Fondamenti di elettronica digitale teoria + esercizi (Materiale completo per l'esame)

Fondamenti di elettronica digitale

Materiali e tecnologie

Materiali semiconduttori e cenni sulle tecnologie di fabbricazione dei circuiti integrati: tecnologia planare.

Dispositivi a semiconduttore

Diodo a giunzione, MOSFET e BJT: funzionamento ed equazioni caratteristiche.

Introduzione all'elettronica digitale

Elemento logico ideale. Invertitore ideale ed invertitore reale. Proprietà dei circuiti digitali. Grandezze caratteristiche dei circuiti digitali: margini di rumore, escursione e soglia logica, fan-in e fan-out, tempi di propagazione, potenza dissipata, prodotto ritardo-potenza dissipata. Panoramica delle famiglie logiche. Confronto tra prestazioni delle diverse famiglie logiche.

Famiglia logica NMOS

Logica a rapporto. Calcolo dei margini di rumore, della potenza dissipata e dei tempi di propagazione degli invertitori NMOS con carico resistivo, carico ad arricchimento ed a svuotamento. Ottimizzazione dell'area di un invertitore NMOS. Porte elementari NMOS.

Famiglia logica CMOS

Proprietà della famiglia logica CMOS. Calcolo dei margini di rumore, della potenza dissipata e dei tempi di propagazione dell'invertitore CMOS. Porte elementari CMOS. Buffer di tipo tri-state. Riduzione in scala dei circuiti. Instabilità elettriche nei circuiti CMOS: latch-up e limitazioni nelle tensioni.

Famiglia logica TTL

Generalità. Invertitore TTL con totem-pole. FAN-IN e FAN-OUT. Tempi di commutazione. Porte elementari TTL. Logica di tipo Schottky (cenni).

Famiglia logica ECL

Generalità. Invertitore ECL. Tempi di commutazione. Porte elementari ECL. Comportamenti non ideali in commutazione.

Interfacciamento di famiglie logiche differenti

• Interfacciamento TTL-CMOS
• Interfacciamento CMOS-TTL
• Interfacciamento ECL-TTL
• Interfacciamento TTL-ECL

Logica cablata

• Logica cablata in NMOS
• Logica cablata in ECL
• Logica cablata in TTL
• Logica cablata in CMOS
• Porte a tre stati
• Invertitore CMOS a tre stati
• Invertitore TTL a tre stati

Logica BiCMOS

Caratteristiche generali della logica BiCMOS; invertitore BiCMOS; porte logiche BiCMOS.

Fondamenti di elettronica digitale

Materiali e tecnologie

Materiali semiconduttori e cenni sulle tecnologie di fabbricazione dei circuiti integrati: tecnologia planare.

Dispositivi a semiconduttore

Diodo a giunzione, MOSFET e BJT: funzionamento ed equazioni caratteristiche.

Introduzione all'elettronica digitale

Elemento logico ideale. Invertitore ideale ed invertitore reale. Proprietà dei circuiti digitali. Grandezze caratteristiche dei circuiti digitali: margini di rumore, escursione e soglia logica, fan-in e fan-out, tempi di propagazione, potenza dissipata, prodotto ritardo-potenza dissipata. Panoramica delle famiglie logiche. Confronto tra prestazioni delle diverse famiglie logiche.

Famiglia logica NMOS

Logica a rapporto. Calcolo dei margini di rumore, della potenza dissipata e dei tempi di propagazione degli invertitori NMOS con carico resistivo, carico ad arricchimento ed a svuotamento. Ottimizzazione dell'area di un invertitore NMOS. Porte elementari NMOS.

Famiglia logica CMOS

Proprietà della famiglia logica CMOS. Calcolo dei margini di rumore, della potenza dissipata e dei tempi di propagazione dell'invertitore CMOS. Porte elementari CMOS. Buffer di tipo tri-state. Riduzione in scala dei circuiti. Instabilità elettriche nei circuiti CMOS: latch-up e limitazioni nelle tensioni.

Famiglia logica TTL

Generalità. Invertitore TTL con totem-pole. FAN-IN e FAN-OUT. Tempi di commutazione. Porte elementari TTL. Logica di tipo Schottky (cenni).

Famiglia logica ECL

Generalità. Invertitore ECL. Tempi di commutazione. Porte elementari ECL. Comportamenti non ideali in commutazione.

Interfacciamento di famiglie logiche differenti

• Interfacciamento TTL-CMOS
• Interfacciamento CMOS-TTL
• Interfacciamento ECL-TTL
• Interfacciamento TTL-ECL

Logica cablata

• Logica cablata in NMOS
• Logica cablata in ECL
• Logica cablata in TTL
• Logica cablata in CMOS
• Porte a tre stati
• Invertitore CMOS a tre stati
• Invertitore TTL a tre stati

Logica BiCMOS

Caratteristiche generali della logica BiCMOS; invertitore BiCMOS; porte logiche BiCMOS.

Elettronica oggi

Realizzare una funzione logica non dura fin quando un programma ed un microprocessore; oggi la progettazione dei chip è fatta solo dalle multinazionali come l'Intel, i comparti degli elettronici non assemblano per i modelli circuitali.

Oggi ormai si chiamano i nuovi circuiti integrati, che contengono una grande quantità di componenti semplici; e poi abbiamo i circuiti con componenti discreti.

Chi realizza diodici su una macchina, era un assemblatore di microtransistori e componenti. L'importante era di montare esterno ai moduli che mettevano al blocco.

La produzione e vendita di circuiti integrati è ciò che rende notato oggi anno negli elettroni, infatti oggi ci sono prodotti più trasversati di prodotti negli anni recentori.

In cui l'analizzazione era ancora a livello di integrazione di componenti, non uscita d'ogni prodotto, ma venduto anche in dimensione media fino alla misura che è circa 10^-9 m, una rielaborazione di nanotecnologie (è un