Elettronica

Questo libro è abbandonato: nessun utente lo sta sviluppando. Se conosci l'argomento e sei interessato, adotta questo libro! Leggi il manuale di stile e come scrivere un libro. Se te ne stai occupando, e ritieni che questo annuncio sia stato messo per errore, semplicemente rimuovi questo avviso e... buon lavoro!

Copertina

Questo libro nasce con l'intento di raccogliere e diffondere le conoscenze e i traguardi raggiunti dall'elettronica moderna in lingua Italiana. Un testo del genere potrebbe essere un importante ausilio per gli studenti degli istituti tecnici, di Ingegneria dell'informazione e di fisica e in generale per chiunque voglia vederci più chiaro di questi oggetti sempre più pervasivi nella nostra vita quotidiana.

In questa introduzione sono illustrati alcuni concetti fondamentali e utili per lo studio dell'elettronica. Ovviamente una trattazione rigorosa di questi argomenti richiederebbe dei testi a se, quindi saranno fatte solo delle spiegazioni sommarie, dei richiami per l'appunto. I prerequisiti fondamentali per affrontare lo studio dell'elettronica sono essenzialmente l'analisi matematica e l'elettromagnetismo. Queste conoscenze vengono di solito acquisite nei corsi del primo anno di qualunque facoltà scientifica, le altre, richiamate qui sotto sono acquisibili facilmente per chi ha familiarità con la cultura scientifica di base.

• Richiami di teoria dei segnali
• Richiami di Teoria dei Sistemi
• Applicazione elettrotecnica

In questa sezione sono descritti i concetti fondamentali della fisica dei semiconduttori e i dettagli di funzionamento dei principali dispositivi usati nell'elettronica moderna. Le tre sezioni finali inoltre sono volte alla descrizione delle tecniche progettuali e realizzative dei circuiti stampati e integrati e ai metodi di caratterizzazione dei dispositivi elettronici, tutti argomenti che solitamente vengono tralasciati o solo accennati nei corsi universitari ma che rivestono un'elevata importanza in ambito lavorativo.

• Fisica dei semiconduttori
• Diodi
• Transistor Bipolari
• Transistor ad effetto di campo
• MEMS e Dispositivi Optoelettronici
• Tecnologia dei circuiti integrati
• Tecnologia dei circuiti stampati
• Caratterizzazione dei dispositivi a semiconduttore

In questa sezione viene "raccontata" l'elettronica analogica, a partire dai fondamentali fino a giungere agli aspetti più pratici e avanzati di questa disciplina. Anche se l'elaborazione analogica non è più predominante nel mondo elettronico questi argomenti sono sempre di fondamentale importanza sia per capire a fondo le problematiche dell'elettronica digitale e a radio frequenza sia perché le parti analogiche sono le naturali interfacce tra il mondo esterno e il mondo digitale costituendo il componente fondamentale di qualunque sistema abbia bisogno di interagire con qualsiasi grandezza fisica reale.

• Premessa - Regime dei piccoli Segnali
• Amplificatori a componenti discreti
• Amplificatori operazionali
• Struttura interna degli amplificatori operazionali
• Filtri attivi e passivi
• Oscillatori e generatori di forme d'onda
• Alimentatori controllati e riferimenti di tensione

In questa sezione vengono descritti i concetti fondamentali dell'elettronica digitale e le applicazioni di questi ultimi a circuiti realmente utili e di comune realizzazione come microprocessori, microcontrollori e sistemi embedded. A partire dal livello logico fondamentale e dalla descrizione dell'hardware si arriva gradatamente ad un approccio più sistemistico illustrando le metodologie di progettazione dei moderni circuiti digitali.

• Introduzioni alle reti logiche
• Principali famiglie logiche
• Circuiti aritmetici e combinatori
• Circuiti sequenziali
• Interconnessioni nei circuiti integrati
• Organizzazione di un Microprocessore
• Circuiti logici riconfigurabili
• Progettazione di sistemi elettronici digitali
• VHDL e Verilog
• Interfacciamento standard tra circuiti digitali

Il campo delle microonde e delle radiofrequenze è stato il motore principale dello sviluppo dell'elettronica moderna a partire da Guglielmo Marconi fino a giungere ai giorni nostri. Questi argomenti rivestono sempre una particolare importanza nella preparazione di qualunque ingegnere dell'informazione e sono alla base di molte tecnologie di largo utilizzo come RFID, WiFi o la televisione. Uno studio approfondito di questi concetti è inoltre importantissimo ai fini della prevenzione dell'inquinamento elettromagnetico e della comprensione delle problematiche della compatibilità elettromagnetica.

• Linee di trasmissione e circuiti a parametri distribuiti
• Campi elettromagnetici e propagazione libera
• Antenne
• Circuiti passivi a microonde
• Circuiti attivi a microonde
• Compatibiltà elettromagnetica

Anche se questo argomento può apparire marginale allo studente inesperto in realtà è di fondamentale importanza per chiunque si debba "sporcare le mani" con l'elettronica avere una chiara e netta conoscenza della modellistica matematica che sta dietro alle simulazioni dei dispositivi elettronici. Molti errori vengono spesso commessi perché ci si affida troppo a programmi di simulazione come PSpice e similari senza considerare i limiti e le reali potenzialità di questi strumenti. Ad oggi le simulazioni sono lo strumento principe di prototipazione elettronica e rappresentano un utilissimo strumento nelle mani del progettista avveduto ma anche una bomba innescata nelle mani del progettista che non le conosce a fondo.

• Introduzione ai modelli matematici e alle simulazioni
• Principali modelli matematici utilizzati in Elettronica
• Integrazione numerica e simulazione di sistemi dinamici
• Metodo delle differenze finite
• Metodo degli elementi finiti
• SPICE, Gnucap e altri simulatori