Struktury integrovaných obvodů

Přednášející:

Jiří Jakovenko (gar.)

Cvičící:

Jiří Jakovenko (gar.), Pavel Kulha

Předmět zajišťuje:

katedra mikroelektroniky

Anotace:

Hlavní směry vývoje polovodičových integrovaných struktur. Základní vlastnosti bipolárních a unipolárních struktur - pásové diagramy, C-U charakteristiky. Seznámení se základními funkčními strukturami a technologiemi integrovaných obvodů. Technologie NMOS a CMOS, topologie logických hradel, návrhová pravidla. Parazitní struktury v IO, Latch-up. Problematika zmenšování rozměru integrovaných struktur. Základní stavební bloky analogových CMOS integrovaných obvodů. Vlastnosti logickych hradel TTL, ECL, NMOS a CMOS. Paměťové struktury. Struktury bipolárních IO, BiCMOS.

Požadavky:

http://www.micro.feld.cvut.cz/home/X34SIO

Osnova přednášek:

1. Historický přehled vývoje IO, metody návrhu.

2. Struktura MOS - pásové diagramy, vlastnosti rozhraní Si -SiO2, náboje ve struktuře, C-U charakteristiky.

3. MOST - prahové napětí, lineární a saturační oblast, modely.

4. Technologický proces výroby IO.

5. Technologický proces CMOS (NMOS, PMOS) a jeho varianty.

6. Ovládání vlastností CMOST, zabudovaný kanál, LDD struktura. Parazitní struktury, Latch-up.

7. Pasivní struktury v IO a jejich modely. Testovací struktury.

8. Návrh topologie, návrhová pravidla.

9. Zmenšování rozměrů funkčních struktur CMOS - Scaling, budoucnost integrace, submikronový CMOST.

10. Základní bloky analogových CMOS IO (Proudové zdroje, proudové a napěťové reference).

11. Základní bloky analogových CMOS IO (dif stupeň, aktivní zátěž, invertor).

12. Parametry logických hradel NMOS a CMOS. Ztrátový výkon log. hradla.

13. Paměťové struktury.

14. Struktury bipolárních IO, BiCMOS.

Osnova cvičení:

1. Úvod do práce v systému UNIX, operační systém SUN Solaris.

2. Návrhové prostředí CADENCE, knihovny technologií CMOS, SPICE modely.

3. Statické vlastnosti invertoru CMOS, obvodový simulátor, netlist.

4. Dynamické vlastnosti invertoru CMOS, transientní a AC analýza.

5. Návrhová pravidla, layout tranzistorů NMOS a PMOS.

6. Návrh topologie IO, hierarchie, zásady rozmisťování napájecích a datových cest.

7. Návrh proudového zdroje, proudové a napěťové reference.

8. Návrh diferenčního stupně.

9. Semestrální projekt - návrh jednoduchého analogového IO.

10. Semestrální projekt - návrh jednoduchého analogového IO.

11. Semestrální projekt - návrh jednoduchého analogového IO.

12. Semestrální projekt - návrh jednoduchého analogového IO.

13. Semestrální projekt - návrh jednoduchého analogového IO.

14. Předvedení semestrálního projektu, zápočet.

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Adamčík, I.: Struktury a technologie mikroelektroniky. Skripta ČVUT, Praha 1992

2. Pucknell, D., Eshraghian, K.: Basic VLSI Design. Prentice Hall, 1988

3. Weste, N., Eshraghian, K.: Principles of CMOS VLSI Design. Add.-Wesley, 1992

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14+4

Typ cvičení: c, p

Předmět je nabízen také v anglické verzi.

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost T2:D3-309 Jakovenko J. 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Dejvice Posluchárna
Út
St
Čt
Pá

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika - elektronické systémy- strukturované studium (povinný předmět)
• Elektronika - aplikovaná elektronika- strukturované studium (povinný předmět)
• Elektronika - elektronika a fotonika- strukturované studium (povinný předmět)