Docente

prof.  Pierpaolo PALESTRI

Crediti

6 CFU

Obiettivi formativi specifici

Il corso si propone di illustrare i principi di funzionamento, i principali criteri di progetto, le prestazioni e le problematiche delle porte logiche e dei circuiti digitali, con particolare riferimento a quelli in tecnologia MOS. Contenuti del corso:• caratteristiche, prestazioni e fattori di merito delle famiglie logiche e dei circuiti digitali; principi di funzionamento, caratteristiche elettriche, modelli per grande e piccolo segnale dei MOSFET; logiche MOS statiche: caratteristiche statiche e di commutazione delle logiche a rapporto; logiche CMOS statiche: Full CMOS, pseudo-nMOS, logiche a pass transistors, logiche DCVSL;• buffer CMOS; logiche CMOS dinamiche: caratteristiche generali e problemi dei circuiti dinamici. Stili di progettazione Domino CMOS, np-CMOS; consumo di potenza nei circuiti digitali.

Competenze acquisite

- Comprendere la terminologia e i parametri che descrivono i circuiti digitali.
- Individuare le tecnologie e gli stili circuitali più idonei alla realizzazione di porte logiche e celle di libreria a partire da specifiche di progetto.
- Analizzare le proprietà di circuiti e famiglie logiche ai fini dell'elaborazione di segnali digitali.
- Definire il flusso logico di progettazione di semplici circuiti digitali.§
- Uso di strumenti CAD per la progettazione di circuiti digitali.
- Progettare porte logiche elementari in diverse tecnologie e stili di progetto.
- Utilizzare programmi per l'analisi e il progetto di circuiti elettronici per applicazioni digitali.

Programma

Caratteristiche e prestazioni dei circuiti digitali: segnali analogici e digitali, logiche a interruttori, fattori di merito relativi alle caratteristiche statiche, dinamiche e di consumo (6 ore).
Il transistore MOS: funzionamento fisico del transistore MOSFET; modelli matematici per piccoli e grandi segnali in regione lineare, di saturazione e sottosoglia; modelli per la simulazione circuitale (10 ore).
Logiche statiche MOS e CMOS: logiche a rapporto, logiche full CMOS, pseudo nMOS, pass transistors e DCVSL. (20 ore).
Logiche dinamiche CMOS: generalità, ripartizione di carica, leakage, logiche a precarica, Domino e np-CMOS (8 ore).
Consumo di potenza: Contributo statico, dinamico, di corto circuito e di glitch  (6 ore).
Esercitazioni (10 ore).
Laboratorio (10 ore).

Bibliografia

- J.M.Rabaey, Digital Integrated Circuits: a design perspective, Prentice Hall
- E.Franchi, L.Selmi, Esercizi d'esame di Elettronica digitale, Patron
- David Esseni "Fondamenti di Circuiti Digitali Integrati CMOS", SGEditoriali, Padova 2006

Modalità d'esame

prova scritta e orale