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  DISPOSITIVI ELETTRONICI E SENSORI Docente: Di Natale Corrado D'Amico Arnaldo Email: damico@eln.uniroma2.it Telefono: 7349
    Programma del Corso
 
MODULO: DISPOSITIVI ELETTRONICI: Prof. A: D’Amico

Modelli a bande dei semiconduttori isolati ed accoppiati
Barriere metallo-metallo, metallo- semiconduttore, semiconduttore-semiconduttore
Analisi della barriera di Schottky
Contatti ohmici e condizioni tecnologiche per la loro fabbricazione
La teoria drift-diffusion applicata al diodo pn
Il diodo Gunn: teoria e tecnologia
Transistore: aspetti teorici e tecnologici, effetti Early e Kirk
Il trigger di Schmitt come esempio di generatore di forme d’onda rettangolari a fronti ultra-rapidi: Il problema della doppia accelerazione
Il condesatore MOS: teoria e tecnologia
La curva C/V interpretazione in regime di bassa e alta frequenza
Il MOSFET: teoria e tecnologia
Il CMOS come invertitore
Il funzionamento del MOSFET sottosoglia
Eterostrutture: teoria e tecnologia
Le strutture MESFET e MISFET
La struttura HEMT: teoria e tecnologia
TESTO DI RIFERIMENTO
Muller, Kamins: Device Electronics for Integrated Circuits Prentice Hall Inc. (Edizione italiana: Dispositivi elettronici integrati: Boringhieri-Bollati)

MODULO DI SENSORI (Prof. C. Di Natale)
PROGRAMMA
Definizioni generali
Sensori come dispositivi elettronici; Tassonomia; La catena di trasduzione: Le caratteristiche dei sensori: Risposta dinamica, curva di risposta, reversibilità, sensibilità, risoluzione, drift; Errori di misura e rumore elettronico

Elettronica per sensori
Generatori di tensione e corrente; Amplificatori operazionali; Amplificatore per strumentazione; Partitori e ponti; Per ogni circuito calcolo della sensibiltà e risoluzione

Sensori di temperatura
Termistori a semiconduttore; Resistance temperature detectors metalliche; Self-heating dei termistori ; Circuiti di misura ed ottimizzazione della sensibilità; Termistori a diodo Microsensori integrati: segnali PTAT (AD590, LM35); Rivelatori piroelettrici; Termocoppie; Effetto Seebeck, Peltier, Thomson; Potere termoelettrico assoluto; Configurazioni di misura; Circuiti per la compensazione della T di riferimento; Termopile; Voltmetro di valore efficace

Sensori ottici
Spettro elettromagnetico; Unità di misura; Leggi del corpo nero; Trasmissione ed assorbimento; Fotoconduttori; Effetto fotovoltaico e fotodiodi; Fotoemissione e fotomoltiplicatori Sensori infrarossi; Bolometri, piroelettrici, Cella di Golay; Misure in modulazione e amplificatore lock- in; Applicazioni di sensori ottici; Sensori a fibra ottica; Fotometria e spettroscopia

Sensori di campo magnetico
Magnetoresistenze; Sensori ad Effetto Hall; Magnetodiodi e MagFET: sonda Hall e splitted drain; Fluxgate magnetometer

Sensori di grandezze meccaniche
Sensori di posizione LVDT, trasduttore capacitivo; Posizone angolare: encoders ottici; effetto piezoelettrico; sensori di deformazione: strain gauge; configurazioni di misura; sensori di accelerazione; accelerometro a cantilever: calcolo della sensibilità; accelerometro integrato (ADXL50); sensori di pressione; Sensori differenziali: U-tube; sensori di pressione integrati;sensori di vuoto: Pirani gauge, penning gauge; sensori di flusso:effetto Venturi, anemometro a filo caldo, tubo Pitot, flussimetro elettromagnetico

Sensori Chimici
Unità di misura della concentrazione in aria e liquido; Sensori potenziometrici; Legge di Nernst; Ion selective electrodes; Sensori di gas resisitivi; Sensori potenziometri di ossigeno: sonda lambda; Sensori amperometrici di gas; Sensori di gas calorimetrici

Calibrazione dei sensori
Legge della regressione statistica; Errori di misura ed errori di calibrazione; Metodo dei minimi quadrati lineare e non lineare


TESTO DI RIFERIMENTO
D'Amico, Di Natale: Introduzione ai sensori, Ed. Aracne Dispense del docente

RISULTATI APPRENDIMENTI PREVISTI
Lo studente alla fine del modulo di sensori èdovraà essere in grado di calcolare la sensibilità e la risoluzione in circuiti comprendenti sensori; di progettare e analizzare semplici circuiti comprendenti i sensori studiati. Inoltre dovrà conoscere i principi fisici di funzionamento dei sensori studiati e di valutarne le proprietà applicative.