Detail předmětu
Modelování a simulace v mikroelektronice
FEKT-MPC-MSIAk. rok: 2024/2025
Předmět je zaměřen na problematiku počítačového modelování a analýzy elektronických obvodů a mikroelektronických struktur. V rámci předmětu je student seznámen s obecnými principy, možnostmi a omezeními počítačové analýzy elektronických obvodů, významem a použitím jednotlivých typů analýz. Praktické zkušenosti s využitím počítačového modelování a simulací získají studenti při vypracování individuálních projektů zaměřených na vytvoření vlastního modelu elektronické součástky, simulací základních parametrů a chování této součástky a prezentaci získaných výsledků.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
až 60 bodů za zkoušku
Učební cíle
Absolvent předmětu je schopen:
- obsluhovat nástroj pro počítačovou analýzu a simulaci elektronických obvodů,
- zvolit vhodný typ počítačové simulace a nastavit její parametry v závislosti na požadovaném výstupu,
- provádět počítačovou simulaci elektronických obvodů,
- analyzovat a odstranit případné chyby bránící korektní počítačové simulaci
- získávat, analyzovat a verifikovat výsledky simulací,
- vytvářet modely elektronických analogových prvků.
Základní literatura
MASSOBRIO, Giuseppe a Paolo ANTOGNETTI. Semiconductor device modeling with SPICE. 2nd ed. New York: McGraw-Hill, c1993. ISBN 0070024693. (CS)
Doporučená literatura
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program MPC-MEL magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Úvod do problematiky počítačového modelování a simulací elektronických obvodů a mikroelektronických struktur.
2. Základní postupy a příkazy
3. Zdroje signálů, "AKO" příkazy
4. Stejnosměrné analýzy, teplotní analýza
5. Střídavé analýzy, základní kmitočtové a šumové analýzy
6. Analýza Monte Carlo, Worst-case, Fourierova analýza
7. SPICE modely pasivních součástek (RLC)
8. SPICE model diody
9. SPICE modely bipolárního tranzistoru: Ebers-Moll, Gummel-Poon, VBIC
10. SPICE modely MOSFET: LEVEL1-3, BSIM1-3
11. SPICE EKV MOSFET model
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
Úvodní hodina, seznámení s LTspice
Základní postupy a příkazy, nastavení simulátoru
Zdroje signálů, "AKO" příkazy, stejnosměrné analýzy, teplotní analýza
Střídavé analýzy, základní kmitočtové a šumové analýzy
Analýza Monte Carlo, Worst-case, Fourierova analýza
Základní modelování pasivních součástek (RLC), parametry, extrakce, modelování
Základní modelování diody, parametry, extrakce, modelování
Základní modelování bipolárního tranzistoru: Ebers-Moll, Gummel-Poon, parametry, extrakce, modelování
Základní modelování MOSFET: parametry, extrakce
Praktický test
Elearning