Detail předmětu

Analog Integrated Circuits

FEKT-MPA-AIOAk. rok: 2023/2024

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)

Vstupní znalosti

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

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

- maximálně 30 bodů za dva testy v průběhu semestru,
- maximálně 70 bodů za semestrální zkoušku, které je rozdělena na písemnou a ústní část.
Počítačová cvičení jsou povinná. Řádně omluvená absence na cvičení může být nahrazena po domluvě s vyučujícím.

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.
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.

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