Mikroelektronika - B2B34MIT

Kredity 4
Semestry zimní
Zakončení klasifikovaný zápočet
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2L
Anotace
Studenti se seznámí moderními trendy v oblasti mikroelektroniky. Jsou probírány základní funkční mikroelektronické struktury a technologie integrovaných obvodů; mikrosenzorů a mikro-elektro-mechanických integrovaných systémů. Předmět dále seznamuje studenty s vývojem nanoelektroniky a integrovaných obvodů.
Cíle studia
Cílem předmětu je seznámit studenty s moderními trendy v oblasti mikroelektroniky a nanoelektroniky.
Osnovy přednášek
1. Vývoj mikroelektroniky, Moorovy zákony,
2. Elektronický systém - základní architektury mikroelektronických systémů, úrovně abstrakce
3. Integrované obvody - význam integrace, používané technologie a metody návrhu
4. Metody a nástroje pro návrh (přehled návrhových technologií a technologických realizací)
5. Mikroelektronické prvky a komponenty
6. Základní technologické procesy výroby mikroelektronických struktur
7. Pasivní a výkonové struktury v mikroelektronice
8. Elektronické zpracování signálů a informací na čipu
9. Základní principy činnosti integrovaných mikrosenzorů
10. Mikrosystémy a MEMS (Návrh a technologie mikro-elektro-mechanických integrovaných systémů MEMS, technologie, aplikace)
11. Nanoelektronika, základy fyziky materiálů
12. Optické integrované obvody
13. Metody testování elektronických systémů
14. Rezerva
Osnovy cvičení
1. Organizační záležitosti, bezpečnostní poučení, laboratorní řád, úvodní test (ELP, DIT).
2. Prostředí Cadence, editor schémat, simulátor SPECTRE, exporty výsledků (PC Cadence)
3. Tranzistorový zesilovač - optimalizace technologických parametrů (nastavení OP, parametry v závislosti na technologii, nastavení aktivní zátěže, realizace proudových zrcadel) (PC Cadence)
4. Statické a dynamické parametry tranzistorových zesilovačů (šířka pásma, Millerův efekt, vliv parazitních jevů) (PC Cadence)
5. Jednostupňový zesilovač SG, SD (porovnání vlastností, aplikace) (PC Cadence)
6. Vícestupňové zesilovače (vliv parazitních parametrů) (PC Cadence)
7. Diferenciální zesilovač (pracovní režimy, provozní parametry) (PC Cadence)
8. Základní logické členy v technologii CMOS (INV,NAND, NOR) (scaling, logický zisk, energetická bilance, minimalizace dynamické spotřeby) (PC Cadence)
9. Prostředí OrCAD, editor schémat, simulátor SPICE, exporty výsledků (PC OrCAD)
10. Návrh časovače (astabilní, monostabilní multivibrátor) (PC OrCAD)
11. Aplikace časovače - měření provozních parametrů (Lab)
12. Návrh AD komparačního převodníku (zapojení, kvantování napětí, kódování) (PC OrCAD)
13. Realizace AD komparačního převodníku a měření parametrů (Lab)
14. Zápočtový test
Literatura
P. Gray, P Hurst, s. Lewis, R. Mayer: Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, John Wiley and Sons, 2000
J. Vobecký, V. Záhlava: Elektronika - součástky obvody principy a příklady, Grada, 2010
B. Razavi: Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGRAW-Hill, 2001
Požadavky
Student musí dobře rozumět principu funkce elektronických součástek (unipolární, bipolární tranzistor) a obvodové analýze. Předpokládá se znalost modelování a simulace elektronických obvodů.