T ίτλος του μαθήματος | Μικροηλεκτρονική
Κωδικός αριθμός μαθήματος | ELE478
Τύπος του μαθήματος | Επιλογής
Επίπεδο του μαθήματος | Προπτυχιακό
Έτος σπουδών | Τέταρτο
Εξάμηνο | Όγδοο
Πιστωτικές μονάδες ECTS | 5
Όνομα του διδάσκοντος/των διδασκόντων | Βλάσσης Σπυρίδων, Επίκουρος Καθηγητής
Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος | Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα μπορεί να Αναγνωρίζει τα βασικά χαρακτηριστικά στοιχεία μικροηλεκτρονικής για CMOS τεχνολογίες Σχεδιάζει στοιχειώδη κυκλώματα αναλογικών και ψηφιακών συστημάτων όπως απλούς ενισχυτές και ψηφιακές πύλες. Συνθέτει και χρησιμοποιεί αναλογικά δομικά στοιχεία όπως τελεστικούς ενισχυτές. Σχεδιάζει το φυσικό σχέδιο στοιχειωδών αναλογικών και ψηφιακών συστημάτων Χρησιμοποιεί και κατανοεί προγράμματα προσομοίωσης και σχεδιασμού κυκλωμάτων.
Δεξιότητες | Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες Ικανότητα να επιδεικνύει γνώση και κατανόηση των ουσιωδών δεδομένων, εννοιών, αρχών και θεωριών που σχετίζονται με τη μικροηλεκτρονική. Ικανότητα να εφαρμόζει αυτή τη γνώση στο σχεδιασμό αναλογικών και ψηφιακών κυκλωμάτων Ικανότητα να εφαρμόζει μεθοδολογία στη λύση σχεδιαστικών προβλημάτων τόσο στο ηλεκτρονικό σχέδιο όσο και στο φυσικό σχεδιασμός κυκλωμάτων. Δεξιότητες μελέτης που χρειάζονται για τη συνεχή επαγγελματική ανάπτυξη. Ικανότητα να αλληλεπιδρά με άλλους σε προβλήματα διεπιστημονικής φύσης.
Προαπαιτήσεις | Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Οι φοιτητές πρέπει να έχουν τουλάχιστον βασική γνώση ηλεκτρονικών.
Περιεχόμενα (ύλη) του μαθήματος | 1. Εισαγωγή στην τεχνολογία CΜΟS. Βασικές δομές αναλογικών και ψηφιακών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Φυσικός σχεδιασμός (layout design) ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. 2. Εισαγωγή στην τεχνολογία ολοκληρωμένων κυκλωμάτων με MOS transistors. Φυσική των MOS transistors. CMOS επεξεργασία κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. 3. Ι/V χαρακτηριστικές MOS transistors. Φαινόμενα δεύτερης τάξης. Ενδογενείς χωρητικότητες. Μοντέλα ισχυρού και ασθενούς σήματος για MOS transistors. To layout των MOS transistors: βασικές τεχνικές και παράμετροι. 4. Ενισχυτές μιας βαθμίδας με MOS transistors: Βασικές αρχές. Βαθμίδα ενισχυτή κοινής πηγής (CS). Ακολουθητής τάσης (CD) . Βαθμίδα ενισχυτή κοινής πύλης (CG) . Βαθμίδες cascode. 5. Διαφορικοί ενισχυτές: Απλή έξοδος σε σχέση με διαφορική έξοδο. Διαφορικό ζεύγος με MOS transistors: Απoκρίσεις διαφορικού και κοινού σήματος. Διάφορες τοπολογίες διαφορικού ενισχυτή. 6. Κυκλώματα πόλωσης. Βασικές αρχές καθρεπτών ρεύματος. Διάφορες συνδεσμολογίες καθρεπτών ρεύματος. 7. Συχνοτική απόκριση ενισχυτών μιας βαθμίδας. Απόκριση διαφορικού ζευγαριού με MOS. Φαινόμενο Miller. 8. Τελεστικοί ενισχυτές: γενικές αρχές. Τελεστικός Ενισχυτής μιας βαθμίδας. Τελεστικός Ενισχυτής δύο βαθμίδων. 9. Συχνοτική απόκριση τελεστικών ενισχυτών. Περιθώριο φάσης-αντιστάθμιση συχνότητας. 10. Συστήματα με CMOS τελεστικούς ενισχυτές. 11. CMOS ψηφιακά κυκλώματα: χαρακτηριστικά και layout βασικών πυλών. 12. Εξάσκηση στον layout σχεδιασμό βασικών αναλογικών και ψηφιακών βαθμίδων.
Συνιστώμενη βιβλιογραφία προς μελέτη | Α. Sedra, K. Smith, «Μικροηλεκτρονικά Κυκλώματα», Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 1994. Β. Razavi Behzad, «Design of analog CMOS integrated circuits», McGraw-Hill International edition, 2001.
Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι | Παραδόσεις με χρήση διαφανειών ή/και παρουσιάσεις με powerpoint, φροντιστήρια με υποδειγματική επίλυση προβλημάτων σύνθεσης, επίλυση συνθετικών προβλημάτων από τους φοιτητές σε ομάδες των δύο ατόμων
Μέθοδοι αξιολόγησης/βαθμολόγησης | 1) Παράδοση εργασίας επίλυσης 4 συνθετικών προβλημάτων από ομάδες των δύο φοιτητών (30% του τελικού βαθμού, υπολογίζεται μόνον όταν στην τελική εξέταση ο φοιτητής εξασφαλίσει το βαθμό 5) 2) Γραπτή εξέταση (70% του τελικού βαθμού)
Γλώσσα διδασκαλίας | Ελληνικά. M πορούν όμως να γίνουν οι παραδόσεις στην αγγλική γλώσσα στην περίπτωση που αλλοδαποί φοιτητές παρακολουθούν το πρόγραμμα.