Specializzazione di Elettronica e Telecomunicazioni

 

materia: TDP - Programmi preventivi per le classi Quinte

 

 



   

Programma da svolgere nell'ora settimanale di teoria:

Transistor a effetto di campo
Transistor jfet, mosfet di segnale, mosfet di potenza e Igbt singoli, in array e in moduli ibridi. Principio di funzionamento, analisi e interpretazione dei parametri elettrici e dei grafici caratteristici, in relazione ai modi di funzionamento in regime lineare e in commutazione. Relazione fra tecnologia costruttiva e caratteristiche ottenute.
L'allievo deve essere a conoscenza delle caratteristiche applicative dei transistor a effetto di campo, sapendo operare una scelta in base alle caratteristiche dichiarate dal costruttore e alle esigenze applicative, con particolare riferimento alle applicazioni di controllo sia di tipo lineare che in commutazione.

Tiristori
Transistor unigiunzione, diodo di Shockley, SCR, Diac, Triac e GTO. Struttura, modi di funzionamento, meccanismi di innesco, di conduzione e di blocco. Temporizzazioni relative al controllo on-off e a parzializzazione di fase. Parametri e curve caratteristiche, valori tipici disponibili in commercio, criteri di scelta e principali circuiti applicativi.
L'allievo deve conoscere i vari tipi di dispositivi utilizzati per la commutazione e interpretarne i dati caratteristici, dimostrandosi in grado di operare una scelta a seconda dei requisiti applicativi.

Circuiti integrati
Confronto fra sistemi a componenti discreti e a circuiti integrati: vantaggi dell'integrazione. Panoramica sull'evoluzione dei circuiti e delle tecnologie integrate (aumento della densità d'integrazione per i vari tipi di prodotti, riduzione delle geometrie utilizzate ed incremento delle prestazioni ottenibili in funzione delle tecnologie impiegate).
Circuiti integrati monolitici e relative tecnologie utilizzate per il silicio: tecnologia bipolare, Nmos e Cmos. Cenni alle tecnologie con isolamento ad ossido. Esempi di tecnologie per forti correnti ed elevate tensioni. Isolamento a giunzione e integrazione di transistor npn, pnp, jfet e mosfet, fenomeni e componenti parassiti. Integrazione di resistori, diodi e condensatori e confronto fra le prestazioni offerte dalle varie tecniche utilizzate.
L'allievo deve essere a conoscenza delle linee generali seguite dall'evoluzione delle tecnologie integrate di tipo monolitico, nonchè delle generalità sulle principali e più diffuse tecniche d'integrazione monolitica oggi impiegate per la realizzazione dei più comuni dispositivi a semiconduttore.

Logiche standard e semicustom
Evoluzione dei circuiti logici monolitici: logiche RTL, DTL, TTL, Ecl, Schottky LS, ALS e Fast, logiche Cmos standard e veloci, logiche in tecnologia mista BiCmos. Logiche programmabili e architetture PLA e PLD generiche. Confronto fra le circuitazioni interne utilizzate e le prestazioni tipiche, con analisi delle possibilità di personalizzazione di circuiti complessi.
L'allievo deve conoscere le caratteristiche dei principali tipi di logiche standard presenti sul mercato, dimostrandosi in grado di operare una scelta in base alle esigenze del sistema da realizzare.

Memorie a semiconduttore
Evoluzione delle tecnologie utilizzate per la realizzazione dei dispositivi di memoria ed evoluzione delle densità, delle prestazioni e delle architetture interne utilizzate.
Memorie volatili e non volatili: cenni costruttivi, analisi dell'architettura interna e del modo di funzionamento delle memorie Ram statiche, Ram dinamiche, CCD, Rom, Prom, Eprom, Earom, EEProm, Flash ed NV-Ram. Confronti fra pregi e difetti, con analisi dei più comuni ambiti applicativi.
L'allievo deve conoscere le principali caratteristiche dei vari tipi di memoria a stato solido, dimostrando di saper operare un confronto in termini di prestazioni, costi e consumi in relazione alle esigenze applicative.


Attività di laboratorio

Nel corso del 5'anno, così come previsto dai vigenti programmi, gli allievi lavoreranno su di un unico progetto, articolato sia dal punto di vista hardware che software, suddiviso per gruppi di lavoro e coordinato fra più discipline concorrenti.

I lavori si baseranno sul microcontroller 8751, con memoria EPROM on-chip, che potrà essere interfacciato con periferiche quali A/D converter multiplexato ad approssimazioni successive, D/A converter, modem multistandard Am7910, convertitore TTL-RS232, tastiera con decoder e display LCD di tipo intelligente.
Sul lavoro svolto ogni gruppo avrà il compito di stendere un'ampia relazione, che illustri le finalità della realizzazione, i criteri di progetto, le routine software utilizzate nonchè le tecniche di collaudo e debugging. La realizzazione dei disegni dello schema elettrico e del master per il circuito stampato (compreso quindi il relativo sbroglio) verranno realizzati dagli allievi su personal computer tramite apposito software di Cad elettronico (OrCad).
Tutti i componenti utilizzati nei progetti verranno trattati dall'insegnante sia dal punto di vista del loro funzionamento interno che del modo di interagire con il resto del circuito. Per quanto riguarda il software del microcontroller, esso è stato trattato nel 4' anno nel corso di Sistemi.

L'allievo deve essere in grado di conoscere il modo di operare degli schemi elettrici utilizzati, la funzione svolta dai componenti impiegati, i criteri di stesura e di ottimizzazione del software e le modalità di collaudo delle schede realizzate.

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