Topic outline

    • Curs
    •••
    L. Lab.
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    Proiect de an
    •••
    Evaluări
    •••
    Material teoretic
    •••

    • T1. Introducere. Punctul static de funcţionare (PSF) al tranzistorului bipolar/unipolar, caracteristici V-A, dreapta de sarcină

      Obiective
      • definirea PSF (bias) pentru BJT și MOSFET/JFET;
      • trasarea caracteristicilor V-A de intrare/ieșire;
      • determinarea dreptei de sarcină și a punctului Q;
      • evaluarea zonelor de funcționare (tăiere, activă, saturație/ohmică).
      Cuvinte-cheie: PSF / bias BJT MOSFET/JFET caracteristică V-A dreapta de sarcină
      PSF/bias: setarea curentului/tensiunii medii pentru a opera în zona dorită.
      BJT: tranzistor bipolar; control de curent bază–emițător.
      MOSFET/JFET: tranzistor unipolar; control de tensiune poartă–sursă.
      Caracteristică V-A: dependența curent–tensiune pe intrare/ieșire.
      Dreapta de sarcină: locul geometric al punctelor impuse de rezistența de sarcină.

      T2. Caracteristica semnalelor. Elemente și echipamente electronice liniare. Tehnica microcircuitelor și aplicații

      Obiective
      • clasificarea semnalelor (continuă, variabilă, armonică, impulsulară);
      • parametrii semnalelor: amplitudine, medie, RMS, fază, frecvență, spectru;
      • revizuirea elementelor liniare (R, L, C) și a echipamentelor analogice;
      • noțiuni despre microcircuite (monolitice/hibrid) și domenii de utilizare.
      Cuvinte-cheie: RMS spectru linear microcircuit aplicații
      RMS: valoarea eficace a semnalului.
      Spectru: reprezentarea în frecvență a semnalului.
      Microcircuit: circuit integrat (IC) realizat pe un substrat comun.

      T3. Amplificatoare. Clasificare și indici de bază. Amplificatorul de curent alternativ (AC)

      Obiective
      • clasificarea amplificatoarelor (clase A, B, AB, C, D);
      • definirea câștigului, benzii, distorsiunilor, impedanțelor;
      • modelarea AC mic-semnal și răspunsul în frecvență;
      • calculul punctului Q și al dreptei de sarcină pentru AC.
      Cuvinte-cheie: clase A/B/AB câștig bandă distorsiuni impedanță
      Câștig: raport ieșire/intrare în tensiune sau curent (dB).
      Bandă: interval de frecvențe cu răspuns acceptabil.
      Distorsiuni: abateri neliniare/armonice ale semnalului.

      T4. Amplificatoare de curent continuu (DC). Etajul diferențial. Amplificatorul operațional (AO)

      Obiective
      • analiza etajelor DC și derivația la zero;
      • principiul etajului diferențial, CMRR și offset;
      • modelul ideal/real de AO și parametrii principali;
      • stabilitatea buclei de reacție (margini de fază/câștig).
      Cuvinte-cheie: etaj diferențial AO CMRR offset stabilitate
      CMRR: raport de respingere a semnalului comun.
      Offset: tensiune/curent rezidual la intrare/ieșire pentru zero intrare.
      AO: amplificator cu câștig mare, folosit cu reacție negativă.

      T5. Circuite electronice cu AO. Amplificatoare selective și filtre active

      Obiective
      • configurații AO: neinversor, inversor, sumator, diferențiator, integrator;
      • realizarea filtrelor active (LP/HP/BP/BS) cu AO;
      • selectivitate, ordinul filtrului și Q-factor;
      • stabilitatea și zgomotul în circuite cu AO.
      Cuvinte-cheie: inversor/neinversor sumator filtru activ Q-factor selectivitate
      Filtru activ: filtru cu AO și elemente R/C (fără inductoare).
      Q-factor: măsură a selectivității/atenuării în afara benzii.
      Obiective
      • compararea stabilizatoarelor liniare vs. în comutație (buck/boost);
      • indicatori: ripple, PSRR, randament, dropout;
      • alegerea componentelor pasive și a protecțiilor;
      • analiza stabilității și bucla de feedback.
      Cuvinte-cheie: LDO buck/boost PSRR ripple feedback
      LDO: stabilizator liniar cu cădere mică de tensiune.
      PSRR: capacitatea de respingere a variațiilor de pe alimentare.

      T7. Tipuri de elemente logice: DTL, TTL, ECL, CMOS-L etc. Schemele circuitelor logice

      Obiective
      • revizuirea familiilor logice și a nivelurilor de tensiune;
      • parametri: fan-in, fan-out, timp de propagare, consum;
      • implementarea porților de bază și a echivalentelor lor;
      • compatibilitate între familii și interfațare.
      Cuvinte-cheie: DTL/TTL/ECL/CMOS fan-out tprop nivel logic interfațare
      TTL/CMOS: familii logice populare cu performanțe diferite.
      Fan-out: nr. maxim de intrări comandate de o ieșire.
      tprop: întârzierea de propagare intrare→ieșire.

      T8. Bistabile asincrone/sincrone. Bistabile MS (RS-C, D-C, JK-C), inversor, legături de validare. Echipamente numerice combinaționale

      Obiective
      • tipuri de bistabile (SR, JK, D, T), asincron vs. sincron;
      • principiul Master-Slave și condiții de comutare;
      • diagrame temporale și stări interzise/evitate;
      • sumator, comparator, codor/decodor, multiplexor/demultiplexor — principii și scheme.
      Cuvinte-cheie: SR/JK/D/T Master-Slave diagrame temporale mux/demux sumator/comparator
      Master-Slave: două etaje cască pentru evitarea hazardelor în timpul ceasului.
      Multiplexor: selectează una din mai multe intrări pe o singură ieșire.

      T9. Generatoare de semnale impulsulare dreptunghiulare și „dinte ferăstrău”. Rezistență negativă. Parametri ai semnalelor

      Obiective
      • principii de generare: astabil, monostabil, bistabil;
      • generatoare de rampă și „dinte ferăstrău” cu RC/curent constant;
      • generatoare cu elemente cu rezistență negativă (ex.: diodă tunel);
      • măsurarea parametrilor: perioadă, factor de umplere, jitter, creștere/cădere.
      Cuvinte-cheie: astabil/monostabil dinte ferăstrău rezistență negativă duty-cycle jitter
      Rezistență negativă: regiune V-A cu panta negativă, folosită la oscilatoare.
      Duty-cycle: raportul duratei „high” la perioadă.

      T10. Tipuri de memorii. ROM. Circuite combinaţionale de deplasare. Regiştri

      Obiective
      • clasificarea memoriilor (ROM, RAM, EEPROM, Flash);
      • organizarea internă, timming și interfațare;
      • circuite de deplasare (shift) și registre (SIPO/PISO, universal);
      • aplicații: conversie serial-paralel, bufferizare, generare de secvențe.
      Cuvinte-cheie: ROM/RAM/Flash timming registru shift-register SIPO/PISO
      ROM: memorie numai-citire, conține logici/constante fixe.
      Registru: lanț de bistabile pentru reținere/deplasare de biți.
      SIPO/PISO: serial-in/parallel-out și inversul.

    • LL1. Componente semiconductoare

      Obiective
      • studiul joncțiunilor p-n și al caracteristicii VA;
      • măsurarea tensiunii de prag și a curentului invers;
      • analiza aplicațiilor diodelor în circuite de redresare.
      Cuvinte-cheie: semiconductor joncțiune p-n diodă tensiune de prag curent invers
      semiconductor: material cu conductivitate intermediară între izolant și conductor, utilizat la fabricarea componentelor electronice.
      joncțiune p-n: interfață între regiunea de tip P (cu goluri) și cea de tip N (cu electroni liberi), care permite conducția într-un singur sens.
      diodă: componentă electronică bazată pe o joncțiune p-n, folosită la redresare, protecție și comutare.
      tensiune de prag: valoarea minimă a tensiunii directe la care dioda începe să conducă curent semnificativ.
      curent invers: curentul foarte mic care circulă prin diodă când este polarizată invers, datorat purtătorilor minoritari.

    • LL2. Multivibratoare tranzistorizate

      Obiective
      • studiul principiului de funcționare al multivibratoarelor;
      • realizarea circuitelor astabile, monostabile și bistabile;
      • măsurarea frecvenței și a factorului de umplere;
      • observarea semnalelor pe osciloscop și analiza temporizării.
      Cuvinte-cheie: multivibrator astabil monostabil bistabil duty-cycle
      multivibrator: circuit electronic cu reacție pozitivă, folosit la generarea sau menținerea unor stări logice alternante.
      astabil: multivibrator fără stare stabilă, generează continuu impulsuri dreptunghiulare.
      monostabil: are o singură stare stabilă și produce un singur impuls la declanșare.
      bistabil: are două stări stabile, funcționează ca un element de memorie (flip-flop).
      duty-cycle: raportul dintre durata semnalului „activ” (nivel logic 1) și perioada totală a semnalului.

    • LL3. Tehnologia tranzistoarelor și amplificatoarelor

      Obiective
      • identificarea elementelor unui tranzistor BJT;
      • determinarea caracteristicilor de transfer și de ieșire;
      • măsurarea câștigului și a distorsiunilor;
      • compararea claselor de amplificare (A, B, AB, C).
      Cuvinte-cheie: BJT clasă A clasă B câștig distorsiune
      BJT: tranzistor bipolar cu joncțiune, componentă activă care amplifică curentul.
      clasă A: mod de funcționare continuu cu semnal pe toată perioada, oferă fidelitate mare, dar randament mic.
      clasă B: conduce doar jumătate din semnal, cu eficiență mai bună, dar distorsiune mai mare.
      câștig: raportul dintre tensiunea/curentul de ieșire și cel de intrare (măsoară amplificarea).
      distorsiune: modificare nedorită a formei semnalului în urma amplificării.

    • LL4. Tranzistoare cu efect de câmp (FET)

      Obiective
      • identificarea structurilor MOSFET și JFET;
      • trasarea caracteristicilor de transfer și ieșire;
      • determinarea câștigului și a rezistențelor de intrare/ieșire;
      • analiza aplicațiilor în amplificatoare de semnal mic.
      Cuvinte-cheie: FET MOSFET JFET efect de câmp conductanță
      FET: tranzistor cu efect de câmp, controlat prin tensiune aplicată la poartă.
      MOSFET: tip de FET cu poartă izolată prin oxid, utilizat pe scară largă în circuite digitale și de putere.
      JFET: tranzistor cu poartă de joncțiune, controlat prin polarizarea inversă a joncțiunii p-n.
      efect de câmp: fenomenul prin care tensiunea de la poartă controlează curentul prin canalul de semiconductori.
      conductanță: raportul dintre curentul de ieșire și tensiunea de poartă, exprimând sensibilitatea tranzistorului.

    • LL5. Amplificatoare operaționale (AO)

      Obiective
      • configurarea unui amplificator operațional în mod inversor și neinversor;
      • determinarea câștigului în tensiune și a limitelor de saturație;
      • studierea funcției de reacție negativă;
      • utilizarea AO în sumator și comparator.
      Cuvinte-cheie: AO reacție negativă sumator comparator saturație
      AO: amplificator diferențial de tensiune cu câștig mare, utilizat în circuite analogice.
      reacție negativă: tehnică prin care o parte din semnalul de ieșire este aplicată înapoi la intrare pentru stabilizare.
      sumator: circuit care produce o tensiune de ieșire proporțională cu suma intrărilor.
      comparator: circuit care compară două tensiuni și produce o ieșire logică în funcție de rezultat.
      saturație: stare în care AO atinge limita maximă a tensiunii de ieșire posibilă.

    • LL6. Dispozitive semiconductoare de putere

      Obiective
      • studiul tiristoarelor, triacurilor și IGBT-urilor;
      • analiza comutației și declanșării la sarcină;
      • determinarea caracteristicilor de comutare;
      • aplicații în reglarea puterii și tensiunii.
      Cuvinte-cheie: tiristor triac IGBT comutație declanșare
      tiristor: dispozitiv de putere care conduce curent doar după ce este declanșat printr-un impuls de poartă.
      triac: componentă semiconductoare ce permite conducția în ambele direcții, utilizată în reglarea curentului alternativ.
      IGBT: tranzistor bipolar cu poartă izolată, combină avantajele BJT și MOSFET pentru aplicații de înaltă putere.
      comutație: procesul de trecere a dispozitivului între starea de conducție și cea blocată.
      declanșare: aplicarea unui impuls de comandă pentru inițierea conductivității dispozitivului.

    • LL7. Surse de alimentare analogice

      Obiective
      • realizarea surselor liniare cu stabilizare Zener;
      • analiza stabilizatorului serie și paralel;
      • măsurarea tensiunii de ieșire și a factorului de ripple;
      • testarea protecțiilor la suprasarcină.
      Cuvinte-cheie: diodă Zener stabilizator ripple regulator suprasarcină
      diodă Zener: diodă specială care permite conducția în sens invers peste o anumită tensiune, menținând o valoare constantă.
      stabilizator: circuit care menține tensiunea constantă la variații de sarcină sau tensiune de intrare.
      ripple: variație reziduală a tensiunii de ieșire în jurul valorii medii într-o sursă redresată.
      regulator: componentă activă sau pasivă utilizată pentru controlul tensiunii de ieșire.
      suprasarcină: depășirea curentului nominal al sursei, care poate duce la protecție sau defectare.

    • LL8. Surse în comutație (SMPS)

      Obiective
      • studierea principiului de funcționare al surselor buck, boost și buck-boost;
      • măsurarea eficienței energetice și a pierderilor de comutație;
      • analiza formei de undă PWM;
      • testarea stabilității buclei de reglare.
      Cuvinte-cheie: SMPS buck boost PWM eficiență
      SMPS: sursă de alimentare în comutație care convertește energia electrică prin comutarea rapidă a dispozitivelor semiconductoare.
      buck: convertor de tensiune care reduce valoarea tensiunii de ieșire față de cea de intrare.
      boost: convertor care crește tensiunea de ieșire peste cea de intrare.
      PWM: modulare a duratei impulsului pentru controlul puterii și tensiunii medii.
      eficiență: raportul dintre puterea de ieșire utilă și puterea de intrare totală.

    • LL9. Porți logice și bistabile

      Obiective
      • studierea porților logice de bază: AND, OR, NOT, NAND, NOR;
      • testarea caracteristicilor circuitelor TTL și CMOS;
      • realizarea bistabilelor RS, D și JK;
      • observarea tranzițiilor logice pe oscilo-logic analyzer.
      Cuvinte-cheie: AND NAND NOR TTL bistabil
      AND: poartă logică care dă ieșire 1 doar dacă toate intrările sunt 1.
      NAND: combinația negată a porții AND, oferă ieșire 0 doar când toate intrările sunt 1.
      NOR: poartă care oferă 1 doar dacă toate intrările sunt 0.
      TTL: tehnologie de circuite logice bazate pe tranzistoare bipolare (Transistor-Transistor Logic).
      bistabil: circuit cu două stări stabile utilizat pentru memorarea informației binare.

    • LL10. Circuite secvențiale

      Obiective
      • realizarea contoarelor binare și a registrelor de deplasare;
      • observarea funcționării sincrone și asincrone;
      • utilizarea semnalului de clock și resetare;
      • analiza funcționării în timp real pe simulator digital.
      Cuvinte-cheie: contor registru clock reset secvențial
      contor: circuit care numără impulsurile primite la intrare și le reprezintă binar.
      registru: circuit format din bistabile care stochează și deplasează datele binare.
      clock: semnal periodic care sincronizează funcționarea circuitelor digitale.
      reset: semnal de inițializare a circuitului într-o stare prestabilită.
      secvențial: circuit logic a cărui ieșire depinde de starea curentă și de istoricul semnalelor.

    • LL11. Circuite de aplicație: multiplexoare și demultiplexoare

      Obiective
      • implementarea unui multiplexor 4:1 și a unui demultiplexor 1:4;
      • analiza selectării semnalului pe bază de adresă binară;
      • testarea funcționării logice în aplicații de rutare a datelor;
      • studierea aplicațiilor combinate mux–demux.
      Cuvinte-cheie: multiplexor demultiplexor linie de date selectare rutare
      multiplexor: circuit care permite selectarea unuia dintre mai multe semnale de intrare pentru a fi transmis la ieșire.
      demultiplexor: circuit care distribuie un semnal de intrare către una dintre mai multe ieșiri posibile.
      linie de date: canal electric sau logic prin care se transmit semnalele binare.
      selectare: alegerea unei intrări/ieșiri în funcție de combinația logică a semnalelor de adresă.
      rutare: direcționarea semnalelor digitale între componentele unui sistem logic.

    • LL12. Convertoare DA/AD (digital–analog și analog–digital)

      Obiective
      • analiza principiului de funcționare al convertoarelor DA și AD;
      • realizarea unui convertor R–2R cu rezistențe de precizie;
      • măsurarea erorii de cuantizare și a timpului de conversie;
      • observarea formei de undă a semnalului reconstruit.
      Cuvinte-cheie: DAC ADC cuantizare precizie timp de conversie
      DAC: convertor digital–analog care transformă un semnal numeric în tensiune analogică.
      ADC: convertor analog–digital care preia un semnal continuu și îl reprezintă numeric.
      cuantizare: procesul de aproximare a semnalului continuu prin valori discrete.
      precizie: măsura exactității cu care un convertor reproduce valoarea teoretică a semnalului.
      timp de conversie: durata necesară pentru transformarea completă a unui semnal analog în digital sau invers.

    • Proiect de an

      Proiectul de an are ca scop aplicarea cunoștințelor teoretice și practice acumulate în cadrul cursului „Circuite integrate”, prin realizarea unui circuit funcțional, simularea și analiza performanțelor acestuia. Studentul va elabora proiectul conform structurii prezentate mai jos, având posibilitatea de a alege una dintre temele propuse.

      Temele propuse
      • TEMA 1: Amplificator de curent alternativ
      • TEMA 2: Amplificator de curent continuu
      • TEMA 3: Amplificator de putere
      • TEMA 4: Stabilizator de tensiune
      • TEMA 5: Circuite logice combinaționale

      INTRODUCERE

      Introducerea va prezenta scopul proiectului, principiul de funcționare al circuitului ales, domeniul de aplicare și argumentarea temei selectate. Se vor indica motivele alegerii topologiei și importanța ei practică.

      1. ELABORAREA SCHEMEI ELECTRICE DE PRINCIPIU

      Această etapă are scopul de a defini structura funcțională a circuitului și modul de interconectare a componentelor. Se vor utiliza programe specializate precum Proteus, Multisim, LTspice sau Falstad pentru modelare.

      • 1.1. Schema echivalentă: reprezentarea simplificată a circuitului, evidențiind elementele esențiale și comportamentul global.
      • 1.2. Calculele componentelor: dimensionarea rezistențelor, condensatoarelor și tranzistoarelor, stabilirea punctului static de funcționare.
      • 1.3. Simularea circuitului: testarea performanțelor prin simulare, analiza tensiunilor și curenților, determinarea răspunsului în frecvență.

      2. ELABORAREA MACHETEI EXPERIMENTALE

      În această etapă, studentul va realiza prototipul practic al circuitului. Se va ține cont de ergonomia plăcii, traseele semnalelor și stabilitatea funcțională.

      • 2.1. Proiectarea circuitului imprimat: realizarea layout-ului PCB în programe ca KiCad, EasyEDA, Altium Designer.
      • 2.2. Asamblarea circuitului: realizarea fizică pe placă de test sau protoboard, verificarea continuității și polarităților componentelor.
      • 2.3. Estimarea rezultatelor: analiza funcționalității, compararea valorilor măsurate cu cele teoretice, evidențierea erorilor și a posibilelor îmbunătățiri.

      CONCLUZII

      Concluziile vor conține observațiile finale asupra performanțelor obținute, limitele și avantajele soluției propuse, precum și recomandări pentru versiuni îmbunătățite ale circuitului.

      BIBLIOGRAFIE

      Se vor include sursele teoretice și tehnice utilizate: manuale de electronică, fișe tehnice ale componentelor, articole științifice, standarde și ghiduri de proiectare.

      ANEXE

      În anexă se vor include schemele electrice complete, rezultatele simulărilor, capturi de ecran, imagini ale montajului realizat și fișierele PCB, după caz.

      Evaluare și criterii de notare

      1) Ponderi pe capitole (100 puncte)
      • Introducere – 5p (claritatea scopului, motivația temei)
      • Schema de principiu – 20p (corectitudine, blocuri funcționale, justificare)
      • Calcule componente – 15p (dimensionări, ipoteze, PSF/bias, toleranțe)
      • Simulări – 15p (scenarii, grafice relevante, interpretare)
      • PCB/layout – 15p (topologie, trasee, împământare, EMC de bază)
      • Asamblare & teste – 10p (machetă funcțională, protocol de măsurare)
      • Rezultate & discuții – 10p (comparare teorie–practică, erori, îmbunătățiri)
      • Prezentare – 10p (structură, figuri/legende, redactare, coerență)
      2) Criterii calitative (rubrică sintetică)
      • Corectitudine tehnică: formule, modele și conexiuni coerente; respectarea fișelor tehnice.
      • Rigoare experimentală: condiții de test, instrumentație, repetabilitate, unități SI.
      • Calitatea simulărilor: parametri relevanți, sweep de frecvență, PVT (dacă e cazul), interpretare.
      • Design PCB: trasee curent mare/scăzut, bucle scurte, plan masă, decuplare, marcaje.
      • Documentare: figuri lizibile, tabele, referințe corecte, anexe complete.
      3) Penalizări și integritate academică
      • Nerespectare format raport: −40.
      • Prezentarea unei machete nefuncționale: - 50p.
      • Plagiat/copiere: notă 0 și sesizare conform regulamentului; similitudinea excesivă între proiecte se sancționează.
      4) Predare – livrabile obligatorii
      • Raport (max. 25 pagini) cu: Introducere, Schema, Calcule, Simulări, PCB, Teste, Rezultate, Concluzii, Bibliografie, Anexe.
      • Fișiere simulare (ex.: .asc LTspice, .ms14 Multisim, .dsn Proteus) într-o arhivă.
      • Fișiere PCB (proiect + Gerber) sau capturi clare dacă s-a lucrat pe protoboard.
      • BOM (listă componente) cu valori, toleranțe, footprint, eventual coduri furnizor.
      • Galerie imagini: foto montaj, măsurători, capturi osciloscop/simulator (min. 6 imagini).
      Format denumire fișiere: PROIECT_NumePrenume_Grupa.docx, respectiv PROIECT_NumePrenume_Grupa_Anexe.zip.
      5) Susținerea proiectului
      • Prezentare 5–7 minute: obiectiv, soluție, rezultate-cheie.
      • Q&A 5–8 minute: justificări tehnice (calcule, alegere topologie, diferențe teorie–practică).
      • Demo obligatoriu: se prezintă funcționalul machetei elaborate în sala de laborator (toate echipamentele necesare sunt asigurate de către inginerul responsabil de laborator).

    • Evaluări periodice și evaluare curentă

      Această pagină descrie cele două evaluări periodice și evaluarea curentă (în funcție de frecvență).

      ✔ Evaluare periodică 1 — Test ITAM (ELSE)

      • Tip: test grilă individual (randomizat), desfășurat pe ELSE.
      • Conținut: primele teme/laboratoare (componente semiconductoare, tranzistoare, amplificatoare).

      ✔ Evaluare periodică 2 — Media lucrărilor de laborator

      • Tip: evaluare continuă pe baza lucrărilor LL1–LL10 (rapoarte, rezultate, corectitudine tehnică).
      • Calcul: EP2 = (LL1 + LL2 + … + LL10) / 10 (0–10 fiecare lucrare).

      ✔ Evaluare curentă — Frecvența la ore

      • În baza raportului dintre numărul de ore prezente și scara ne notare 0–10, unde 0=neprezentat.

      Sinteză – Evaluări periodice și evaluare curentă

      ComponentăTipDescrierePondere recomandată
      Evaluare periodică 1 Test ITAM (Moodle) Test grilă randomizat 10%
      Evaluare periodică 2 Media LL1–LL10 Media notelor lucrărilor de laborator 10%
      Evaluare curentă Frecvență la ore Raport prezenței către nota 0-10 10%
      Total maxim contribuție la nota finală 30%