Elektronika a mikroelektronika - A4B34EM

Kredity 6
Semestry zimní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2L
Anotace

Základní vlastnosti polovodičů, přechod PN. Bipolární tranzistor,
struktura MOSFET. Seznámení se základními funkčními strukturami a
technologiemi integrovaných obvodů. Technologie CMOS, návrh topologie,
návrhová pravidla. Základní bloky analogových CMOS integrovaných
obvodů, AD a DA převodníky. Paměťové
struktury. Mikro-elektro-mechanické integrované systémy. Základní
optoelektronické prvky.

\\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/AD4B34EM \\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A4B34EM
Cíle studia
Žádná data.
Osnovy přednášek
1.Historický přehled vývoje Mikroelektroniky a integrovaných obvodů,
Moorovy zákony, metody návrhu, součastné trendy.
2.Základní typy a vlastnosti polovodičů, přechod PN, přechod
kov-polovodič, dioda.
3.Bipolární tranzistor, tranzistor MOSFET, struktura, princip
činnosti, náhradní modely.
4.Technologický proces výroby polovodičových součástek a integrovaných
obvodů.
5.Základní CMOS proces, technologický postup výroby, topologické
masky, metody izolací, druhy CMOS procesů, technologie propojování.
6.Moderní technologie IO, submikronové technologie, SOI, RF IO.
7.Prostředky pro návrh, simulace a testování mikroelektronických
systémů. Metodologie návrhu digitálních, analogových a smíšených
integrovaných systémů, úrovně abstrakce návrhu, ekonomické aspekty
návrhu.
8.Návrh topologie, návrhová pravidla, parazitní struktury, extrakce
parazitních struktur. Metody propojování, zpoždění, problematika
přeslechů a rušení.
9.Parametry logických hradel CMOS, ztrátový výkon log. hradla,
zpoždění, budiče sběrnic.
10.Základní bloky analogových CMOS IO, operační zesilovač.
11.Integrované AD a DA převodníky, typy, rychlost, spotřeba.
12.Integrované Paměťové struktury, DRAM, SRAM, EEPROM, Flash.
13.Návrh a technologie mikro-elektro-mechanických integrovaných
systémů MEMS - technologie, aplikace.
14.Optoelektronika, fotodioda, fototranzistor, laser, LED, parametry,
aplikace.
Osnovy cvičení
1. Úvod do laboratoří, organizační záležitosti. Úvod do návrhového systému Cadence. Tvorba schématu, simulačního profilu. Typy simulací. (PC Lab)
2. Měření - Přístroje pro měření a diagnostiku elektronických obvodů (Osciloskop, napěťové a proudové zdroje, generátor napětí, voltmetr, ampérmetr.VA charakteristiky diod, pracovní bod diody.
3. Měření - Aplikace diod: Jednocestný a dvoucestný usměrňovač.
4. Simulace - Aplikace diod (PC Lab)
5. Simulace - Bipolární tranzistor: charakteristiky, parametry (PC Lab)
6. Simulace - Bipolární tranzistor: Aplikace s bipolárním tranzistorem. (PC Lab)
7. Měření - Tranzistor MOSFET: charakteristiky, parametry Aplikace s unipolátním tranzistorem.
8. Knihovny technologií CMOS, obvodový Simulátor, typy analýz (DC, AC, Transient). Modely aktivních a pasivních součástek. (PC Lab)
9. Návrh, simulace a testování zesilovacího stupně. (PC Lab)
10. Návrh, simulace a testování zesilovacího stupně. (PC Lab)
11. Statické a dynamické vlastnosti logických hradel a přenosového hradla CMOS. (PC Lab)
12. Měření - Operační zesilovač: základní zapojení, statické a dynamidké vlastnosti
13. Měření - Základní optoelektronické prvky.
14. Předvedení výsledků prací. Zápočet. (PC Lab)
Literatura
- J. Vobecký, V. Záhlava:" Elektronika -- součástky a obvody, principy a
příklady", Grada Publishing, 2001
- P. Gray, P Hurst, s. Lewis, R. Mayer: "Analysis and Design of Analog
Integrated Circuits", John Wiley and Sons, 2000
Požadavky
https://moodle.kme.fel.cvut.cz/moodle/login/index.php?lang=cs