Detail předmětu
Návrh analogových integrovaných obvodů
FEKT-BPC-NAOAk. rok: 2022/2023
Základní rozdělení integrovaných obvodů. Problematika návrhu integrovaných obvodů, metodologie návrhu a nároky kladené na analogové integrované obvody. Základní pracovní režimy tranzistorů MOS, modely tranzistorů MOS. Návrh a simulace základní bloků analogových IO (proudová zrcadla, referenční obvody, koncové stupně, zesilovače, OTA). Postupy a pravidla pro návrh topologií (masek) analogových IO. Využití pokročilých programových balíků (OrCAD PSICE) pro procvičení komplexního návrhu analogových IO.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- popsat základní kroky v procesu návrhu integrovaného obvodu,
- popsat základní strukturu čipu resp. tranzistoru na čipu,
- navrhnout a verifikovat základní bloky analogových IO (proudové zrcadlo, reference, tranzistorové zesilovače, koncové stupně),
- navrhnout a ověřit základní parametry struktury OZ a OTA,
Prerekvizity
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
- až 10 bodů za půlsemestrální test,
- maximálně 60 bodů za semestrální zkoušku, které je rozdělena na písemnou (45 bodů) a ústní část (15 bodů).
Osnovy výuky
2. Technologie CMOS – tranzistor MOS, pasivní prvky, výrobní proces v technologii CMOS.
3. Analogový model tranzistoru MOS – model malosignálový i pro velké signály, pracovní režimy tranzistoru, charakteristiky.
4. Proudová zrcadla – návrh, simulace, základní druhy, parametry a vlastnosti.
5. Proudové reference – návrh, simulace, základní druhy, parametry a vlastnosti.
6. Napěťové reference – návrh, simulace, základní druhy, parametry a vlastnosti.
7. Jednoduchý zesilovač MOS – návrh, simulace, parametry a vlastnosti.
8. Diferenční zesilovač – návrh, simulace, parametry a vlastnosti.
9. Koncové stupně operačních zesilovačů – návrh, simulace, základní druhy, parametry a vlastnosti.
10. Dvoustupňový operační zesilovač – návrh, simulace, parametry a vlastnosti.
11. Postupy a pravidla pro návrh topologie (masek) analogových IO.
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BPC-AUD bakalářský
specializace AUDB-TECH , 0 ročník, letní semestr, volitelný
- Program BPC-EKT bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program BPC-MET bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program BPC-SEE bakalářský 0 ročník, letní semestr, volitelný
- Program BPC-TLI bakalářský 0 ročník, letní semestr, volitelný
- Program BPC-AMT bakalářský 0 ročník, letní semestr, volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
Návrh a simulace základní bloků analogových IO (proudové zrcadla a referenční obvody, zesilovače).
Postupy a pravidla pro návrh topologií (masek) analogových IO.
Nové obvodové principy - technika spínaných kapacit a proudů, obvody v proudovém a smíšeném módu.
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
Základní charakteristiky tranzistorů MOS.
Referenční obvody.
Proudová zrcadla, aktivní zátěž.
Diferenční zesilovače s pasivní a aktivní zátěží.
Jednoduchý operační transkonduktanční zesilovač.
Dvoustupňový operační zesilovač.
Elearning