Analogna integrirana vezja in sistemi

Visokošolski učitelji: Pleteršek Anton
Sodelavci: Pleteršek Anton, Sešek Aleksander, Strle Drago

Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

• Poznavanje elektrotehnike, osnov elektronike, analize vezij in fizikalnih zakonitosti.

Vsebina:

• OSNOVNI PRINCIPI: predstavitev, pregled, primerjava in možnosti modernih CMOS in BiCMOS tehnologij ter osnovni pasivni in aktivni gradniki (upori, kondenzatorji, tuljave, diode, bipolarni transistorji, MOS transistorji itd.) ter njihovi nizkofrekvenčni in visokofrekvenčni modeli, šum. Projekcija lastnosti osnovni elementov v nanometerskih tehnologijah.
• NAČRTOVANJE: geometrije osnovnih elementov v izbranih tehnologijah ter načrtovalska pravila. Pregled orodij za načrtovanje ter njihova uporaba ( shematski vnos, simulacija in optimizacija vezja, ročno in avtomatsko načrtovanje geometrije, verifikacija načrtovalskih pravil DRC in avtomatska primerjava sheme in geometrije.
• OSNOVNI DIGITALNI GRADNIKI: Načrtovanje osnovnih digitalnih gradnikov na transistorskem nivoju ter visokonivojski modeli.
• OSNOVNI ANALOGNI GRADNIKI: Načrtovanje osnovnih analognih gradnikov (tokovna zrcala in izvori, tokovne in napetostne reference, differencialne stopnje, izhodnje stopnje, diferencilani ojačevalniki (stabilnost in kompenzacija), transkonduktačni ojačevalniki, komparatorji, translinearni elementi, osnovni gradniki nevronskih mrež) ter modeli.
• OSNOVNI ANALOGNI MODULI: Načrtovanje vezja osnovnih analognih modulov: Filtri (S-C, S-I, gm-C), oscilatorji, ter tehnološke omejitve (pod 100nm). Vpliv modernih tehnologij, na lastnosti ter pregled in projekcija lastnosti osnovnih modulov v nanometerskih tehnologijah.
• VHODNO VHODNO/IZHODNE ENOTE: predstavitev ESD in thyristorskega efekta ter periferna vezja, za zaščito.

Cilji in kompetence:

Cilj predmeta je obvladati znanja s področja načrtovanja analognih integriranih vezji in VLSI sistemov.

Predvideni študijski rezultati:

Študent bo sposoben iz podanih sistemskih zahtev realizirati preprosto analogno integrirano vezje v enem od modernih tehnoloških procesov (CMOS in BiCMOS) z uporabo načrtovalskih orodij.

Prenosljive/ključne spretnosti in drugi atributi:

• Spretnosti komuniciranja: pisna in ustna predstavitev rezultatov dela in raziskav.
• Razumevanje in priprava dokumentacije IC vezja.
• Spretnosti računanja: inženirski pristop k ocenjevanju parametrov in nabiranje ter uporaba preteklih izkušenj.
• Reševanje problemov: razumevanje problemov in iskanje najugodnejše rešitve z upoštevanjem tehnoloških omejitev.
• Učenje za razmišljanje

Metode poučevanja in učenja:

• Predavanje z projekcijo, gradivo pripravljeno v ANG jeziku, knjiga tudi v slovenskem jeziku.

Vaje na programski opremi za načrtovanje VLSI vezij ob uporabi tehnološke podpore podjetja IDS/AMS (350nm CMOS).

• Celotna predavanja temeljijo na razlagi kritičnih konceptov integracije VLSI brez komplicirane analize sistemov.

Gradiva

1. P.R. Gray, "Analysis and Design of Analog Integrated Circuits," John Wiley & Sons, Inc. 2001,
2. C. Tomazou, G. Moschytz, B. Golbert, "Trade-offs in Analog Circuit Design," Kluwer 2002.
3. R.J.Baker, "CMOS: Circuit Design, Layout, and Simulation, 2nd, Revised Edition," Wiley 2007,
4. A. Pleteršek, "Načrtovanje analognih integriranih vezij v tehnologijah CMOS in BiCMOS, " 1. izd. Ljubljana: Fakulteta za elektrotehniko, 2006,
5. Rešene naloge bodo na razpolago na spletni strani predmeta, 6) Priprave na laboratorijske vaje bodo na razpolago na spletni strani predmeta.