Elettronica Analogica

L’avvento e lo sviluppo dei circuiti integrati ha aggiunto una nuova dimensione allo studio dei circuiti elettronici ed i metodi “classici” di progettazione di circuiti a componenti discreti lasciano progressivamente il posto alla progettazione del sistema elettronico visto nel suo insieme, comprendente lo studio dei materiali, delle tecnologie, dei dispositivi e delle possibili soluzioni circuitali. Nell’ottica delle esigenze più attuali della progettazione dei microcircuiti elettronici si colloca il corso di elettronica analogica sviluppato in questo libro. Il testo, infatti, si propone di fornire, agli studenti universitari cui è principalmente indirizzato, gli elementi necessari all’analisi ed alla progettazione dei circuiti integrati analogici lineari e, in parte, non lineari, di impiego maggiormente diffuso nelle applicazioni della microelettronica. Come richiesto da una progettazione di tipo full-custom, gli argomenti trattati si estendono dallo studio dei principi di funzionamento e dei modelli dei dispositivi elementari, diodi, BJT e FET in Si ed in GaAs, all’analisi e progetto degli alimentatori, degli amplificatori alle basse, medie ed alte frequenze e degli oscillatori. Vengono esaminate le principali soluzioni circuitali per polarizzare e stabilizzare il punto di funzionamento dei dispositivi attivi, con le relative equazioni di progetto. Una trattazione adeguata viene riservata agli amplificatori integrati (OPAMP) in applicazioni lineari ed alla tecnologia di realizzazione dei circuiti integrati. L’impiego del simulatore PSPICE, per progettare e verificare il funzionamento di numerosi circuiti, è indice della predilezione del corso verso la progettazione automatica dei circuiti integrati (CAD). A tale proposito si mira a fornire equazioni di progetto che, senza perdere di vista i parametri circuitali essenziali, ben si prestano alla interazione del progettista, che effettua il dimensionamento di prima approssimazione dei circuiti, con il calcolatore, il cui impiego è mirato al raffinamento del progetto: è il caso, ad esempio, della determinazione della risposta in frequenza degli amplificatori con il metodo delle costanti di tempo. Lo studio dei circuiti retroazionati viene affrontato proponendo anche un metodo generale di analisi, vista l’importanza che ha la retroazione nell’elettronica. Il dominio di applicazione dei circuiti presi in considerazione riguarda principalmente il trattamento di segnali il cui spettro di frequenze si estende fino ad alcune centinaia di MHz. Tuttavia, una trattazione a parte, benchè abbastanza sintetica, viene riservata anche al progetto di circuiti integrati a microonde (MMIC) di cui vengono delineate le principali problematiche e, tramite un esempio concreto, le linee generali del progetto con l’impiego dei parametri S. La definizione dei criteri per accertare la stabilità in frequenza degli amplificatori consente di introdursi nello studio degli oscillatori lineari, le principali configurazioni circuitali e le relative equazioni di progetto e realizzazioni pratiche. Infine, un capitolo viene anche dedicato al problema del rumore nei circuiti elettronici, molto importante soprattutto nei circuiti per telecomunicazioni. Gli argomenti trattati, quindi, rendono di indubbia attualità il testo e sono stati selezionati proprio alla luce delle esigenze di progettazione delle industrie che producono circuiti elettronici. Per una migliore esposizione degli argomenti è sembrato preferibile riportare i numerosi esempi numerici proposti, nel corso della trattazione “teorica” degli argomenti, piuttosto che riservare una parte esercitativa separata. Questo modo di procedere ci sembra vada incontro alle esigenze del lettore, chiamato a “sperimentare” per apprendere, man mano che acquisisce nuovi contenuti. Per queste sue caratteristiche riteniamo che il libro sia particolarmente indicato per i Corsi di Laurea in Ingegneria Elettronica, Elettrica, Informatica e delle Telecomunicazioni, in cui si affronta lo studio della progettazione elettronica analogica, nonchè nei Corsi di Laurea in Fisica e Scienze dei Materiali. Inoltre, l’essenzialità con cui vengono affrontati gli argomenti e l’impostazione pratica data alla trattazione rendono utile il testo anche per gli studenti dei Corsi di Laurea Specialistica in Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni.