Detail předmětu

Analog Integrated Circuits

FEKT-MPA-AIOAk. rok: 2022/2023

ZÁKLADNÍ PRINCIPY ANALOGOVÉ INTEGROVANÉ TECHNIKY
Základní výpočty s tranzistorovou rovnicí
Princip technologického, litografického a teplotního souběhu
Princip proudového zrcadla s bipolárními a MOS tranzistory
Princip aktivní zátěže
Princip elementárního proudového komparátoru
Výpočet zisku stupně s aktivní zátěží
Princip diferenciálního tranzistorového stupně
Výpočet transkonduktance bipolárního diferenciálního tranzistorového stupně
Výpočet zisku bipolárního diferenciálního tranzistorového stupně s odporovou zátěží
Diferenciální tranzistorový stupeň s aktivní zátěží
OTA transkonduktanční stupeň

ZÁKLADY NÁVRHU ANALOGOVÝCH INTEGROVANÝCH BLOKŮ
Princip proudového zdroje IPTAT - " Americký" koncept
Elementární zdroj BG napětí
Obecný jednostupňový operační zesilovač
Jednostupňový zesilovač s vysokým ziskem
Dvojstupňový operační zesilovač s emitorovým sledovačem
Buffer s jednotkovým zesílením
Obecný koncový stupeň Rail-to-Rail
Princip kmitočtové kompenzace
Millerovská kmitočtová kompenzace, výpočet AC přenosu operačního zesilovače
Princip Bandgap reference
Bandgap reference podle P. Brokawa s aktivní zátěží

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Háze, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mikroelektroniky (UMEL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- popsat a vysvětlit tranzistorovou rovnici pro oba základní typy tranzistorů,
- navrhnout, simulovat a intepretovat výsledky řady analogových integrovaných obvodů (proudové zrcadlo, reference, jednoduchý OTA, koncové stupně),
- navrhnout, simulovat a intepretovat výsledky složitějších analogových integrovaných obvodů zejména operační zesilovače typu Rail-to-Rail a další.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia zejména s ohledem na principy analogových obvodů.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášku a počítačová a numerická cvičení.

Způsob a kritéria hodnocení

- maximálně 30 bodů za dva testy v průběhu semestru,
- maximálně 70 bodů za semestrální zkoušku, které je rozdělena na písemnou a ústní část.

Osnovy výuky

1. TRANZISTOROVÁ ROVNICE PRO BIPOLÁRNI TRANZISTOR
2. SOUBĚH
3. PROUDOVÉ ZRCADLO, PROUDOVÝ ZDROJ
4. AKTIVNÍ ZÁTĚŽ
5. DIFERENCIÁLNÍ TRANZISTOROVÝ STUPEŇ S BIPOLÁRNÍMI TRANZISTORY
6. PROUDOVÝ ZDROJ IPTAT
7. OPERAČNÍ ZESILOVAČ
8. BAND GAP REFERENCE
9. ROVNICE PRO MOS TRANZISTOR
10. DIFERENCIÁLNÍ STUPEŇ MOS

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty důkladně se současným stavem a perspektivami analogových integrovaných obvodů bipolárních a připravit je na návrhově orientovaný předmět Návrh analogových integrovaných obvodů CMOS - MPA-NAI.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Počítačová cvičení jsou povinná. Řádně omluvená absence na cvičení může být nahrazena po domluvě s vyučujícím.

Základní literatura

Holberg, D., R., Allen, P., E.: CMOS Analog Circuit Design, 3rd edition, 2013, ISBN: 978-0198097389 (EN)
Sedra,A., Smith, K.: Microelectronic Circuits - 8th edition, Oxford Univ. Press, 2019, ISBN: 978-0190853464 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-MEL magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný
  • Program MPAD-MEL magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Háze, Ph.D.

Osnova

TRANZISTOROVÁ ROVNICE PRO BIPOLÁRNI TRANZISTOR
SOUBĚH
PROUDOVÉ ZRCADLO, PROUDOVÝ ZDROJ
AKTIVNÍ ZÁTĚŽ
DIFERENCIÁLNÍ TRANZISTOROVÝ STUPEŇ S BIPOLÁRNÍMI TRANZISTORY
PROUDOVÝ ZDROJ IPTAT
OPERAČNÍ ZESILOVAČ
BANDGAP REFERENCE
ROVNICE PRO MOS TRANZISTOR
DIFERENCIÁLNÍ STUPEŇ MOS

Cvičení na počítači

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Háze, Ph.D.

Osnova

TRANZISTOROVÁ ROVNICE PRO BIPOLÁRNI TRANZISTOR
SOUBĚH
PROUDOVÉ ZRCADLO, PROUDOVÝ ZDROJ
AKTIVNÍ ZÁTĚŽ
DIFERENCIÁLNÍ TRANZISTOROVÝ STUPEŇ S BIPOLÁRNÍMI TRANZISTORY
PROUDOVÝ ZDROJ IPTAT
OPERAČNÍ ZESILOVAČ
BANDGAP REFERENCE
ROVNICE PRO MOS TRANZISTOR
DIFERENCIÁLNÍ STUPEŇ MOS