Programma del corso di Laboratorio di Fisica V

Versione del 9/9/2003

Prof. Francesco Forti
A.A. 2003/2004

Struttura a bande nei solidi cristallini.  Impurezze, drogaggio e
livello di Fermi.  Materiali semiconduttori: Ge, Si, GaAs.

Elementi di programmazione in linguaggio Fortran: dichiarazioni e dati,
istruzioni di controllo, cicli. La libreria dedicata per i segnali digitali.

Giunzioni p-n, diodi, curva caratteristica I-V. Diodi Zener.
Transistori bipolari a giunzione e loro uso come amplificatori nelle
configurazioni di base, emettitore e collettore comune.  Loro uso come
interruttori nei circuiti logici. 

Transistori ad effetto di campo: J-FET, MOS-FET.  Loro applicazioni in
circuiti lineari e digitali. Effetto Hall nei semiconduttori.

Introduzione alla rappresentazione digitale dei dati.  Circuiti logici
combinatori. Rappresentazione normale delle funzioni logiche.
Famiglie di circuiti logici: TTL, CMOS, ECL. Multivibratori astabile e
monostabile.

Circuiti logici sequenziali: Flip-Flop SR, JK, D-type. Applicazioni
dei circuiti sequenziali: macchina a stati. Esempi semplici di
divisori di frequenza. Contatori digitali, contatori decimali,
frequenzimetro. Registri, bus e circuiti logici tri-state.
Sintetizzatori di frequenza.

Introduzione alla struttura del personal computer: CPU, bus, Semplici
dispositivi di I/O: tastierino, display a 7 segmenti.  Cenni
all'architettura dei processori, alla stratificazione del software ed
ai sistemi operativi.

Esercitazioni.

1) Presentazione della strumentazione disponibile in laboratorio ed
   esercizi sul suo uso.
2) Uso dei computer in laboratorio. Rappresentazione esadecimale dei
   caratteri. Esercizi semplici di programmazione.
3) Diodi semiconduttori. Diodi Zener. Curva I-V. Capacita' parassita
   della giunzione.
4) Amplificatore con transistor in configurazione emettitore comune.
5) Preamplificatore a larga banda con transistor bipolari.
6) Circuito NOT compatibile TTL realizzato con elementi discreti.
7) Uso di transistori FET a giunzione.
8) Misura dell'effetto Hall in silicio.
9) Completamento misura effetto Hall.
10) Circuiti integrati digitali; costruzione di circuiti logici ed
    aritmetici elementari con porte NAND.
11) Sincronizzazione di un astabile. Costruzione di un monostabile con
    porte logiche.
12) Input/Output di segnali digitali dal computer. Misura diretta con
    oscilloscopio del tempo di esecuzione di un programma Fortran.
13) Controllo di un comparatore digitale tramite collegamento al
    computer.
14) Realizzazione di un latch con porte NAND. Divisori di frequenza
    con Flip-Flop tipo D.
15) Uso di un registro a 8 bit per divisori di frequenza multipli.
16) Contatore esadecimale programmabile e sua gestione software.
17) Uso di un multiplexer digitale per realizzare circuiti logici
    combinatori.
18) Circuiti di interfaccia per una tastierina esadecimale.
19) Gestione di un sintetizzatore tramite tastierina.
20) Programmazione di un sintetizzatore via computer.