Programma
Modulo 1: Microelettronica
Definizione e storia della microelettronica
Evoluzione dei dispositivi elettronici: da componenti discreti a circuiti integrati
Materiali semiconduccitori: silicio, germanio, arsenico e gallio
L'importanza della microelettronica nelle tecnologie moderne: elettronica di consumo, computer, comunicazioni, automotive
Modulo 2: Fondamenti di Elettronica e Semiconduttori
Principi base dell'elettronica: corrente, tensione, potenza, resistori, condensatori e induttori
Struttura atomica dei materiali semiconduttori e teoria delle bande di energia
Principio di funzionamento dei diodi e dei transistori: giunzioni PN, diodo a giunzione, transistor bipolare (BJT) e transistor ad effetto di campo (FET)
Prove ed esperimenti su dispositivi a semiconduttore
Modulo 3: Circuiti Analogici e Dispositivi Lineari
Amplificatori operazionali: funzionamento, configurazioni, applicazioni
Circuiti a transistor: amplificatori, oscillatori, filtri
Analisi e progettazione di circuiti analogici
Circuiti integrati analogici: amplificatori, comparatori, oscillatori
Modulo 4: Tecniche di Fabbricazione dei Circuiti Integrati
Processo di produzione dei circuiti integrati: fotolitografia, deposizione, diffusione, ionizzazione
Tecniche di etching e passivazione
Tecnologia CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) e altre tecnologie di fabbricazione
Fabbricazione a livello di wafer e confezionamento dei chip
Modulo 5: Transistor a Effetto di Campo (FET)
Caratteristiche e funzionamento dei transistor a effetto di campo (FET)
Transistor MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET): struttura e operazione
Caratteristiche del dispositivo e applicazioni in circuiti digitali e analogici
Differenza tra MOSFET, JFET e MESFET
Modulo 6: Circuiti Digitali e Logica Digitale
Logica booleana: porte logiche, espressioni booleane, algebra booleana
Tecniche di progettazione dei circuiti logici combinatori e sequenziali
Flip-flop, registri e contatori
Circuiti integrati digitali: famiglie TTL, CMOS, gate logici
Modulo 7: Circuiti a Stato Solido e Semiconduttori Avanzati
Introduzione ai dispositivi a stato solido avanzati: LED, laser, fotodiodi
Applicazioni dei dispositivi a stato solido in optoelettronica
Sensori e attuatori a semiconduttore: sensori di temperatura, umidità, pressione
Dispositivi MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems): principi e applicazioni
Modulo 8: Circuiti Integrati Digitali Avanzati
Architettura dei circuiti integrati digitali: ASIC, FPGA, CPLD
Progettazione di circuiti digitali con linguaggi hardware descrittivi (HDL) come VHDL e Verilog
Sintesi logica e simulazione di circuiti digitali
Tecniche di test e debug nei circuiti digitali integrati
Modulo 9: Amplificatori Operazionali e Circuiti Lineari
Struttura e funzionamento degli amplificatori operazionali (Op-Amp)
Applicazioni di amplificatori operazionali: amplificatori in feedback, filtri attivi, comparatori
Realizzazione di circuiti lineari: amplificazione di segnali, regolazione di guadagno, equalizzazione
Tecniche di progettazione dei circuiti con op-amp e linearizzazione dei segnali
Modulo 10: Sistemi a Microcontrollore e Microprocessore
Architettura e principi di funzionamento di microcontrollori e microprocessori
Tipologie di microcontrollori: 8-bit, 16-bit, 32-bit
Comunicazione tra microcontrollori e periferiche: bus, interfacce I/O
Progettazione di sistemi embedded e applicazioni pratiche dei microcontrollori
Modulo 11: Memorie e Archiviazione dei Dati
Tipi di memorie elettroniche: RAM, ROM, EEPROM, Flash, SRAM, DRAM
Tecniche di lettura e scrittura in memorie non volatili e volatili
Architettura di memorie a semiconduttore: celle di memoria, organizzazione e struttura
Tecnologie avanzate di memoria: memorie resistive, memorie a cambiamento di fase
Modulo 12: Circuiti di Potenza e Gestione Energetica
Introduzione ai circuiti di potenza: alimentatori, regolatori, inverter
Gestione dell'alimentazione nei circuiti integrati
Circuiti di protezione e filtraggio in sistemi elettronici di potenza
Applicazioni nei dispositivi portatili e sistemi embedded
Modulo 13: Reti e Comunicazioni Elettroniche
.le comunicazioni elettroniche: principi base di trasmissione e modulazione
Circuiti elettronici per la trasmissione dati: modulatori, demodulatori, filtri
Tecniche di comunicazione digitale e analogica
Circuiti per reti di comunicazione e applicazioni wireless: Wi-Fi, Bluetooth, 5G
Modulo 14: Tecniche di Test e Diagnostica dei Circuiti
Strumenti di test per la microelettronica: oscilloscopi, analizzatori di spettro, multimetri, analizzatori di logica
Tecniche di misura nei circuiti integrati: test delle performance, test di funzionamento, test termico
Diagnosi dei guasti nei dispositivi elettronici e metodi di riparazione
Utilizzo della simulazione per il test dei circuiti: SPICE e altre simulazioni circuitali
Modulo 15: Applicazioni Avanzate della Microelettronica
Microelettronica nelle tecnologie emergenti: dispositivi indossabili, Internet delle cose (IoT), veicoli autonomi
Applicazioni nel settore automobilistico: sensori, attuatori, circuiti di controllo
Microelettronica nella medicina: dispositivi medicali impiantabili, sensori bioelettronici
Tecnologie di produzione avanzate: stampa 3D dei dispositivi elettronici, circuiti flessibili
