9796300 - Electronics for Telecommunications
systems
Modulo Mod. Fundamentals of analog electronics
Risultati di apprendimento attesi
Conoscenza e comprensione
Il modulo si prefigge di integrare le conoscenze di base sui dispositivi elettronici e sui circuiti analogici in tecnologia CMOS e Bipolare nell’ottica di una migliore fruizione del modulo “Electronics for Telecommunications”. Saranno inoltre affrontati argomenti relativi ai componenti passivi reattivi integrati e sul loro utilizzo nei circuiti a radio frequenza (RF). Infine, saranno dati alcuni cenni al back-end delle tecnologie di integrazione e alle principali linee guida nella definizione del layout dei circuiti RF.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Alla fine del modulo lo studente avrà le conoscenze necessarie per la comprensione del modulo “Electronics for Telecommunications” e una panoramica su aspetti tecnologici fondamentali per i circuiti RF e sarà in grado di progettare componenti induttivi integrati.
Autonomia di giudizio
Lo studente sarà in grado di progettare semplici circuiti analogici e componenti induttivi integrati effettuando autonomamente le opportune scelte progettuali.
Abilità comunicative
Lo studente inizierà ad acquisire il linguaggio tecnico dell’elettronica circuitale RF. L’esame orale consentirà agli studenti di affinare il linguaggio tecnico e le capacità comunicative.
Capacità di apprendimento
Lo studente sarà in grado di ampliare autonomamente le proprie conoscenze attraverso l’approfondimento sui testi consigliati.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
L'insegnamento prevede lezioni frontali con qualche esercitazione mirata a mettere in pratica, consolidare e ampliare i contenuti teorici.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
Prerequisiti richiesti
Conoscenza di elementi di base di elettronica analogica e di elettromagnetismo.
Frequenza lezioni
La frequenza non è obbligatoria ma fortemente consigliata trattandosi di un modulo con contenuti specialistici. È obbligatoria l’iscrizione alla piattaforma Studium che sarà utilizzata per tutte le comunicazioni inerenti allo svolgimento del modulo.
Contenuti del corso
Transistori bipolari: Nozioni di base sul transistore bipolare e modello equivalente per piccolo segnale in regione attiva diretta.
Stadio differenziale in tecnologia bipolare e MOS con carico resistivo: relazione di ampio segnale e guadagno.
Specchi di corrente: Specchio di corrente semplice in tecnologia bipolare e MOS. Specchio bipolare con recupero di corrente. Specchio di corrente cascode MOS. Cenni sul layout di uno specchio di corrente.
Cascole BJT e CMOS con carico resistivo in alta frequenza: guadagno, impedenze, dinamica di uscita.
Componenti passivi reattivi integrati: cenni sull’utilizzo, realizzazione su silicio, autorisonanza, perdite e fattore di qualità, cenni sulla progettazione di induttori e trasformatori integrati. Utilizzo del carico risonante e vantaggi in alta frequenza e dinamica rispetto al carico resistivo.
BEOL delle tecnologie RF e layout dei circuiti RF: caratteristiche dei layer metallici (materiali, spessori), modello distribuito di una connessione, principali linee guida nella definizione del layout dei circuiti RF.
Cenni sui simulatori EM 2D: introduzione al simulatore elettromagnetico (EM) 2D Momentum di Keysight Tecnologies.
Testi di riferimento
- Sedra - Smith, Microelettronic circuits, Oxford Univerity press.
- B. Razavi, “RF Microelectronics”, Ed. Theodore S. R., Prentice Hall.
- A. Scuderi, E. Ragonese, T. Biondi, G. Palmisano, "Integrated inductors and transformers: characterization, design and modeling for RF and mm-wave applications," CRC Press - Taylor & Francis Group, Nov. 2010.
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Transistori bipolari: Nozioni di base sul transistore bipolare e modello equivalente per piccolo segnale in regione attiva diretta | Testi n.1 e 2, materiale didattico su web. |
| 2 | Stadio differenziale in tecnologia bipolare e MOS con carico resistivo: relazione di ampio segnale e guadagno. | Testi n.1 e 2, materiale didattico su web. |
| 3 | Specchi di corrente: Specchio di corrente semplice in tecnologia bipolare e MOS. Specchio bipolare con recupero di corrente. Specchio di corrente cascode MOS. Cenni sul layout di uno specchio di corrente. | Testi n.1 e 2, materiale didattico su web. |
| 4 | Cascole BJT e CMOS con carico resistivo in alta frequenza: guadagno, impedenze, dinamica di uscita. | Testi n.1 e 2, materiale didattico su web. |
| 5 | Componenti passivi reattivi integrati: cenni sull'utilizzo, realizzazione su silicio, autorisonanza, perdite e fattore di qualità, cenni sulla progettazione di induttori e trasformatori integrati. Utilizzo del carico risonante e vantaggi in alta frequenza e dinamica rispetto al carico resistivo. | Testi n.2 e 3, materiale didattico su web. |
| 6 | BEOL delle tecnologie RF e layout dei circuiti RF: caratteristiche dei layer metallici (materiali, spessori), modello distribuito di una connessione, principali linee guida nella definizione del layout dei circuiti RF. | Testi n.2 e 3, materiale didattico su web. |
| 7 | Cenni sui simulatori EM 2D: introduzione al simulatore elettromagnetico (EM) 2D Momentum di Keysight tecnologies. | Testi n.2 e 3, materiale didattico su web. |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
La verifica sarà effettuata nel corso dell’unica prova orale, fare riferimento alle informazioni inserite nel modulo “Electronics for Telecommunications”.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
1. Parametri di piccolo segnale del transistore bipolare.
2. Specchi di corrente.
3. Stadio cascode in alta frequenza
4. Induttori integrati
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