Lezioni di elettronica analogica - Fondamenti [Prima ed.] 8893853515, 9788893853514

Il materiale raccolto in questo libro è relativo alle lezioni del corso di Fondamenti di Elettronica tenute agli student

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Lezioni di Elettronica Analogica - Fondamenti
Indice
1 - Richiami di teoria delle reti elettriche
1.1 Considerazioni preliminari
1.2 Generatori
1.3 Le leggi di Kirchhoff
Text in Cloud - Esercitazione
1.4 Il partitore di tensione
1.5 Il partitore di corrente
1.6 Il teorema di Thevenin
Text in Cloud - Esercitazione
1.7 Il teorema di Norton
1.8 Il principio di sovrapposizione degli effetti
Text in Cloud - Esercitazione
1.9 La resistenza equivalente
Text in Cloud - Esercitazione
1.10 Circuiti in regime sinusoidale
Text in Cloud - Esercitazione
Text in Cloud - Esercitazione
1.11 Potenza
Text in Cloud - Esercitazione
2 - Gli amplificatori elettronici
2.1 Tipologie di amplificatori
2.2 Rappresentazione equivalente di un doppio bipolo lineare
2.3 Amplificatore di tensione con ingresso in tensione
2.4 Amplificatore di tensione con ingresso in corrente o amplificatore a transresistenza
2.5 Amplificatore di corrente con ingresso in tensione o amplificatore a transconduttanza
2.6 Amplificatore di corrente con ingresso in corrente
2.7 Determinazione dei parametri di un doppio bipolo generico
2.8 Considerazioni sui parametri del modello a doppio bipolo
2.9 Utilizzo dello schema a doppio bipolo
Text in Cloud - Esercitazione
2.10 Considerazioni sulla simbologia utilizzata per indicare i segnali
3 - Gli amplificatori elettronici reali
3.1 Linearità della transcaratteristica
3.2 Comportamento in frequenza
3.3 Comportamento di circuiti non lineari per segnali sinusoidali
4 - Il comportamento in frequenza degli amplificatori
4.1 Determinazione del guadagno di un amplificatore a banda limitata
4.2 Tracciamento dei diagrammi di Bode
4.3 Andamento effettivo dei diagrammi di Bode di poli e zeri complessi coniugati
Text in Cloud - Esercitazione
5 - L’amplificatore operazionale
5.1 L’amplificatore operazionale
5.2 Condizione di asimmetria dei guadagni
5.3 L’amplificatore operazionale ideale
5.4 L’amplificatore non invertente
Text in Cloud - Esercitazione
5.5 L’amplificatore invertente
Text in Cloud - Esercitazione
5.6 L’amplificatore differenziale
Text in Cloud - Esercitazione
5.7 Il circuito sommatore
5.8 Il circuito integratore
Text in Cloud - Esercitazione
5.9 Il circuito derivatore
Text in Cloud - Esercitazione
5.10 Amplificatore da strumentazione (INA)
5.11 L’amplificatore operazionale reale
5.12 Effetto della tensione di offset VOS
5.13 Effetto delle correnti di ingresso IB e IOS
5.14 Effetto della limitazione di guadagno |A|< infinito
5.15 Effetto delle resistenze di ingresso RD e RCM
Text in Cloud - Esercitazione
5.16 Simulazione dei circuiti
6 - Segnali bilanciati
Text in Cloud - Calcolo della matrice dei guadagni
Text in Cloud - Esercitazione
7 - La fisica dei semiconduttori
7.1 La resistenza elettrica
7.2 La teoria dei solidi
7.3 La conduzione di corrente nei semiconduttori
7.4 Il modello a bande di energia
7.5 Semiconduttori drogati
Text in Cloud - Compensazione del drogaggio
7.6 Legge dell’azione di massa
Text in Cloud - Esercitazione
8 - Caratteristiche elettriche dei semiconduttori
8.1 La corrente nei semiconduttori
8.2 Differenza di potenziale indotta da una concentrazione non uniforme
Text in Cloud - Esercitazione
8.3 Limite termico di funzionamento dei semiconduttori
8.4 Semiconduttori in condizione di non equilibrio termodinamico
8.5 Equazione di continuità della carica elettrica
9 - La giunzione pn
9.1 La giunzione pn in polarizzazione inversa
9.2 La giunzione pn in polarizzazione diretta
9.3 Il coefficiente di temperatura di una giunzione pn
9.4 Il diodo
9.5 Il fattore di idealità
Text in Cloud - Esercitazioni
9.6 Modello ai piccoli segnali del diodo
10 - Circuiti a diodi
10.1 Soluzione esatta di reti a diodi
10.2 Soluzione approssimata di reti a diodi
Text in Cloud - Esercitazione
10.3 Circuiti raddrizzatori a singola semionda
10.4 Circuiti raddrizzatori a doppia semionda
10.5 Circuiti raddrizzatori a doppia semionda con carico ohmico-capacitivo
Text in Cloud - Valutazione del ripple nel raddrizzatore a doppia semionda
10.6 Circuiti a diodi Zener
10.7 Stabilizzatore di tensione a diodo zener
Text in Cloud - Esercitazione
11 - Il transistor bipolare
11.1 Il transistor bipolare a giunzione (BJT)
11.2 Funzionamento in zona attiva diretta
Text in Cloud - Approfondimenti
11.3 Funzionamento in interdizione
11.4 Funzionamento in saturazione
11.5 Funzionamento in zona attiva inversa
11.6 Polarizzazione del transistor
11.7 Caratteristiche di uscita a emettitore comune
11.8 Modello ai piccoli segnali del transistor
11.9 La SOA del transistor
Text in Cloud - Esercitazioni
12 - Il transistor a effetto di campo
12.1 Il MOSFET
Text in Cloud - Esercitazione
12.2 Il JFET
13 - Circuiti a transistor bipolari
13.1 Analisi di un amplificatore a transistor bipolare
Text in Cloud - Polarizzazione di un transistor reale
Text in Cloud - Esercitazione
13.2 Amplificatore a emettitore comune con resistenza di emettitore (stadio CER)
13.3 Amplificatore a collettore comune (stadio CC)
Text in Cloud - Esercitazione
13.4 Amplificatore a base comune (stadio CB)
13.5 Configurazione darlington
13.6 Complementary feedback pair
13.7 Configurazione a simmetria complementare in classe B
13.8 Configurazione a simmetria complementare in classe AB
13.9 Configurazione cascode
13.10 Configurazione folded cascode
13.11 Amplificatori multistadio
13.12 L’amplificatore differenziale
Text in Cloud - Esercitazione
13.13 Circuiti a specchio di corrente
13.14 Struttura di un amplificatore operazionale
14 - Amplificatori a MOSFET
14.1 Polarizzazione dei transistor MOS
Text in Cloud - Esercitazione
14.2 Amplificatori a MOSFET
14.3 Amplificatore a gate comune
Text in Cloud - Esercitazione
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Table of Contents Cover Lezioni di Elettronica Analogica - Fondamenti Indice 1 - Richiami di teoria delle reti elettriche 1.1 Considerazioni preliminari 1.2 Generatori 1.3 Le leggi di Kirchhoff Text in Cloud - Esercitazione 1.4 Il partitore di tensione 1.5 Il partitore di corrente 1.6 Il teorema di Thevenin Text in Cloud - Esercitazione 1.7 Il teorema di Norton 1.8 Il principio di sovrapposizione degli effetti Text in Cloud - Esercitazione 1.9 La resistenza equivalente Text in Cloud - Esercitazione 1.10 Circuiti in regime sinusoidale Text in Cloud - Esercitazione Text in Cloud - Esercitazione 1.11 Potenza Text in Cloud - Esercitazione

2 - Gli amplificatori elettronici 2.1 Tipologie di amplificatori 2.2 Rappresentazione equivalente di un doppio bipolo lineare 2.3 Amplificatore di tensione con ingresso in tensione 2.4 Amplificatore di tensione con ingresso in corrente o amplificatore a transresistenza 2.5 Amplificatore di corrente con ingresso in tensione o amplificatore a transconduttanza

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1 2 3 10 10 12 13 15 17 18 19 20 22 23 27 30 31 34 37 39 41 42

46 47 51 51 56 56

2.6 Amplificatore di corrente con ingresso in corrente 2.7 Determinazione dei parametri di un doppio bipolo generico 2.8 Considerazioni sui parametri del modello a doppio bipolo 2.9 Utilizzo dello schema a doppio bipolo Text in Cloud - Esercitazione 2.10 Considerazioni sulla simbologia utilizzata per indicare i segnali

3 - Gli amplificatori elettronici reali 3.1 Linearità della transcaratteristica 3.2 Comportamento in frequenza 3.3 Comportamento di circuiti non lineari per segnali sinusoidali

4 - Il comportamento in frequenza degli amplificatori 4.1 Determinazione del guadagno di un amplificatore a banda limitata 4.2 Tracciamento dei diagrammi di Bode 4.3 Andamento effettivo dei diagrammi di Bode di poli e zeri complessi coniugati Text in Cloud - Esercitazione

5 - L’amplificatore operazionale 5.1 L’amplificatore operazionale 5.2 Condizione di asimmetria dei guadagni 5.3 L’amplificatore operazionale ideale 5.4 L’amplificatore non invertente Text in Cloud - Esercitazione 5.5 L’amplificatore invertente Text in Cloud - Esercitazione 5.6 L’amplificatore differenziale Text in Cloud - Esercitazione 5.7 Il circuito sommatore 5.8 Il circuito integratore Text in Cloud - Esercitazione 5.9 Il circuito derivatore Text in Cloud - Esercitazione 5.10 Amplificatore da strumentazione (INA)

447

58 59 60 61 62 67

70 70 75 78

79 80 82 90 92

101 101 104 106 108 109 113 114 116 117 119 120 124 124 127 128

5.11 L’amplificatore operazionale reale 5.12 Effetto della tensione di offset VOS 5.13 Effetto delle correnti di ingresso IB e IOS 5.14 Effetto della limitazione di guadagno |A|< infinito 5.15 Effetto delle resistenze di ingresso RD e RCM Text in Cloud - Esercitazione 5.16 Simulazione dei circuiti

6 - Segnali bilanciati

129 133 134 136 138 139 141

145

Text in Cloud - Calcolo della matrice dei guadagni Text in Cloud - Esercitazione

7 - La fisica dei semiconduttori 7.1 La resistenza elettrica 7.2 La teoria dei solidi 7.3 La conduzione di corrente nei semiconduttori 7.4 Il modello a bande di energia 7.5 Semiconduttori drogati Text in Cloud - Compensazione del drogaggio 7.6 Legge dell’azione di massa Text in Cloud - Esercitazione

8 - Caratteristiche elettriche dei semiconduttori 8.1 La corrente nei semiconduttori 8.2 Differenza di potenziale indotta da una concentrazione non uniforme Text in Cloud - Esercitazione 8.3 Limite termico di funzionamento dei semiconduttori 8.4 Semiconduttori in condizione di non equilibrio termodinamico 8.5 Equazione di continuità della carica elettrica

9 - La giunzione pn

149 152

156 156 158 160 162 168 171 172 174

179 179 184 186 187 188 190

193

9.1 La giunzione pn in polarizzazione inversa 9.2 La giunzione pn in polarizzazione diretta 9.3 Il coefficiente di temperatura di una giunzione pn 9.4 Il diodo 9.5 Il fattore di idealità 448

198 206 215 217 219

Text in Cloud - Esercitazioni 9.6 Modello ai piccoli segnali del diodo

10 - Circuiti a diodi

220 221

226

10.1 Soluzione esatta di reti a diodi 10.2 Soluzione approssimata di reti a diodi Text in Cloud - Esercitazione 10.3 Circuiti raddrizzatori a singola semionda 10.4 Circuiti raddrizzatori a doppia semionda 10.5 Circuiti raddrizzatori a doppia semionda con carico ohmico-capacitivo Text in Cloud - Valutazione del ripple nel raddrizzatore a doppia semionda 10.6 Circuiti a diodi Zener 10.7 Stabilizzatore di tensione a diodo zener Text in Cloud - Esercitazione

11 - Il transistor bipolare 11.1 Il transistor bipolare a giunzione (BJT) 11.2 Funzionamento in zona attiva diretta Text in Cloud - Approfondimenti 11.3 Funzionamento in interdizione 11.4 Funzionamento in saturazione 11.5 Funzionamento in zona attiva inversa 11.6 Polarizzazione del transistor 11.7 Caratteristiche di uscita a emettitore comune 11.8 Modello ai piccoli segnali del transistor 11.9 La SOA del transistor Text in Cloud - Esercitazioni

12 - Il transistor a effetto di campo 12.1 Il MOSFET Text in Cloud - Esercitazione 12.2 Il JFET

13 - Circuiti a transistor bipolari 13.1 Analisi di un amplificatore a transistor bipolare Text in Cloud - Polarizzazione di un transistor reale 449

226 228 231 236 240 240 243 247 249 251

256 256 259 276 280 280 284 284 292 294 303 305

310 310 341 344

354 354 359

Text in Cloud - Esercitazione 13.2 Amplificatore a emettitore comune con resistenza di emettitore (stadio CER) 13.3 Amplificatore a collettore comune (stadio CC) Text in Cloud - Esercitazione 13.4 Amplificatore a base comune (stadio CB) 13.5 Configurazione darlington 13.6 Complementary feedback pair 13.7 Configurazione a simmetria complementare in classe B 13.8 Configurazione a simmetria complementare in classe AB 13.9 Configurazione cascode 13.10 Configurazione folded cascode 13.11 Amplificatori multistadio 13.12 L’amplificatore differenziale Text in Cloud - Esercitazione 13.13 Circuiti a specchio di corrente 13.14 Struttura di un amplificatore operazionale

14 - Amplificatori a MOSFET 14.1 Polarizzazione dei transistor MOS Text in Cloud - Esercitazione 14.2 Amplificatori a MOSFET 14.3 Amplificatore a gate comune Text in Cloud - Esercitazione

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