Il corso intende fornire i concetti di base dell’elettronica delle microonde. In particolare, partendo dalla descrizione e caratterizzazione sperimentale dei dispositivi attivi e passivi operanti ad alta frequenza, lo studente affronterà le diverse problematiche legate alla progettazione di circuiti a microonde.
Le principali conoscenze acquisite saranno: Le nozioni fisiche di base per lo studio e l’analisi dei dispositivi attivi e passivi operanti a microonde. Tecniche di misura ad alta frequenza per la caratterizzazione in regime lineare e non lineare. Progettazione di amplificatori di potenza.
Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno: Capacità di eseguire una scelta ragionata sulla tecnologia a semiconduttore (e.g. materiale, processo di fonderia) necessaria per una particolare applicazione. Analizzare le principali limitazioni derivanti dai dispositivi a semiconduttore in circuiti e sistemi elettronici lineari e non lineari a microonde. Caratterizzare dispositivi\circuiti\sistemi per applicazioni ad alta frequenza in regime lineare e non lineare. Affrontare il progetto di circuiti a microonde.
Prerequisiti
Le seguenti conoscenze risultano necessarie: Concetti elementari di teoria della probabilità. Concetti fondamentali di fisica, in particolari quelli riguardanti l’elettromagnetismo. Concetti di base di elettronica analogica e digitale.
Metodi didattici
Il corso è organizzato nel seguente modo: - lezioni registrate che coprono tutti gli argomenti del corso; - focus group in aula, con cadenza settimanale, su tutti gli argomenti del corso; - esercitazioni in laboratorio orientate al progetto di un amplificatore di potenza operante a microonde.
Verifica Apprendimento
L’esame consiste in una prova orale ed una prova di laboratorio, inerenti tutti gli argomenti trattati durante il corso, durante le quali lo studente dovrà dimostrare di aver assimilato gli argomenti trattati e di sapere eseguire collegamenti tra i vari argomenti.
Le due prove non possono essere sostenute separatamente, devono risultare entrambe sufficienti e contribuiscono con pesi uguali alla valutazione finale. Al fine di superare l’esame, lo studente dovrà ottenere una valutazione minima di 18 su 30.
Durante le prove non è possibile consultare testi, appunti o altro materiale.
Il superamento dell'esame è prova di aver acquisito le conoscenze e le abilità specificate negli obiettivi formativi dell'insegnamento.
Testi
Non esiste un testo che copra tutti gli argomenti del corso.
Per approfondimenti si suggeriscono i seguenti testi: R. S. Muller, T. I. Kamins, M. Chan, "Device Electronics for Integrated Circuits", Wiley, 2003. S. M. Sze, M.-K. Lee, “Semiconductor Devices: Physics and Technology”, Wiley, 2013. D. M. Pozar, “Microwave Engineering”, Wiley, 2011. G. Ghione, M. Pirola, ”Microwave Electronics”, Cambridge University Press, 2017. J. M. Golio, “Microwave MESFETs and HEMTs”, Artech House Publishers, 1991. G. Gonzalez, “Microwave Transistor Amplifiers”, Prentice Hall, 1997. P. Colantonio, F. Giannini, E. Limiti, “High Efficiency RF and Microwave Solid State Power Amplifiers”, Wiley, 2009. V. Teppati, A. Ferrero, M. Sayed, “Modern RF and Microwave Measurement Techniques”, Cambridge University Press, 2013. A. Raffo, G. Crupi, “Microwave Wireless Communications”, Academic Press (Elsevier), 2016.
Contenuti
Il corso prevede 64 ore di didattica tra lezioni (45 ore) e laboratorio (19 ore).
Introduzione (2.5 ore) Transistori operanti a microonde (HBT, MESFET ed HEMT) (12.5 ore) Tecniche di misura ad alta (e bassa) frequenza in regime lineare e non lineare (10 ore) Modellistica di transistori a microonde (10 ore) Amplificatori a microonde (10 ore) Sessioni di laboratorio (19 ore)
