapendo operare una scelta applicativa in base alle caratteristiche dichiarate dal costruttore e alle esigenze applicative, con particolare riferimento ai dispositivi di potenza e alle applicazioni di controllo industriale sia di tipo lineare che in commutazione.


In laboratorio verranno progettate, realizzate e collaudate le schede relative a schemi scelti fra vari tipi di esercitazioni, alcune delle quali verranno assegnate agli allievi individualmente, altre a gruppi di due.

I circuiti da realizzare verranno scelti fra i seguenti:

- Temporizzatore a relè con ritardo regolabile.
- Controllo on-off a relè con isteresi regolabile e a soglia di tensione, di luminosità o di temperatura.
- Controllo di motore passo-passo con multivibratore astabile a 555, divisore, logiche e transistor.
- Controllo di motore passo-passo con circuiti integrati specifici (L297 ed L298).
- Alimentatore lineare di media corrente.
- Alimentatore switching di potenza con circuiti integrati L296 o L4962.
- Schemi operanti in bassa frequenza quali equalizzatore Riaa, controllo toni, filtro passa-banda, filtro notch e passa-banda.
- Amplificatore finale di potenza con integrati specifico (TDA2002 e TDA1540) oppure a transistor.
- Voltmetro a 3 digit basato su CA3161 e 3162.
- Variatore di intensità luminosa a Triac.
- Controllo della velocità di un motore in continua.
- Multimetro digitale a 3 cifre.

L'allievo deve essere in grado di conoscere i principi generali di funzionamento degli schemi elettrici esaminati, la funzione svolta dai componenti impiegati, le modalità di collaudo delle schede realizzate e i criteri di interpretazione dei dati ottenuti. Di ogni lavoro deve saper redigere un'adeguata relazione tecnica di analisi, funzionamento, collaudo e impiego.
Di ogni lavoro verrà illustrato lo schema elettrico ed analizzato il modo di operare delle singole parti nonché dei vari componenti utilizzati, indicando il criterio di dimensionamento e i parametri tipici, in modo da fornire agli allievi le necessarie metodologie di progetto nonché i criteri di ottimizzazione degli schemi utilizzati.
Ogni lavoro dovrà essere realizzato tramite un software di Cad elettronico sia per la parte di stesura dello schema sia per la parte di sbroglio dei collegamenti e di ottenimento del master per il circuito stampato. Di ogni lavoro dovrà essere redatta dal gruppo una relazione che comprenda l'analisi del modo di operare, il criterio ed il metodo di collaudo, i risultati ottenuti e gli eventuali problemi di realizzazione o funzionamento.

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