Elektronika a mikroelektronika

Podmínkou zápisu na předmět AD4B34EM je, že student si nejpozději ve stejném semestru zapsal příslušný počet předmětů ze skupiny BEZBM

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra mikroelektroniky

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

Požadavky:

https://moodle.kme.fel.cvut.cz/moodle/login/index.php?lang=cs

Osnova 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.

Osnova 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)

Cíle studia:

Studijní materiály:

- 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

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6l

Další informace:

http://moodle.fel.cvut.cz/

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: