Σχεδιασμός Συστήματος SiGe BiCMOS Ανάγνωσης Ακτινοβολίας Από Ανιχνευτές Μεγάλης Χωρητικότητας

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Σχεδιασμός Συστήματος SiGe BiCMOS Ανάγνωσης Ακτινοβολίας Από Ανιχνευτές Μεγάλης Χωρητικότητας"

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ & Η/Υ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ (ΡΑΔΙΟΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ) AUTH Σχεδιασμός Συστήματος SiGe BiCMOS Ανάγνωσης Ακτινοβολίας Από Ανιχνευτές Μεγάλης Χωρητικότητας SiGe BiCMOS CSA-Shaper Readout System Design For Large Capacitive Detectors ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ του Νικολάου Καΐσερλη Επιβλέπων: Στυλιανός Σίσκος (Αναπληρωτής Καθηγητής) Θεσσαλονίκη, Οκτώβριος 2009

2 Στην αδερφή μου Ελένη, και στους γονείς μου, Ελευθέριο και Ειρήνη, Με αγάπη.

3 ΑΝΤΙ ΠΡΟΛΟΓΟΥ Η συγκεκριμένη εργασία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της διπλωματικής μου εργασίας στην κατεύθυνση της Τεχνολογίας Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών Ραδιοηλεκτρολογίας του Τμήματος Φυσικής της Σχολής Θετικών Επιστημών του Α.Π.Θ.. Θέλω να εκφράσω τις θερμές ευχαριστίες μου στον επιβλέποντα καθηγητή της εργασίας αυτής του Τομέα Ηλεκτρονικής και Η/Υ κ. Στυλιανό Σίσκο για την συνεχή επίβλεψη και για τις εύστοχες παρατηρήσεις του καθώς και στον Διδάκτορα του Τμήματος Φυσικής Θωμά Νούλη για την εμπειρία, τις γνώσεις και την βοήθεια που μου προσέφερε για την περάτωση της εργασίας αυτής. Νικόλαος Ε. Καΐσερλης Οκτώβριος 2009

4 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα συστήματα ανίχνευσης ακτινοβολίας αναπτύσσονται όλο και περισσότερο σε εφαρμογές που σχετίζονται με τον τομέα της ραδιενέργειας, με ιατρικές και διαστημικές εφαρμογές. Οι CMOS και BiCMOS τεχνολογίες επιλέγονται για την σχεδίαση των συστημάτων ανάγνωσης ανιχνευτών ακτινοβολίας Χ, λόγω της υψηλής πυκνότητας ολοκλήρωσης και της μικρής κατανάλωσης ισχύος που παρουσιάζουν, αλλά και της δυνατότητας υλοποίησης αναλογικών και ψηφιακών κυκλωμάτων στο ίδιο chip. Η δομή προενισχυτή, φίλτρου μορφοποίησης είναι η συνηθέστερη δομή των συστημάτων ανάγνωσης. Στην συγκεκριμένη εργασία προτείνεται μία εναλλακτική σχεδίαση ενός τέτοιου συστήματος και ένα ολοκληρώσημο semi-gaussian φίλτρο μορφοποίησης βασισμένο στην LeapFrog τεχνική. Πιο συγκεκριμένα προτείνεται η σχεδίαση ενός πλήρως ολοκληρώσιμου συστήματος, προενισχυτή μορφοποιητή, για ανιχνευτές ακτίνων Χ σε τεχνολογία 0.35μm SiGe BiCMOS από την AMS. Η προτεινόμενη τοπολογία είναι βασισμένη σε τελεστικούς ενισχυτές. Στοιχεία για τα επίπεδα θορύβου, την συχνοτική περιοχή λειτουργίας καθώς και τις προδιαγραφές σχεδίασης του συγκεκριμένου συστήματος παρουσιάζονται στην ανάλυση, η οποία υποστηρίζεται από εκτεταμένα αποτελέσματα προσομοιώσεων τα οποία επιβεβαιώνουν την προτεινόμενη μεθοδολογία σχεδίασης καθώς και την ικανοποιητική απόδοση του συστήματος.

5 ABSTRACT Radiation detection has been increasingly developed in various fields of radioactivity control, medical imaging and space science. CMOS and BiCMOS technologies are chosen for the implementation of integrated front end systems due to their high integration density, relatively low power consumption, and capability to combine analog and digital circuits on the same chip. The preamplifier shaper structure is commonly adopted in the design of the above systems. In this work, an alternative design technique is introduced for a detection system and a IC semi-gaussian shaping filter is suggested based on the LeapFrog technique. More specific a fully integrated preamplifier - shaper system for X-rays silicon strip detectors is developed in 0.35μm SiGe BiCMOS process by AMS. The proposed topology is based on op-amps. Considerations about the noise performance, the bandwidth and the applications design specifications are presented. Analysis is supported by extensive simulation results, which confirm the proposed design methodology and the satisfactory system performance.

6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Κεφ. 1 Τεχνολογία SiGe BiCMOS Ιστορική Εξέλιξη Τεχνολογίας BiCMOS Βασικές Αρχές Κατασκευής BJT σε Si (BiCMOS Process Flow) Διπολικό Τρανζίστορ Σε SiGe BiCMOS Τεχνολογία Σύγκριση SiGe BiCMOS Τρανζίστορ με Si Συμβατικό Τρανζίστορ 10 Κεφ. 2 Ανάλυση Θορύβου Διπολικού Τρανζίστορ Στην BiCMOS Τεχνολογία Βασικές Αρχές Θορύβου Σε Κυκλώματα Σημαντικότερες Πηγές Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία Μοντελοποίηση Θορύβου Στο Διπολικό Τρανζίστορ (SiGe BiCMOS) Θεωρία Διθύρου Ισοδύναμο Κύκλωμα Θορύβου Διπολικού Τρανζίστορ Προσομοίωση Πηγών Θορύβου Διπολικού Τρανζίστορ 24 Κεφ. 3 Σύστημα Ανάγνωσης Ακτινοβολίας Βασικές Αρχές Συστήματος Ανάγνωσης Ακτινοβολίας Περιγραφή Αισθητήρα Περιγραφή Προενισχυτή Περιγραφή Μορφοποιητή (Shaper) Παράμετροι Επίδοσης Συστημάτων Ανάγνωσης Ακτινοβολίας 44 Κεφ. 4 Σχεδίαση Κυκλώματος Προενισχυτή Βασικές Αρχές Σχεδίασης Κασκοδικού Ενισχυτή Ανάλυση Θορύβου Κασκοδικού Ενισχυτή Ανάλυση Θορύβου Προενισχυτή Θορύβου Βελτιστοποίηση Θορύβου MOS Τρανζίστορ (SiGe BiCMOS) Βελτιστοποίηση Θορύβου BJT Τρανζίστορ (SiGe BiCMOS) Σχεδίαση Προενισχυτή Φορτίου Προσομοίωση Προενισχυτή Φορτίου 60 Κεφ. 5 Σχεδίαση Κυκλώματος Μορφοποιητή Shaper Ανάλυση Κυκλώματος Μορφοποιητή Ανάλυση Τεχνικής Σχεδιασμού Συναρτησιακής Εξομοίωσης (LeapFrog) Σχεδιασμός Φίλτρου Μορφοποίησης Τάσης Με Χρήση Τελεστικών Ενισχ Ανάλυση Κυκλώματος Τελεστικού Ενισχυτή (OpAmp) Προσομοίωση Κυκλώματος Τελεστικού Ενισχυτή Βασικά Κυκλώματα Με Χρήση Τελεστικών Ενισχυτών (OpAmp) Βασική Μονάδα Στην Τοπολογική Εξομοίωση Με Τελεστικούς Ενισχυτές Σχεδίαση Εξομοιωτή Επιπλέουσας Χωρητικότητας Υλοποίηση Φίλτρου Μορφοποίησης Με Τεχνική LeapFrog και Τοπολογική 92 Εξομοίωση Χωρητικότητας Με Χρήση Τελεστικών Ενισχυτών 5.5 Προσομοίωση Φίλτρου Μορφοποίησης 94

7 Κεφ. 6 Προσομοίωση Συνολικού Συστήματος Ανίχνευσης Ακτινοβολίας Υλοποίηση Συνολικού Συστήματος Προσομοίωση Συνολικού Συστήματος Συμπεράσματα 110 Παράρτημα Κώδικας Προσομοιώσεων Συνολικού Κυκλώματος 113 Αναφορές 121

8

9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο Τεχνολογία SiGe - BiCMOS 1.1 Ιστορική Εξέλιξη Τεχνολογίας BiCMOS Η ιδέα της ένωσης του πυριτίου Si με το γερμάνιο Ge για τη δημιουργία ενός κράματος και τη χρήση αυτού σε κυκλώματα, είναι αρκετά παλιά, την οποία πιθανότατα ο Shockley οραματίστηκε πρώτος. Η SiGe BiCMOS τεχνολογία οφείλει όμως την εμφάνιση της στον Herbert Kroemer, ο οποίος και ξεκίνησε τη θεωρητική μελέτη του διπολικού τρανζίστορ ετεροεπαφής (HBT) το Είναι γεγονός οτι τα διπολικά τρανζίστορ έχουν σαν βασικά τους πλεονεκτήματα την υψηλή ταχύτητα, την μικρή αντίσταση εξόδου καθώς και υψηλές τιμές ενισχυσης όπου χρειάζεται, σε αντίθεση με την τεχνολογία CMOS που προβάλει σαν βασικό πλεονέκτημα της την πολύ μεγάλη αντίσταση εισόδου, που πολύ απλά μεταφράζεται σε δυνατότητα κατασκευής απλών λογικών πυλών χαμηλής κατανάλωσης. Για πολλά χρόνια σχεδιαστές είχαν εντοπίσει τα πλεονεκτήματα μιας πιθανής ένωσης των δύο τεχνολογιών, ωστόσο εξαιτίας των δυσκολιών δημιουργίας ενός κράματος SiGe κατάλληλου για την υλοποίηση ενός τέτοιου επιχειρήματος, η ιδέα αυτή έγινε πραγματικότητα τα τελευταία 15 χρόνια [1]. Η SiGe τεχνολογία άρχισε να κάνει αισθητή την παρουσία της ουσιαστικά από το Δεκέμβριο του 1990 όταν και κατασκευάστηκε το πρώτο HBT SiGe τρανζίστορ, ενώ η SiGe ΒiCMOS τεχνολογία αναφέρθηκε επίσημα πλεον το Δεκέμβριο του Η καινούργια τεχνολογία αυτή γρήγορα βρήκε εφαρμογές σε ενισχυτές, αναλογικά κυκλώματα διαχείρησης ισχύος καθώς και σε κάποια λογικά κυκλώματα. Τεχνολογία SiGe - BiCMOS

10 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Για πρώτη φορά το Δεκέμβριο του 1993, προτάθηκε τρανζίστορ HBT SiGe με απόκριση συχνότητας μεγαλύτερη από 100 GHz, ενώ το 2001 αυτό με συχνότητα αποκοπής μεγαλύτερη από 200 GHz [2]. Μπορούμε πλέον να υποστηρίξουμε οτι μια συχνότητα αποκοπής μεγαλύτερη από 300 GHz είναι πλέον ρεαλιστικός στόχος, καθιστώντας την τεχνολογία αυτή περισσότερο ανταγωνιστική από ποτέ [3]. Οι εφαρμογές όπου χρησιμοποιείται πλέον η τεχνολογία αυτή ποικίλλουν σε ενσύρματες και ασύρματες, σε αποθηκευτικές μονάδες και σε κυκλώματα υψηλής ταχύτητας και μεγάλου εύρους ζώνης. Κλασσικά παραδείγματα που μπορεί να αναφέρει κάποιος είναι, ταλαντωτές υψηλών συχνοτήτων (RF Oscillators), κυκλώματα χαμηλού θορύβου και κυκλώματα αναφοράς τάσης (Band Gap-Based References). Χαρακτηριστικά για τους μικροεπεξεργαστές Pentium, Pentium Pro και SuperSparc έγινε χρήση σε κάποια μέρη τους, της BiCMOS τεχνολογίας [4]. 1.2 Βασικές Αρχές Κατασκευής BJT Σε Si BiCMOS Τεχνολογία ( BiCMOS Proccess Flow ) Στο κομμάτι αυτό θα γίνει μια συνοπτική περιγραφή των βημάτων που ακολουθούνται ώστε να γίνει ολοκληρωση ενός διπολικού τρανζίστορ [6]. Το αρχικό βήμα είναι να χρησιμοποιηθεί ένα ελαφρά ντοπαρισμένο πλακίδιο τύπου P (P-Type Substrate), πάχους περίπου μm με συγκέντρωση προσμίξεων άτομα/cm 3, και το οποίο στην συνέχεια θα ακτινοβολιθεί με αντιμόνιο. Στο Σχήμα - (1.1) φαίνεται η αρχική ακτινοβόληση, καθώς και τα παράθυρα που έχουν δημιουργηθεί με επίστρωση οξειδίου του πυριτίου ώστε το αντιμόνιο να επιδράσει σε αυτές και μόνο τις ανοιχτές περιοχές. Σχήμα 1.1 Εγκάρσια τομή διαδικασίας ακτινοβόλησης με αντιμόνιο Τεχνολογία SiGe BiCMOS 2

11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Αφού ακτινοβοληθεί με το αντιμόνιο το υπόστρωμα, στη συνέχεια θερμαίνεται εντατικά σε υψηλή θερμοκρασία ώστε να απαλειφθούν τυχόν ατέλειες και να γίνει σωστή διάχυση τών ιόντων. Κατά τη διαδικασία της θέρμανσης αναπτύσσεται οξείδιο του πυριτίου καλύπτοντας πλέον όλη την επιφάνεια και γίνεται και ταυτόχρονη ακτινοβόληση με βόριο ώστε να διαχωριστούν μεταξύ τους οι δύο περιοχές τύπου N + που δημιουργήθηκαν καθώς και να ευθυγραμμιστούν. Τα βήματα αυτά φαίνονται αναλύτικά στο Σχήμα (1.2) : Σχήμα 1.2 Εγκάρσια τομή διαδικασίας διαχωρισμού-ευθυγράμμισης περιοχών Ν + Στην συνέχεια αφού αφαιρεθεί όλο το στρώμα οξειδίου από την επιφάνεια του πλακιδίου, αναπτύσσεται μια επιταξιακή στρώση στην επιφάνεια του υλικού. Αφού ολοκληρωθεί και αυτή η διαδικασία και πλέον έχουμε εσωτερικές περιοχές τύπου Ν + και P όπως φαίνεται και στο Σχήμα (1.3), γίνεται χρήση της τεχνολογίας δίδυμου πηγαδιού ( Twin Well Process ) ώστε να δημιουργηθεί η περιοχή πηγαδιού τύπου Ν του PMOS, καθώς και ο συλλέκτης του διπολικού τρανζίστορ τύπου NPN. Σχήμα 1.3 Εγκάρσια τομή διαδικασίας ανάπτυξης επιφανειακού επιταξιακού στρώματος Τεχνολογία SiGe BiCMOS 3

12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Για αυτόν ακριβώς το λόγο χρησιμοποιούμε πάλι μάσκες, όπως και πριν και πιο συγκεκριμένα αναπτύσσεται στρώμα νιτριδίου πάνω από τις περιοχές τύπου P για να τις προστατέψει από την εμφύτευση ιόντων και το οποίο μένει ανοιχτό πάνω από τις περιοχές τύπου Ν +, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 1.4, και γίνεται ακτινοβόλιση με αντιμόνιο. Σχήμα 1.4 Εγκάρσια τομή διαδικασίας ανάπτυξης Ν πηγαδιών Αφού γίνει η διαδικασία αυτή, της εμφύτευσης και δημιουργίας των πηγαδιών τύπου - Ν, αναπτύσσεται ένα παχύ στρώμα οξειδίου του πυριτίου πάνω από τις περιοχές τύπου Ν και ταυτόχρονα αφαιρείται το στρώμα νιτριδίου από τις περιοχές τύπου P, ώστε αντίστοιχα να δημιουργηθούν τα P πηγάδια από ακτινοβόλιση με βόριο. Σχήμα - (1.5) : Σχήμα 1.5 Εγκάρσια τομή διαδικασίας ανάπτυξης P - πηγαδιού Έχοντας έτοιμα τα πηγάδια πλέον, η διαδικασία προχωράει και αφού αναπτυχθεί ένα παχύ στρώμα νιτριδίου πάνω από το οξείδιο, το στρώμα οξειδίου νιτριδιου φωτοχαράσσεται, Σχήμα (1.6), και στη συνέχεια γίνεται διάχυση τύπου P με βόριο. Ο προορισμός της διάχυσης αυτής είναι να δημιουργήσει Τεχνολογία SiGe BiCMOS 4

13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 βαθιές τύπου P περιοχές μόνωσης (Isolation Walls), που φτάνουν μέσα από την επιταξιακή στρώση μέχρι το υπόστρωμα. Σχήμα 1.6 Εγκάρσια τομή διαδικασίας ανάπτυξης περιοχών μόνωσης Πρέπει να τονιστεί ότι επειδή το βάθος διάχυσης σε αυτήν την περίπτωση είναι αρκετά μεγάλο, απαιτούνται αρκετές ώρες διάχυσης σε θερμοκρασία μέχρι C. Το επόμενο βήμα της διαδικασίας περιλαμβάνει αφαίρεση της στρώσης νιτριδίου, αναπτύσσεται ένα παχύ στρώμα φωτοανθεκτικού υλικού, αφήνοντας ανοικτό ένα παράθυρο όπως φαίνεται και στο Σχήμα (1.7), ώστε να επιτευχθεί βαθιά εμφύτευση ιόντων φωσφόρου στην περιοχή Ν - πηγαδιού που θα αποτελέσει και τον συλλέκτη του διπολικού τρανζίστορ. Σχήμα 1.7 Εγκάρσια τομή διαδικασίας εμφύτευσης ιόντων φωσφόρου (Συλλέκτης) Τεχνολογία SiGe BiCMOS 5

14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Στην συνέχεια, με την ίδια ακριβώς διαδικασία, ανοίγεται παράθυρο ώστε να γίνει εμφύτευση ιόντων βορίου με στόχο τη δημιουργία της βάσης του τρανζίστορ. Σχήμα (1.8) : Σχήμα 1.8 Εγκάρσια τομή διαδικασίας εμφύτευσης ιόντων βορίου (Βάση) Ακολουθεί η δημιουργία του εκπομπού που δημιουργείται στη διάχυση της βάσης. Πριν από αυτό όμως πρέπει να έχει αφαιρεθεί η στρώση φωτοανθεκτικού υλικού, τη θέση του οποίου παίρνει μια στρώση από πολυπυρίτιο, αφήνοντας όπως πάντα ανοικτό το παράθυρο που μας απασχολεί να γίνει η εμφύτευση ιόντων. Σχήμα (1.9) Σχήμα 1.9 Εγκάρσια τομή διαδικασίας εμφύτευσης ιόντων Αρσενικού (Βάση) Η εμφύτευση ιόντων αρσενικού στο στρώμα πολυπυριτίου θα δημιουργήσει μια διαδικασία εξωδιάχυσης η οποία και θα συντελέσει στην μορφοποίηση του εκπομπού. Με λίγα λόγια η ακτινοβόλιση του στρώματος πολυπυριτίου συντελεί Τεχνολογία SiGe BiCMOS 6

15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 στο να σχηματιστούν οι πύλες των δύο τρανζίστορ επαφής που κατασκευάζονται καθώς και του εκπομπού του διπολικού, όλα πάνω στο ίδιο πλακίδιο πυριτίου. Εφόσον ολοκληρωθεί η μορφοποίηση του εκπομπού, η περαιτέρω διαδικασία ολοκλήρωσης των δύο τρανζίστορ επαφής δεν διαφέρει σχεδόν καθόλου από μια διαδικασία κλασσική CMOS. Δηλαδή, γίνεται εκτεταμένη ακτινοβόλιση με ιόντα φωσφόρου ώστε να μορφοποιηθεί το κανάλι στο ΝMOS τρανζίστορ και ταυτόχρονα αφήνεται ανοικτό και το παράθυρο του συλλέκτη ώστε να επωφεληθεί από τα επιπλέον ιόντα φωσφόρου. Σχήμα (1.10), Σχήμα (1.11) Σχήμα 1.10 Εγκάρσια τομή διαδικασίας εμφύτευσης ιόντων φωσφόρου Σχήμα 1.11 Εγκάρσια τομή διαδικασίας μορφοποίησης καναλιού ΝMOS Τεχνολογία SiGe BiCMOS 7

16 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Με αντίστοιχη διαδικασία γίνεται εκτεταμένη ακτινοβόλιση με ιόντα βορίου ώστε να μορφοποιηθεί το κανάλι στο PMOS τρανζίστορ και ταυτόχρονα αφήνεται ανοικτό και το παράθυρο της βάσης ώστε να επωφεληθεί από τα επιπλέον ιόντα βορίου. Σχήμα (1.12), Σχήμα (1.13) Σχήμα 1.12 Εγκάρσια τομή διαδικασίας εμφύτευσης ιόντων βορίου Σχήμα 1.13 Εγκάρσια τομή διαδικασίας μορφοποίησης καναλιού PMOS και τελική μορφή διπολικού τρανζίστορ σε Si BiCMOS τεχνολογία Στο Σχήμα (1.13), μπορούμε να διακρίνουμε τελικά τρία τρανζίστορ, δύο επαφής και ένα διπολικό. Η όλη περιγραφή της διαδικασίας έγινε με την προϋπόθεση ότι η σχεδίαση όλη πραγματοποιήθηκε σε Si - BiCMOS τεχνολογία. Τεχνολογία SiGe BiCMOS 8

17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Διπολικό Τρανζίστορ Σε Si-Ge BiCMOS τεχνολογία Παρόλα αυτά η συγκεκριμένη εργασία έχει μελετηθεί και σχεδιαστεί σε μια πιο εξελιγμένη τεχνολογία Si-Ge BiCMOS, σε κράμα Γερμανίου Πυριτίου δηλαδή. Στο Σχήμα (1.14) φαίνεται η εγκάρσια τομή ενός διπολικού τρανζίστορ σε αυτήν την τεχνολογία. Σχήμα 1.14 Εγκάρσια τομή διπολικού τρανζίστορ σε Si-Ge BiCMOS τεχνολογία Το τρανζίστορ Si-Ge έχει όμοια τεχνολογικά χαρακτηριστικά καθώς και παρόμοιο τρόπο κατασκευής με το συμβατικό διπολικό τρανζίστορ Si, εκτός από τη βάση. Όσον αφορά στην βάση γίνεται χρήση κράματος Si-Ge για την κατασκευή της, το οποίο έχει στενότερο ενεργειακό εύρος ζώνης (bandgap). Το Γερμάνιο Ge διαβαθμίζεται εγκάρσια κατά μήκος της βάσης για τη δημιουργία ενός ηλεκτρικού πεδίου κατάλληλου για την επιτάχυνση των φορέων μειονότητας κατά την κίνησή τους διαμέσου της βάσης, ενώ η τιμή του κυμαίνεται από KV / cm. Αποτέλεσμα αυτής της διαβάθμισης, αποτελεί η υψηλή ταχύτητα και η υψηλή συχνότητα λειτουργίας. Το κέρδος του τρανζίστορ Si-Ge αυξάνεται επίσης σε σχέση με αυτό ενός BJT Si, το οποίο μπορεί να αντισταθμιστεί με την επίτευξη μικρότερης βάσης και επομένως, τη μείωση του θορύβου. Για το ίδιο ρεύμα λειτουργίας, ένα HBT SiGe έχει χαμηλότερο 1 f θόρυβο από ένα ταυτόσημα κατασκευασμένο BJT Si. Η υψηλότερη ταχύτητα μπορεί να αποτελέσει ισχύος. αντικείμενο διαπραγμάτευσης και για χαμηλότερη κατανάλωση Τεχνολογία SiGe BiCMOS 9

18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Σύγκριση SiGe-BiCMOS Τρανζίστορ με Si συμβατικό Τρανζίστορ Τα τρανζίστορ SiGe-BiCMOS, ονομάζονται και τρανζίστορ ετεροεπαφής, HBT (Heterojunction Bipolar Transistor) τρανζίστορ.τα πλεονεκτήματα αλλά και τα αρνητικά στοιχεία που παρουσιάζει ένα SiGe-BiCMOS τρανζίστορ σε σχέση με ένα με Si τρανζίστορ περιγράφονται παρακάτω [6] : 1. Για δεδομένη πυκνότητα ρεύματος συλλέκτη, η τάση που πρέπει να εφαρμοστεί στην επαφή βάσης εκπομπού για να αρχίσει το τρανζίστορ να άγει, είναι μικρότερη από την αντίστοιχη της τεχνολογίας πυριτίου. Αυτό συμβαίνει γιατί, λόγω της ετεροεπαφής η πυκνότητα του ρεύματος συλλέκτη αυξάνεται εκθετικά με τη διαφορά στο ενεργειακό χάσμα μεταξύ συλλέκτη και βάσης, η οποία είναι ανάλογη της συγκέντρωσης γερμανίου στη βάση. Το γεγονός αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία όταν απαιτούνται χαμηλές τροφοδοσίες, κάτι που συμβαίνει σε όλα τα συστήματα επικοινωνίας. 2. To στρώμα του εκπομπού παρουσιάζει συγκέντρωση προσμίξεων χαμηλότερη από εκείνη της βάσης. Το γεγονός αυτό μειώνει δραστικά την τιμή της χωρητικότητας επαφής-βάσης, άρα και το χρόνο διέλευσης των φορέων, γεγονός που οδηγεί σε υψηλή ταχύτητα λειτουργίας ( τιμές συχνότητας αποκοπής f t πολύ υψηλότερες από εκείνες των συμβατικών τρανζίστορ σε τεχνολογια Si) και κέρδος σε χαμηλότερες τιμές ρεύματος, στοιχεία ευνοούν σημαντικά τα κυκλώματα κατανάλωσης χαμηλής ισχύος. που Γενικά στα διπολικά τρανζίστορ η f t δίνεται από τη σχέση f t 1 1 g m C eb Ccb b e c (1.1) Τεχνολογία SiGe BiCMOS 10

19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 όπου g m : η διαγωγιμότητα C eb, C cb : οι χωρητικότητες επαφών εκπομπού - βάσης και συλλέκτη - βάσης b, e, c : οι χρόνοι μεταφοράς των φορέων μέσω της βάσης, εκπομπού και συλλέκτη. Μερικοί από τους λόγους που προκαλούν την αύξηση της f t είναι : Η υψηλή συγκέντρωση προσμίξεων στη βάση μειώνει την αντίσταση της βάσης και άρα μειώνει και το b, γεγονός που αυξάνει την f t. Η χαμηλή συγκέντρωση προσμίξεων στον εκπομπό σε σύγκριση με αυτήν της βάσης ( N E N B ) μειώνει τη χωρητικότητα της περιοχής απογύμνωσης που εκτείνεται μέσα στη βάση, γιατί είναι γνωστό ότι η χωρητικότητα μιας ασύμμετρα ντοπαρισμένης επαφής εξαρτάται μόνο από το ποσοστό των προσμίξεων της ελαφρά ντοπαρισμένης πλευράς γεγονός που μεταφράζεται σε αύξηση της f t. Η N E, όμως δεν πρέπει να μειωθεί πολύ ώστε να μην αυξηθεί σημαντικά η αντίσταση του εκπομπού. Το γεγονός της γραμμικής αύξησης του ποσοστού προσμίξεων Ge στη βάση αυξάνει την ταχύτητα ολίσθησης των ηλεκτρονίων λόγω της αύξησης του ηλεκτρικού πεδίου και μειώνει την τιμή του επιταχύνονται πολύ πιο γρήγορα κατά μήκος της βάσης. b καθώς οι φορείς 3. Έχει βρεθεί πειραματικά ότι, η συχνοτική απόκριση του SiGe διπολικού τρανζίστορ είναι σημαντικά υψηλότερη του αντίστοιχου Si συμβατικού τρανζίστορ για μεγάλη περιοχή τιμών πόλωσης λειτουργίας. Συνεπώς ένα HBT μπορεί να λειτουργήσει σε περιοχή συχνοτήτων χαμηλότερα από τη μέγιστη, με σκοπό την εξοικονόμηση ενέργειας. f t 4. Η συχνότητα μοναδιαίου κέρδους ισχύος (Unity Power Gain Frequency) ή f max εξαρτάται εκτός από την απόδοση της διάταξης μέσω της f t και από τα παρασιτικά στοιχεία της διάταξης, όπως φαίνεται και από την ακόλουθη σχέση Τεχνολογία SiGe BiCMOS 11

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 f f t max (1.2) 8C cbrbb όπου C cb : η χωρητικότητα επαφής συλλέκτη-βάσης r bb : η αντίσταση της βάσης. 5. Η υψηλή συγκέντρωση προσμίξεων στη βάση, καθιστά τη μεταβολή του εύρους της λιγότερο ευαίσθητη, με την τάση. Aυτό σημαίνει ότι η τιμή της τάσης Εarly είναι πολύ υψηλότερη από την αντίστοιχη των διπολικών πυριτίου, γεγονός που επιτρέπει την υψηλότερη εμπέδηση εξόδου ενισχυτικών σταδίων, και την πραγματοποίηση σταθερότερων πηγών ρεύματος. V bc V ASiGe, V ASi, gge, ( grade) gge, ( grade) kt 1 e kt e gge, ( grade) kt (1.3) με g, Ge( grade) g, Ge( xw ) b g, Ge( x0) (1.4) όπου V, : η τάση Early για τα SiGe HBTs και Si BJTs αντίστοιχα ASiGe, V ASi, k :1.38 x10 J -23 K η σταθερά του Boltzmann T : η απόλυτη θερμοκρασία σε o Κ g, Ge : το εύρος της απαγορευμένης ζώνης με το Ge να διαβαθμίζεται κατά μήκος της βάσης Καθώς λοιπόν το ποσοστό του γερμανίου (Ge) στο SiGe της βάσης αυξάνεται προς την πλευρά του συλλέκτη, η διαφορά στις συγκεντρώσεις προσμίξεων είναι μεγαλύτερη στην επαφή συλλέκτη βάσης, με αποτέλεσμα η περιοχή Τεχνολογία SiGe BiCMOS 12

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 απογύμνωσης να εκτείνεται περισσότερο μέσα στη βάση παρά στο συλλέκτη. Το γεγονός αυτό αυξάνει την αντίσταση εξόδου για δεδομένη πόλωση, σε σύγκριση με ένα BJT Si αντίστοιχης δομής, επομένως και την τιμή της τάσης Early (π.χ. για HBT VA = 53 V, για BJT VA = 18 V) 6. Αύξηση του κέρδους ρεύματος ενός SiGe HBT σε σχέση με μία ακριβώς αντίστοιχη δομή BJT, σύμφωνα με τη σχέση (2.5) J C, SiGe j C, Si SiGe Si kte 1 e g, Ge( grade) g, Ge(0) kt g, Ge( grade) kt (1.5) με C NV ( SiGe) (1.6) N N ( Si) C V όπου J,, : η πυκνότητα ρεύματος του συλλέκτη για τα SiGe HBT και Si C SiGe J C, Si BJT αντίστοιχα SiGe, Si : το κέρδος ρεύματος για τα SiGe HBT και Si BJT αντίστοιχα N C, N V : η ενεργός πυκνότητα των ενεργειακών σταθμών στις ζώνες αγωγιμότητας και σθένους αντίστοιχα Από την παραπάνω σχέση φαίνεται το ακόλουθο πλεονέκτημα από τη χρήση του HBT, καθώς αν μία εφαρμογή απαιτεί μεγάλη τιμή του, η συγκέντρωση προσμίξεων στη βάση μπορεί να γίνει υψηλότερη χωρίς να πέσει η τιμή του κέρδους, αφού το μπορεί να αυξηθεί εκθετικά αν αυξήσουμε το g, Ge( grade) 7. Ένα μειονέκτημα της δομής αυτής αποτελεί η χαμηλή τιμή κατάρρευσης της επαφής συλλέκτη-εκπομπού, πρόβλημα όμως που αντιμετωπίζεται άμεσα. Λαμβάνοντας λοιπόν υπόψη μας τα παραπάνω στοιχεία θα γίνει η σχεδίαση του συστήματος αυτής της εργασίας σε SiGe BiCMOS τεχνολογία. Τεχνολογία SiGe BiCMOS 13

22 14

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο Ανάλυση Θορύβου Διπολικού Τρανζίστορ Στην BiCMOS τεχνολογία Στο κεφάλαιο αυτό θα ασχοληθούμε με μια πολύ βασική έννοια, αυτή του θορύβου στα ηλεκτρονικά κυκλώματα. Αναλυτικότερα θα δούμε πώς μοντελοποιείται η έννοια του θορύβου στο διπολικό τρανζίστορ στην BiCMOS τεχνολογία, καθώς επίσης θα γίνει και εκτενής μελέτη των πηγών θορύβου του και της συνεισφοράς τους στο συνολικό θόρυβο. 2.1 Βασικές Αρχές Θορύβου Σε Κυκλώματα Ο θόρυβος μπορεί με μια πρώτη προσέγγιση να οριστεί, ως κάποιο ανεπιθύμητο είδος ενέργειας που τείνει να αναμιχθεί με το επιθυμητό σήμα, κατά τη διάρκεια λήψης και αναπαραγωγής αυτού, περιορίζοντας την αποδοτικότητα κάθε συστήματος και υποβαθμίζοντας την ορθότητα και την ακρίβεια μιας μέτρησης [7]. Μπορεί να διακριθεί στις εξής κατηγορίες : 1. Θερμικός Θόρυβος (Thermal Noise) O θερμικός θόρυβος προκαλείται από την έντονη θερμική κίνηση δόνηση των φορέων φορτίου (ηλεκτρόνια ή οπές) σε έναν αγωγό και εμφανίζεται κατά την

24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 τυχαία κίνησή τους μέσα στον αγωγό [7]. Προκαλεί μία τάση θορύβου η οποία, σύμφωνα με το θεώρημα του Nyquist, δίνεται από τη σχέση : 2 E th 3kTRf (Volt2) (2.1) Όπου k = Ws/k η σταθερά Boltzmann T = θερμοκρασία του αγωγού σε βαθμούς Kelvin Δf = εύρος του θορύβου (Noise Bandwidth) σε Ηz R = αντίσταση σε Οhm 2. Θόρυβος βολής (Shot Noise) Ο θόρυβος βολής εμφανίζεται στις λυχνίες κενού και στις επαφές ημιαγωγών, και αποδίδεται στην τυχαία εκπομπή ή έγχυση φορέων, ή στην τυχαία άφιξή τους στην άνοδο (ή το συλλέκτη) λόγω διαφορετικών αρχικών ταχυτήτων. Θόρυβος βολής δημιουργείται σε επαφές ημιαγωγών όταν ηλεκτρόνια που δημιουργούν ένα ρεύμα Ι dc διασχίζουν ένα φράγμα δυναμικού. Επειδή στις αντιστάσεις δεν δημιουργείται φράγμα δυναμικού, θόρυβος βολής εμφανίζεται μόνο σε ημιαγωγικές διατάξεις όπως δίοδοι και τρανζίστορ [7]. Η (rms) ενεργός τιμή του ρεύματος του θορύβου βολής δίνεται από τη σχέση (τύπος του Schottky): I Sh 2 qi f (2.2) DC Όπου q = q e = Cb I DC = συνεχές ρεύμα (Ampere) Δf = εύρος ζώνης του θορύβου (Noise Bandwidth) σε Ηz Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 16

25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ /f θόρυβος (1/f ή flicker noise) Η βασική αιτία ύπαρξης του 1/f θορύβου στις διατάξεις ημιαγωγών σχετίζεται με τις ιδιότητες των υλικών στην επιφάνεια αυτών. Η δημιουργία και ο ανασυνδυασμός (p + και e - ) των φορέων στις ενεργειακές καταστάσεις της επιφάνειας, και η πυκνότητα των επιφανειακών καταστάσεων είναι σημαντικοί παράγοντες. Όσο καλή και αν είναι η τεχνολογία κατασκευής επεξεργασίας της επιφανείας (οπότε μειώνεται ο 1/f θόρυβος) στον χώρο, ανάμεσα στην επιφάνεια ημιαγωγού και του αναπτυσσόμενου οξειδίου υπάρχουν παγίδες φορέων που αποτελούν κέντρα δημιουργίας θορύβου [7]. Στις χαμηλές συχνότητες η ισχύς του είναι αντιστρόφως ανάλογη της συχνότητας (1/f ), ενώ για συχνότητες πάνω από μερικά khz η ισχύς του θορύβου είναι μικρή άλλα κατά βάση σταθερή (επίπεδη). Αυτός είναι και ο λόγος που ο flicker θόρυβος θέτει ένα πολύ σοβαρό εμπόδιο στην ακρίβεια των μετρήσεων στη περιοχή των χαμηλών συχνοτήτων [8]. Ο 1/f θόρυβος είναι αντιστρόφως ανάλογος της συχνότητας και δίνεται από τη σχέση: i 2 f K I n f a f (2.3) Όπου K = σταθερά Flicker Θορύβου I n = Μέση Τιμή Ρεύματος Δf = εύρος του θορύβου (Noise Bandwidth) σε Ηz α = παράμετρος του Hooge 4. Θόρυβος Βurst (Βurst Νoise) Ο θόρυβος burst παρουσιάζει ενεργειακό περιεχόμενο στις χαμηλές συχνότητες και φαίνεται να οφείλεται στις προσμίξεις ιόντων βαρέων μετάλλων. Η ισχύς του θορύβου αυξάνει με το ρεύμα πόλωσης και στις χαμηλές συχνότητες είναι αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου (1/f 2 ) της συχνότητας [7]. Η φασματική πυκνότητα του θορύβου burst εκφράζεται από τη σχέση: Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 17

26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 i 2 c I K f 2 f 1 fc (2.4) Όπου K = σταθερά ανάλογη της διάταξης I = Ρεύμα DC Δf = εύρος του θορύβου (Noise Bandwidth) σε Ηz c = σταθερά με τιμή μεταξύ 0,5 και 2 f c = συγκεκριμένη συχνότητα για συγκεκριμένο τρόπο παραγωγής θορύβου 2.2 Σημαντικότερες Πηγές Θορύβου στην BiCMOS τεχνολογία Στο κομμάτι αυτό θα δούμε πώς επηρεάζει το κομμάτι του θορύβου τα τρανζίστορ που κατασκευάζονται στην σύνθετη τεχνολογία SiGe BiCMOS, δηλαδή τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου (FET) και τα διπολικά τρανζίστορ (BJT), αντίστοιχα [7]. Οι πηγές θορύβου σε ένα MOS τρανζίστορ είναι: 1. Θερμικός θόρυβος του καναλιού (Channel Thermal Noise) 2. 1/f θόρυβος (1/f ή Flicker Noise) 3. Θόρυβος στην πύλη του MOSFET (Gate Induced Noise). 4. Θόρυβος υποστρώματος λόγω της ανομοιόμορφης κατανομής της αντίστασής του (Substrate Resistance Noise) 5. Θόρυβος βολής (Shot Noise) που σχετίζεται με τα ρεύματα διαρροής στις ανάστροφα πολωμένες επαφές PN στον απαγωγό (drain) και στην πηγή (source). Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 18

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Οι πηγές θορύβου σε ένα BJT τρανζίστορ είναι: 1. 1/f θόρυβος (1/f ή Flicker Noise) στο ρεύμα της βάσης I Β 2. Θόρυβος βολής (Shot Noise) που παρουσιάζεται στο ρεύμα του συλλέκτη Ι C καθώς και στο ρεύμα της βάσης I Β 3. Θόρυβος Burst (Burst Noise) στο ρεύμα της βάσης I Β 4. Θερμικός θόρυβος που παρουσιάζεται στις αντιστάσεις της βάσης R B και του συλλέκτη R C 2.3 Μοντελοποίηση Θορύβου Στο Διπολικό Τρανζίστορ (Si-Ge BiCMOS) Θεωρία Δίθυρου Θόρυβος Στο σημείο αυτό θα γίνει μια περιγραφή του μοντέλου και του ισοδύναμου κυκλώματος θορύβου του διπολικού τρανζίστορ στην τεχνολογία που θα σχεδιαστεί το σύστημα ανάγνωσης ακτινοβολίας της εργασίας αυτής. Ό βασικός λόγος της προσέγγισης αυτής είναι ότι στην είσοδο της διάταξης θα τοποθετηθεί διπολικό τρανζίστορ, για λόγους οι οποίοι θα αναλυθούν σε επόμενα κεφάλαια, οπότε λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι ο θόρυβος αποτελεί πολύ κρίσιμη παράμετρο σχεδίασης, θα πρέπει κάποιος να είναι σε θέση να γνωρίζει απόλυτα κάθε επιμέρους πηγή θορύβου του διπολικού καθώς και το ποσοστό συνεισφοράς τους στον συνολικό θόρυβο [9]. Η τεχνολογία που θα γίνει όλη η σχεδίαση του συστήματος είναι η 0.35μm Si-Ge BiCMOS της AMS. Όποτε και η ανάλυση που ακολουθεί βασίζεται στις παραμέτρους και τους κανόνες σχεδίασης της συγκεκριμένης τεχνολογίας. Το μοντέλο που θα χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση του θορύβου είναι το VBIC (Vertical Bipolar Intercompany Model) [10]. Ξεκινώντας την ανάλυση πρέπει να δούμε αρχικά βασικές αρχές μοντελοποίησης θορύβου γενικά σε ένα δίθυρο με είσοδο και έξοδο. Στο σχήμα 2.1 που ακολουθεί παρουσιάζεται χαρακτηριστικά ένα δίθυρο στο οποίο φαίνονται χαρακτηριστικά πηγές θορύβου καθώς και τα φορτία οδήγησης και εξόδου αντίστοιχα. Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 19

28 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Σχήμα 2.1 Μοντέλο Θορυβώδους διθύρου Αναλυτικότερα όπως παρατηρούμε όλες οι πηγές θορύβου του δίθυρου έχουν αντικατασταθεί από δύο πηγές, μια τάσης V A μια ρεύματος Ι Α, συσχετισμένες μεταξύ τους και συνδεδεμένες στην είσοδο του δίθυρου [11]. Θεωρούμε επιπλέον ότι η σύνθετη αγωγιμότητα του φορτίου εξόδου Y L είναι ιδανική και δεν συνεισφέρει σε θόρυβο, αντίθετα με τη σύνθετη αγωγιμότητα του φορτίου οδήγησης Y S του οποίου το πραγματικό μέρος παράγει θερμικό θόρυβο με φασματική πυκνότητα που δίνεται από τον τύπο : (2.5) Στο σημείο αυτό πρέπει να γίνει αναφορά στην έννοια του παράγοντα θορύβου F ( Noise Factor F ). Η παράμετρος αυτή ορίζεται σαν το πηλίκο της συνολικής ισχύς του θορύβου στην έξοδο προς την φασματική πυκνότητα του θερμικού θορύβου που είδαμε μόλις πριν, σχέση 2.1. Ο παράγοντας θορύβου δίνεται από τη σχέση 2.2 : (2.6) Περαιτέρω ανάπτυξη και πράξεις της σχέσης (2.2) μας οδηγεί σε μια αναλυτική έκφραση για τον παράγοντα θορύβου, που δίνεται από τη σχέση (2.3) : Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 20

29 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 (2.7) Όπου : F min : Ελάχιστος παράγοντας θορύβου G Sopt : Πραγματικό μέρος της βέλτιστης σύνθετης αγωγιμότητας της πηγής Υ Sopt B Sopt : Φανταστικό μέρος της βέλτιστης σύνθετης αγωγιμότητας της πηγής Υ Sopt R n : Αντίσταση θορύβου Τέλος πρέπει να γίνει αναφορά στην παράμετρο NF ( Noise Figure ) που δεν είναι τίποτε παραπάνω από τον παράγοντα θορύβου, εκφρασμένο σε ντεσιμπέλ (db) και δίνεται από τη σχέση - (2.4). (2.8) Ισοδύναμο Κύκλωμα Θορύβου Διπολικού Τρανζίστορ ( Si-Ge BiCMOS) Για την περιγραφή και ανάλυση θορύβου σε ένα NPN διπολικό τρανζίστορ της τεχνολογίας που μελετάμε, θεωρούμε το τρανζίστορ σαν ένα γενικευμένο δίθυρο και χρησιμοποιoύμε το μοντέλο VBIC. Ο θόρυβος στην συγκεκριμένη ανάλυση περιγράφεται από ανεξάρτητες πηγές θορύβου όπως παρουσιάζεται και στο σχήμα (2.4). Πιο συγκεκριμένα οι πηγές θορύβου αποτελούνται από ανεξάρτητες πηγές ρεύματος. Στον πίνακα (2.2) παρουσιάζονται οι φασματικές πυκνότητες ρεύματος κάθε πηγής χωριστά καθώς και οι μαθηματικοί τύποι που υπολογίζονται. Στους τύπους όπου KFN, AFN και BFN, εννοούμε τις παραμέτρους του θορύβου Flicker που καθορίζονται από την τεχνολογία. Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 21

30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 S C irs RS CBCO ircx RCX iiccp iibep Qbcp RBp irbp irci RCI Qbep Qbcx B irbx RBx irbi RBi Qbc Qbe iitzf Qbex iibex iibe ire RE CBEO E Σχήμα 2.2 Ισοδύναμο κύκλωμα του VBIC SPICE μοντέλου με πηγές θορύβου Όπου : irbx, ircx, ire, irs, irbp, irci, irbi : Πηγές θερμικού θορύβου αντιστάσεων iibe, iibep, iicc, iiccp : Πηγές θορύβου βολής αντίστοιχων ρευμάτων iibe, iibep : Πηγές Flicker Θορύβου αντίστοιχων ρευμάτων Το τρανζίστορ που θα χρησιμοποιηθεί στην εργασία αυτή είναι το to NPN-254 της 0.35μm SiGe BiCMOS της AMS όπως αναφέρθηκε και πιο πριν. Στον πίνακα (2.1) που ακολουθεί παρουσιάζονται οι τρεις σταθερές για τον Flicker θόρυβο για το συγκεκριμένο τρανζίστορ. Πίνακας 2.1 Σταθερές Flicker Θορύβου Για το NPN-254 Διπολικό Τρανζίστορ AFN KFN BFN NPN e Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 22

31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ενώ στον πίνακα (2.2) που ακολουθεί παρουσιάζονται αναλυτικά οι φασματικές πυκνότητες των ρευμάτων που αντιστοιχούν σε κάθε πηγή ξεχωριστά και που συνεισφέρουν στον θόρυβο [11]. Πίνακας 2.2 Φασματικές Πυκνότητες Ρευμάτων Πηγών Θορύβου Φασματικές Πυκνότητες Αλγεβρικοί Τύποι Υπολογισμού Φασματικών πυκνοτήτων Θορύβου Είδος Θορύβου 2 iitzf 2 tzf qi Θόρυβος Βολής Ρεύματος Συλλέκτη 2 iiccp 2qI ccp 2 iibe 2qI K I BFN f AFN be FN be Θόρυβος Βολής Ρεύματος Παρασιτικής Επαφής pnp Συλλέκτη Θόρυβος Flicker + Βολής Ρεύματος Βάσης 2 iibex 2 iibep 2qI K I BFN f AFN bex FN bex 2qI K I AFN bep FN bep BFN f Θόρυβος Flicker + Βολής Πλευρικού Ρεύματος Βάσης Θόρυβος Flicker + Βολής Ρευματος Παρασιτικής Επαφής pnp Βάσης 2 iirbx 4kTIrbxV rbx 2 iirbi 4kTIrbiV rbi 2 ii Re 4kTIreV re 2 iirci 4kTIrciV rci 2 iircx 4kTIrcxV rcx 2 iirbp 4kTIrbpV rbp 2 iirs 4kTIrsV rs Θερμικός Θόρυβος Εξωτερικής Αντίστασης Βάσης Θερμικός Θόρυβος Εσωτερικής Αντίστασης Βάσης Θερμικός Θόρυβος Εκπομπού Θερμικός Θόρυβος Εσωτερικής Αντίστασης Συλλέκτη Θερμικός Θόρυβος Εξωτερικής Αντίστασης Συλλέκτη Θερμικός Θόρυβος Αντίστασης Παρασιτικής Επαφής pnp Βάσης Θερμικός Θόρυβος Αντίστασης Υποστρώματος Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 23

32 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Προσομοίωση Πηγών Θορύβου Διπολικού Τρανζίστορ Όπως προείπαμε το τρανζίστορ που θα χρησιμοποιηθεί στην εργασία αυτή είναι το to NPN-254 της 0.35μm SiGe BiCMOS της AMS. Χρησιμοποιώντας τα προγράμματα HSPICE της Synopsis για τις προσομοιώσεις καθώς και το πρόγραμμα ORIGIN για την επεξεργασία των δεδομένων κάνουμε τα εξής. Γίνεται μελέτη σε μια προς μια στις πηγές θορύβου, με βάση το μοντέλο που προαναφέραμε και το συμπέρασμα που καταλήγουμε είναι για το ποια πηγή κυριαρχεί και συνεισφέρει περισσότερο στον θόρυβο. Πιο συγκεκριμένα για τον χαρακτηρισμό του BJT προσδιορίζεται η χαρακτηριστική εξόδου του σε συνδεσμολογία κοινού εκπομπού. Το κύκλωμα που σχεδιάσαμε περιλάμβανε μία DC πηγή συνδεδεμένη στον ακροδέκτη του συλλέκτη ( V 1,65V ) μέσω μιας αντίστασης ( R C 1K) και μια πηγή ( b C τάσης V 1V ) στον ακροδέκτη της βάσης ικανή να πολώσει το τρανζίστορ Σχήμα (2.2), από όπου πήραμε την AC απόκριση του στο σχήμα (2-3) : Σχήμα 2.2 Κύκλωμα για τη λήψη AC Αποκρίσεων στο Hspice Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 24

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Σχήμα 2.3 Συχνοτική απόκριση του διπολικού τρανζίστορ ετεροεπαφής npn254 Πιο συγκεκριμένα με τη βοήθεια του προγράμματος HSPICE και με την εντολή.noise πραγματοποιούμε ανάλυση θορύβου σε ένα εύρος συχνοτικό από 1Hz μέχρι 1MHz παίρνοντας αρκετά μεγάλο αριθμό σημείων και καταγράφοντας σε κάθε συχνότητα τη φασματική πυκνότητα θορύβου κάθε πηγής θορύβου. Σχήμα (2.4) : Σχήμα 2.4 Φασματικές Πυκνότητες Ρευμάτων Πηγών Θορύβου Στα σχήματα που ακολουθούν παρουσιάζονται οι φασματικές πυκνότητες θορύβου των βασικών πηγών θορύβου ξεχωριστά : Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 25

34 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2 iircx 4kTIrcxV rcx Θερμικός Θόρυβος Εξωτερικής Αντίστασης Συλλέκτη Σχήμα iiccp 2qI ccp Διάγραμμα Φασματικής Πυκνότητας Θερμικού Θορύβου Εξωτερικής Αντίστασης Βάσης Θόρυβος Βολής Ρεύματος Παρασιτικής Επαφής pnp Συλλέκτη Σχήμα 2.6 Διάγραμμα Φασματικής Πυκνότητας Θορύβου Βολής Παρασιτικής Επαφής pnp Συλλέκτη Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 26

35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2 ii Re 4kTIreV re Θερμικός Θόρυβος Εκπομπού Σχήμα 2.7 Διάγραμμα Φασματικής Πυκνότητας Θερμικού Θορύβου Αντίστασης Εκπομπού 2 iibe 2qI K I BFN f AFN be FN be Θόρυβος Flicker + Βολής Ρεύματος Βάσης Σχήμα 2.8 Διάγραμμα Φασματικής Πυκνότητας Θορύβου Βολής και Flicker Ρεύματος Βάσης Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 27

36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2 iiccp 2qI ccp Θόρυβος Βολής Ρεύματος Παρασιτικής Επαφής pnp Συλλέκτη 2 iibe Σχήμα 2.9 Διάγραμμα Φασματικής Πυκνότητας Θορύβου βολής Ρεύματος Συλλέκτη 2qI K I BFN f AFN be FN be Θόρυβος Flicker + Βολής Ρεύματος Βάσης Σχήμα 2.10 Διάγραμμα Φασματικής Πυκνότητας Θορύβου Flicker Ρεύματος Βάσης Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 28

37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2 iirs 4kTIrsV rs Θερμικός Θόρυβος Αντίστασης Υποστρώματος Σχήμα iirbp 4kTIrbpV rbp Διάγραμμα Φασματικής Πυκνότητας Θερμικού Θορύβου Αντίστασης Υποστρώματος Θερμικός Θόρυβος Αντίστασης Παρασιτικής Επαφής pnp Βάσης Σχήμα 2.12 Διάγραμμα Φασματικής Πυκνότητας Θερμικού Θορύβου Αντίστασης Παρασιτικής Επαφής pnp Βάσης Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 29

38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2 iirci 4kTIrciV rci Θερμικός Θόρυβος Εσωτερικής Αντίστασης Συλλέκτη Σχήμα 2.13 Διάγραμμα Φασματικής Πυκνότητας Θερμικού Θορύβου Εσωτερικής Αντίστασης Συλλέκτη 2 iirbi 4kTIrbiV rbi Θερμικός Θόρυβος Εσωτερικής Αντίστασης Βάσης Σχήμα 2.14 Διάγραμμα Φασματικής Πυκνότητας Θερμικού Θορύβου Εσωτερικής Αντίστασης Βάσης Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 30

39 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2 iibep 2qI K I AFN bep FN bep BFN f Θόρυβος Flicker + Βολής Ρευματος Παρασιτικής Επαφής pnp Βάσης Σχήμα 2.15 Διάγραμμα Φασματικής Πυκνότητας Θορύβου Flicker Ρεύματος Παρασιτικής Επαφής pnp Βάσης 2 iibex 2qI K I BFN f AFN bex FN bex Θόρυβος Flicker + Βολής Πλευρικού Ρεύματος Βάσης Σχήμα 2.16 Διάγραμμα Φασματικής Πυκνότητας Θόρυβο Flicker + Βολής Πλευρικού Ρευματος Βάσης Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 31

40 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Σχήμα 2.17 Διάγραμμα Φασματικής Πυκνότητας Συνολικού Θορύβου Στην Εξοδο του Τρανζιστορ Για να μπορέσουμε να συγκρίνουμε τις συνεισφορές κάθε πηγής θορύβου ξεχωριστά πρέπει αρχικά να ολοκληρώσουμε τις παραπάνω καμπύλες στο συχνοτικό εύρος από 1Hz μέχρι 1ΜHz με τη βοήθεια του προγράμματος ORIGIN και στη συνέχεια βρίσκοντας τις ενεργές τιμές (rms) να καταλήξουμε σε κάποια συμπεράσματα. Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 32

41 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Τα συμπεράσματα αυτά φαίνονται στον πίνακα (2.3) : Πίνακας 2.3 Ενεργές (rms) Τιμές Θορύβου κάθε πηγής ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΑ ΤΕΤΡΑΓΏΝΙΚΗ ΡΙΖΑ ΕΝΕΡΓΟΣ ΤΥΠΟΣ ΘΟΡΎΒΟΥ ΚΑΜΠΥΛΗΣ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΑΤΟΣ ΤΙΜΗ (rms) ΟΝΟΜΑΣΙΑ (Volt 2 ) (Volt) (Volt) r cx 5,61 pv 2 2,36 μv 1,67 μv Θερμικός Θόρυβος Εξωτερικής Αντίστασης Βάσης r e 0,243 pv 2 0,492 μv 0,348 μv Θερμικός Θόρυβος Εκπομπού i be 1,83 μv 2 1,3 mv 0,9 mv i cc 31,8 pv 2 5,6 μv 3,9 μv i bfn 2,28 μv 2 1,5 mv 1,06 mv r s 0 V 2 0 V 0 V r bp 5,59 pv 2 2,3 μv 1,6 μv r ci 5,09 pv 2 2,25 μv 1,59 μv r bi 1,06 pv 2 1,02 μv 0,73 μv i bep 1,24 * V 2 0,11 nv 78 pv i bepfn 1,54 * V 2 0,124 nv 87 pv Total 7,2 μv 2 2,68 mv 1,9 mv Θόρυβος Βολής Ρεύματος Βάσης Θόρυβος Βολής Ρεύματος Συλλέκτη Θόρυβος Flicker Ρεύματος Βάσης Θερμικός Θόρυβος Αντίστασης Υποστρώματος Θερμικός Θόρυβος Αντίστασης Παρασιτικής Επαφής pnp Βάσης Θερμικός Θόρυβος Εσωτερικής Αντίστασης Συλλέκτη Θερμικός Θόρυβος Εσωτερικής Αντίστασης Βάσης Θόρυβος Βολής Ρευματος Παρασιτικής Επαφής pnp Βάσης Θόρυβος Flicker Ρευματος Παρασιτικής Επαφής pnp Βάσης Συνολικός Θόρυβος Τρανζίστορ Με βάση τον τελευταίο πίνακα (2.3) και συγκεκριμένα τις τελικές ενεργές τιμές θορύβου κάθε πηγής μπορούμε να διαπιστώσουμε στο συχνοτικό φάσμα από 1Hz μέχρι 1ΜHz, που θα είναι και το εύρος λειτουργίας της εφαρμογής και συγκεκριμένα του τρανζίστορ που μελετάμε, ποιες πηγές συνεισφέρουν στο συνολικό θόρυβο ισχυρά, ποιες όχι και με τι ποσοστό κάθε μια. Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 33

42 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Σχήμα 2.18 Κατανομή θορύβου (rms) ανά πηγή Σχήμα 2.19 Ποσοστιαία κατανομή Θορύβου επί του Συνόλου Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 34

43 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Τα συμπεράσματα που μπορούμε να καταλήξουμε με βάση τα αποτελέσματα και με βάση τον πίνακα (2.2) και τα σχήματα (2.18),(2.19) για τη συνεισφορά της κάθε πηγής στο συνολικό θόρυβο είναι τα εξής : Ο συνολικός θόρυβος κυριαρχείται από τους επιμέρους θορύβους, θερμικό και Flicker, του ρεύματος βάσης καθώς και από το θόρυβο βολής του ρεύματος του συλλέκτη. Στην ενδιάμεση θέση συνεισφοράς βρίσκονται, ο θερμικός θόρυβος εξωτερικής αντίστασης βάσης και παρασιτικής αντίστασης βάσης καθώς και ο θερμικός θόρυβος εσωτερικής αντίστασης συλλέκτη. Ακολουθούν με αρκετά μικρότερη συνεισφορά ο θερμικός θόρυβος εκπομπού και εσωτερικής αντίστασης βάσης. Τέλος σε συνεισφορά, μικρότερη κατά δύο τάξεις μεγέθους, ακολουθεί o θόρυβος βολής και flicker της παρασιτικής επαφής pnp της βάσης ενώ σχεδόν μηδενικό αποτέλεσμα παρουσιάζει ο θερμικός θόρυβος αντίστασης υποστρώματος. Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 35

44 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Μοντελοποίηση Θορύβου Στην BiCMOS Τεχνολογία 36

45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο Σύστημα Ανάγνωσης Ακτινοβολίας 3.1 Βασικές Αρχές Συστήματος Ανάγνωσης Ακτινοβολίας Το συνολικό κύκλωμα του συστήματος ανάγνωσης και μέτρησης ενέργειας της ακτινοβολίας περιλαμβάνει έναν αισθητήρα, έναν προενισχυτή και ένα διαμορφωτή παλμών [11], με το μπλοκ διάγραμμα να παρουσιάζεται στο σχήμα (3.1) Pulse processing Unit Σχήμα 3.1 Μπλόκ Διάγραμμα του συστήματος ανίχνευσης ακτινοβολίας. Συγκεκριμένα, ακτινοβολία προσπίπτει σε αισθητήρα ακτινοβολίας (ανάστροφα πολωμένη δίοδος), έχοντας σαν άμεσο αποτέλεσμα τη δημιουργία ζευγών ηλεκτρονίων (e - ) και οπών (p), των οποίων ο αριθμός είναι ανάλογος της Σύστημα ανάγνωσης ακτινοβολίας

46 Κεφάλαιο 3 ενέργειας της προσπίπτουσας ακτινοβολίας. Ακολουθεί προενισχυτής ο οποίος και ολοκληρώνει (μέσω μικρής χωρητικότητας C f ) το φορτίο που δίνει ο ανιχνευτής και παράγει στην έξοδο του στενό παλμό τάσης. Ο παλμός αυτός αποτελεί το σήμα εισόδου του κυρίως ενισχυτή της διάταξης, του shaper, όπου και φιλτράρεται κατάλληλα για να μεγιστοποιηθεί ο λόγος του σήματος προς τον θόρυβο (S/N), καθώς οδηγείται σε ειδικές μονάδες για περαιτέρω επεξεργασία και μέτρηση. 3.2 Περιγραφή Αισθητήρα Οι αισθητήρες ημιαγωγού (Si, Ge), χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση στοιχειωδών σωματίων και για την καταμέτρηση της ενέργειας τους. Η καταλληλότητα του αισθητήρα κρίνεται από την ικανότητα του να διακρίνει το σήμα (που προέρχεται από την πρόσκρουση σωματίου σε αυτόν) από οποιαδήποτε άλλα σήματα θορύβου. Το σήμα εξόδου του αισθητήρα είναι ένας αριθμός φορτίων ο οποίος εξαρτάται από [11]: την ενέργεια της προσπίπτουσας ακτινοβολίας το υλικό κατασκευής (Si, Ge) το μέγεθος του αισθητήρα. Ο αριθμός των φορτίων Q που παράγονται στον αισθητήρα δίνονται από τη σχέση : 6 E e 10 Q (3.1) όπου, Ε : η ενέργεια της προσπίπτουσας ακτινοβολίας e : φορτίο ενός ηλεκτρονίου 1.6 x Cb ε : η απαιτούμενη ενέργεια για τη δημιουργία ζεύγους ηλεκτρονίου-οπής στον αισθητήρα Οι ανιχνευτές ημιαγωγού μπορούν να θεωρηθούν λειτουργικά όμοιοι με τους θαλάμους ιονισμού, όπου το αέριο του θαλάμου έχει αντικατασταθεί από ένα ημιαγώγιμο στερεό. Η ανάπτυξη της τεχνικής τους εμφανίζει ιδιαίτερα Σύστημα ανάγνωσης ακτινοβολίας 38

47 Κεφάλαιο 3 πλεονεκτήματα στο πεδίο των ανιχνευτών ακτινοβολίας σε σχέση με τους ανιχνευτές αερίου, για τους εξής λόγους : μικρό και ευκολόχρηστο σχήμα και μέγεθος μικρό χρόνο ανύψωσης των παλμών εξόδου (nsec) γραμμική απόκριση σε ευρύ ενεργειακό φάσμα πολύ καλή ενεργειακή διακριτική ικανότητα O παλμός των φορτίων που παράγεται στην έξοδο του αισθητήρα έχει πολύ μικρή χρονική διάρκεια και περιέχει πληροφορίες για την ενέργεια και το είδος των σωματιδίων που προσπίπτουν σε αυτόν. Έτσι ένας αισθητήρας, από ημιαγώγιμο υλικό μπορεί να μοντελοποιηθεί από μια Dirac πηγή ρεύματος δ(t) παράλληλα συνδεδεμένη με μια χωρητικότητα C d όπως φαίνεται στο σχήμα (3.2). Σχήμα 3.2 Μοντελοποίηση αισθητήρα από πηγή ρεύματος Dirac-παράλληλα συνδεδεμένη με χωρητικότητα Σύμφωνα με το μοντέλο, το σήμα που οφείλεται σε φορτίο ίσο με αυτό ενός ηλεκτρονίου, αντιστοιχεί με ένα παλμό ρεύματος Dirac, το ολοκλήρωμα του οποίου ισούται με το φορτίο ενός ηλεκτρονίου. 3.3 Περιγραφή Προενισχυτή Ο προενισχυτής αποτελεί το κύκλωμα εισόδου για το σήμα που παράγεται από τον αισθητήρα προς τις υπόλοιπες μονάδες του συστήματος. Οι προενισχυτές είναι κυκλώματα με μικρό θόρυβο, απομονώνουν το σήμα Σύστημα ανάγνωσης ακτινοβολίας 39

48 Κεφάλαιο 3 εξόδου του ανιχνευτή από την υψηλή τάση τροφοδοσίας, και διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες : Προενισχυτές τάσης Προενισχυτές ρεύματος Προενισχυτές φορτίου Προενισχυτής Τάσης. Ο τύπος αυτού του προενισχυτή παράγει στην έξοδο του έναν παλμό τάσης, ανάλογο με το φορτίο Q που ελευθερώνεται από τον αισθητήρα. Οι προενισχυτές τάσης εμφανίζουν μεγάλη αντίσταση εισόδου, ενώ παρουσιάζουν μια πολύ μικρή αντίσταση εξόδου, κατάλληλη για να οδηγηθεί το σήμα εξόδου τους στον shaper. Εμφανίζουν ιδιαίτερη ευαισθησία σε αλλαγές στη χωρητικότητα των καλωδίων διασύνδεσης τους με τα υπόλοιπα ηλεκτρονικά του συστήματος και εξαιτίας της μεγάλης αντίστασης εισόδου τους, είναι πολύ πιθανό να επηρεαστεί η χαμηλή συχνότητα απόκρισής τους. Οι προενισχυτές αυτοί είναι κατάλληλοι για ανιχνευτές σπινθηρισμών, έχουν χαμηλό κόστος και εμφανίζουν μεγάλη αξιοπιστία, αφού περιέχουν λιγότερα στοιχεία και είναι εύκολο να κατασκευαστούν. Δεν χρησιμοποιούνται ιδιαίτερα με αισθητήρες ημιαγωγικής φύσης (Si, Ge) γιατί το κέρδος τους εξαρτάται από τη χωρητικότητα C d του αισθητήρα, η μεταβολή της οποίας μπορεί να οδηγήσει σε ανακριβή αποτελέσματα. Προενισχυτής ρεύματος. Ο τύπος αυτού του προενισχυτή μετατρέπει τους παλμούς ρεύματος σε παλμούς τάσης, ενώ παρουσιάζει μικρή αντίσταση εισόδου. Με την ενίσχυση του σήματος κατά αυτόν τον τρόπο ο παλμός δε μεταβάλλεται κατά πλάτος. Γίνεται όμως εύχρηστος, γιατί εφ' όσον η ισχύς του έχει ενισχυθεί : Μεταφέρεται στον κυρίως ενισχυτή χωρίς ιδιαίτερες απώλειες Υπάρχει η δυνατότητα να χρησιμοποιήσουμε μικρή αντίσταση εξόδου στον προενισχυτή (περίπου 100 Ω). Έτσι αποφεύγονται οι ανακλάσεις του σήματος μεταξύ προενισχυτή και ενισχυτή, ενώ παράλληλα Σύστημα ανάγνωσης ακτινοβολίας 40

49 Κεφάλαιο 3 διευκολύνεται η προσαρμογή των κυκλωματικών στοιχείων του ανιχνευτή με τον κυρίως ενισχυτή. Ωστόσο, η χρήση προενισχυτών ρεύματος αποφεύγεται, διότι δεν εμφανίζουν καλή συμπεριφορά ως προς το θόρυβο. Προενισχυτής φορτίου (CSA-Charge Sensitive Amplifier). Ο τύπος αυτού του προενισχυτή είναι αρκετά διαδεδομένος στην υλοποίηση συστημάτων μέτρησης ακτινοβολίας. Σχήμα (3.3) Σχήμα 3.3 Τυπική υλοποίηση προενισχυτή φορτίου Το φορτίο εισόδου Q ολοκληρώνεται μέσω της χωρητικότητας ανάδρασης C f, και έτσι το κέρδος του ενισχυτή είναι ανεξάρτητο από τις διακυμάνσεις της χωρητικότητας C d του αισθητήρα, ενώ ιδανικά, ο χρόνος ανόδου του παλμού εξόδου είναι ίσος με το πλάτος παλμού ρεύματος του ανιχνευτή. Το πλάτος παλμού τάσης V 0 στην έξοδο του για φορτίο εισόδου Q καθώς και η σταθερά χρόνου που καθορίζει το χρόνο ανόδου του παλμού εξόδου είναι : όπου Q : το φορτίο εξόδου του ανιχνευτή R f : η αντίσταση ανάδρασης C f : η χωρητικότητα ανάδρασης Q VO f R f C f (3.2) C f Σύστημα ανάγνωσης ακτινοβολίας 41

50 Κεφάλαιο 3 Ο τύπος του προενισχυτή φορτίου χρησιμοποιείται σε μεγαλύτερο ποσοστό από ότι οι άλλοι δύο τύποι που προαναφέραμε, κυρίως λόγω της πολύ καλύτερης συμπεριφοράς τους ως προς το θόρυβο, με την προϋπόθεση όμως να βρίσκεται σε κοντινή απόσταση από τον ανιχνευτή. 3.4 Περιγραφή Μορφοποιητή (Shaper) Η ενίσχυση του πλάτους των παλμών που λαμβάνονται από την έξοδο του προενισχυτή γίνεται από το φίλτρο μορφοποίησης. Το κύκλωμα αυτό παρουσιάζει ζωνοπερατή συνάρτηση μεταφοράς βελτιστοποιώντας το λόγο σήματος προς θόρυβο και πραγματοποιεί μορφοποίηση στο σήμα προκειμένου να μεταβιβαστεί στα επόμενα στάδια επεξεργασίας [12]. Οι λόγοι για τους οποίους επιχειρούμε μορφοποίηση των παλμών είναι βασικά τρεις : Για την αποφυγή αλληλεπικάλυψης διαδοχικών παλμών. Τo αποτέλεσμα της ανίχνευσης ενός γεγονότος πρέπει να εξαλειφθεί μέσα σε χρόνο μικρότερο από το χρονικό διάστημα μεταξύ δύο διαδοχικών παλμών. Ο χρόνος αυτός πρέπει να είναι τέτοιος, ώστε να μην χάνεται η πληροφορία της ανίχνευσης. Αν ο χρόνος αυτός δε είναι ο κατάλληλος και είναι μεγαλύτερος, οι παλμοί θα επικαλύπτονται με αποτέλεσμα να προκύπτουν λάθη στην εκτίμηση του πλάτους και επαναπροσδιορισμό της πληροφορίας. Για τη βελτίωση του λόγου σήματος/θόρυβο. Οι πηγές θορύβου στον ανιχνευτή και στα πρώτα στάδια ενίσχυσης δημιουργούν θόρυβο, του οποίου το πλάτος είναι αρκετά μεγάλο συγκριτικά με το πλάτος του σήματος. Κατάλληλες μέθοδοι μορφοποίησης ενισχύουν το σήμα, ενώ συγχρόνως ελαττώνουν το θόρυβο. Έτσι αυξάνεται ο λόγος σήματος/θόρυβο, ενώ παράλληλα βελτιώνεται η διακριτική ικανότητα του συστήματος. Σύστημα ανάγνωσης ακτινοβολίας 42

51 Κεφάλαιο 3 Για τη διευκόλυνση της επεξεργασίας των δεδομένων. Αφού ο αρχικός παλμός μορφοποιηθεί στον κυρίως ενισχυτή, είναι αναγκαίο να μορφοποιηθεί στο κατάλληλο σχήμα, για να μπορέσει να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις ενός συστήματος επεξεργασίας δεδομένων. Οι τρόποι με τους οποίους μπορούμε γενικά να μορφοποιήσουμε έναν παλμό είναι οι εξής : Διαφόριση. Αυτή επιτυγχάνεται με κύκλωμα CR το οποίο και επηρεάζει το τμήμα πτώσης του παλμού. Ολοκλήρωση. Αυτή επιτυγχάνεται με κύκλωμα RC και επηρεάζει το τμήμα ανόδου του παλμού Μια τυπική υλοποίηση ενός μορφοποιητή γίνεται με ένα δίκτυο διαφοριστών και ολοκληρωτών. Σχήμα (3.4) Σχήμα 3.4 Τυπικό κύκλωμα μορφοποιητή Με τη χρήση διαφοριστών περιορίζουμε τις συνιστώσες χαμηλών συχνοτήτων της κυματομορφής. Αντίθετα με τους ολοκληρωτές περιορίζουμε τις αρκετά υψηλές συχνότητες. Στην πράξη δε χρησιμοποιούμε ούτε RC ολοκλήρωση ούτε CR διαφόριση αλλά ένα συνδυασμό τους. To εύρος ζώνης BW = f 2 -f 1 του ενισχυτή εξαρτάται άμεσα από τις σταθερές χρόνου των ολοκληρωτών και των διαφοριστών. Από το παραπάνω σχήμα έχουμε: f & f 2 (3.3) 2R C 2R C Σύστημα ανάγνωσης ακτινοβολίας 43

52 Κεφάλαιο 3 όποτε και BW = f 2 - f 1 (3.4) H τάση εξόδου του μορφοποιητή για βηματική είσοδο πλάτους V i τη χρονική στιγμή t = 0 είναι: V OUT R1C 1 t / R ( 1 C t / R C AVi e e ) (3.5) R C R C Α = dc ενίσχυση τάσης του κυκλώματος. 3.5 Παράμετροι Επίδοσης Συστημάτων Ανάγνωσης Ακτινοβολίας Στη συνέχεια περιγράφονται συνοπτικά οι κυριότερες προδιαγραφές λειτουργίας των συστημάτων ανίχνευσης ακτινοβολίας και τα χαρακτηριστικά που προσδιορίζουν την επίδοση του συστήματος και κατ επέκταση το βέλτιστο σχεδιασμό του, καθώς επίσης και οι προδιαγραφές της συγκεκριμένης υλοποίησης που παρουσιάζεται στην εργασία αυτή [13]. Τα στοιχεία εκείνα που καθορίζουν την επίδοση ενός συστήματος είναι ονομαστικά : 1. Χωρητικότητα Ανιχνευτή (Detector Capacitance) 2. Απόδοση Θορύβου (Noise Performance) 3. Δυναμική Περιοχή (Dynamic Range DR) 4. Κέρδος (Gain) 5. Χρόνος Κορύφωσης (Peaking Time) και επαναφοράς 6. Ρεύμα διαρροής του Ανιχνευτή (Detector Leakage Current) 7. Ρυθμός Άφιξης Γεγονότων (Event rate) 8. Γραμμικότητα (Linearity) 9. Κατανάλωση Ισχύος (Power Consumption) Σύστημα ανάγνωσης ακτινοβολίας 44

53 Κεφάλαιο 3 Αναλυτικότερα για κάθε παράμετρο : Προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η συμπεριφορά κυκλωμάτων ανάγνωσης και να ελαχιστοποιηθεί ο συνολικός θόρυβος, πρέπει να ταιριαστεί κατάλληλα η χωρητικότητα του στοιχείου εισόδου με την χωρητικότητα του ανιχνευτή. Ο θόρυβος των ηλεκτρονικών ανάγνωσης στην έξοδο του συστήματος ανάγνωσης πρέπει να είναι μικρότερος από ένα συγκεκριμένο - δεδομένο όριο. Το όριο αυτό επιβάλλεται από την εφαρμογή ώστε να μπορεί να διαχωριστεί με ακρίβεια το χρήσιμο σήμα από τον θόρυβο. Η δυναμική περιοχή εκφράζει το εύρος τιμών του φορτίου εισόδου που παράγει ο ανιχνευτής στερεάς κατάστασης, το οποίο είναι ανάλογο με την ενέργεια της προσπίπτουσας ακτινοβολίας. Το κέρδος εκφράζει πόσες φορές θα ενισχύσει το σήμα εισόδου η ακολουθία των κυκλωμάτων ανάγνωσης. Συνδέεται άμεσα με την δυναμική περιοχή της εφαρμογής, το επίπεδο θορύβου αλλά και την τεχνολογία υλοποίησης. Ο χρόνος κορύφωσης ορίζεται το χρονικό εκείνο σημείο μετά την διέγερση του ανιχνευτή, στο οποίο το αναλογικό σήμα εξόδου των ηλεκτρονικών ανάγνωσης φτάνει στην μέγιστη τιμή του. Ως χρόνος επαναφοράς ορίζεται το χρονικό εκείνο διάστημα που χρειάζεται το σήμα ώστε να επανέλθει μετά από μια διέγερση στην στάθμη ηρεμίας ώστε το κανάλι να είναι έτοιμο να δεχτεί το επόμενο γεγονός. Οι περισσότεροι τύποι ανιχνευτών κατά την διάρκεια λειτουργίας τους παρουσιάζουν κάποιο ρεύμα διαρροής το οποίο εισάγεται μαζί με το ωφέλιμο σήμα στα ηλεκτρονικά ανάγνωσης. Ανάλογα με την τιμή αυτού του ρεύματος αλλά και την αρχιτεκτονική της πρώτης βαθμίδας, διαφέρει ο τρόπος αντιμετώπισης του φαινομένου. Σύστημα ανάγνωσης ακτινοβολίας 45

Στους γονείς µου Θεόδωρο και Σταµατία - 2 -

Στους γονείς µου Θεόδωρο και Σταµατία - 2 - ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ( ΡΑ ΙΟΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ) ΜΠΙΖΙΩΤΑ Θ. ΝΙΚΗ ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Σχεδίαση ολοκληρωµένου συστήµατος

Διαβάστε περισσότερα

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ;

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ; ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ; Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές Κινητά τηλέφωνα Τηλεπικοινωνίες Δίκτυα Ο κόσμος της Ηλεκτρονικής Ιατρική Ενέργεια Βιομηχανία Διασκέδαση ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Τι περιέχουν οι ηλεκτρονικές

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενο της άσκησης

Περιεχόμενο της άσκησης Προαπαιτούμενες γνώσεις Επαφή p- Στάθμη Fermi Χαρακτηριστική ρεύματος-τάσης Ορθή και ανάστροφη πόλωση Περιεχόμενο της άσκησης Οι επαφές p- παρουσιάζουν σημαντικό ενδιαφέρον επειδή βρίσκουν εφαρμογή στη

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΔΙΟΔΟΙ Επαφή ΡΝ Σε ένα κομμάτι κρύσταλλο πυριτίου προσθέτουμε θετικά ιόντα 5σθενούς στοιχείου για τη δημιουργία τμήματος τύπου Ν από τη μια μεριά, ενώ από την

Διαβάστε περισσότερα

Μετρολογικές Διατάξεις Μέτρησης Θερμοκρασίας. 4.1. Μετρολογικός Ενισχυτής τάσεων θερμοζεύγους Κ και η δοκιμή (testing).

Μετρολογικές Διατάξεις Μέτρησης Θερμοκρασίας. 4.1. Μετρολογικός Ενισχυτής τάσεων θερμοζεύγους Κ και η δοκιμή (testing). Κεφάλαιο 4 Μετρολογικές Διατάξεις Μέτρησης Θερμοκρασίας. 4.1. Μετρολογικός Ενισχυτής τάσεων θερμοζεύγους Κ και η δοκιμή (testing). Οι ενδείξεις (τάσεις εξόδου) των θερμοζευγών τύπου Κ είναι δύσκολο να

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονικά Ισχύος. ίοδος

Ηλεκτρονικά Ισχύος. ίοδος Ηλεκτρονικά Ισχύος Πρόκειται για στοιχεία κατασκευασμένα από υλικά με συγκεκριμένες μη γραμμικές ηλεκτρικές ιδιότητες (ημιαγωγά στοιχεία) Τα κυριότερα από τα στοιχεία αυτά είναι: Η δίοδος Το thyristor

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 5 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ

Άσκηση 5 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ Άσκηση 5 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ 1. ΓΕΝΙΚΑ Τα ηλιακά στοιχεία χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή του φωτός (που αποτελεί μία μορφή ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας) σε ηλεκτρική ενέργεια. Κατασκευάζονται από

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστηριακές Ασκήσεις ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ

Εργαστηριακές Ασκήσεις ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τ.Ε. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Εργαστηριακές Ασκήσεις ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ (μέσω προσομοίωσης) Γιάννης

Διαβάστε περισσότερα

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ΙΟΥΝΙΟΥ 2014

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΜΑΚΑΡΙΟΣ Γ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ: 2013 2014 ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 Κατεύθυνση: Θεωρητική Μάθημα: Τεχνολ.& Εργ. Ηλεκτρονικών Τάξη: Β Αρ. Μαθητών: 8 Κλάδος: Ηλεκτρολογία

Διαβάστε περισσότερα

ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΜΑΘ.. 12 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ 1. ΓΕΝΙΚΑ Οι μετατροπείς συνεχούς ρεύματος επιτελούν τη μετατροπή μιας τάσης συνεχούς μορφής, σε συνεχή τάση με ρυθμιζόμενο σταθερό πλάτος ή και πολικότητα.

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΜΕ ΣΥΖΕΥΞΗ ΜΕΣΩ ΠΥΚΝΩΤΗ

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΜΕ ΣΥΖΕΥΞΗ ΜΕΣΩ ΠΥΚΝΩΤΗ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΜΕ ΣΥΖΕΥΞΗ ΜΕΣΩ ΠΥΚΝΩΤΗ ΕΠΩΝΥΜΟ ΟΝΟΜΑ Α.Μ. ΤΜΗΜΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΔΙΕΞΑΓΩΓΗΣ:.... /..../ 20.. ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ:.... /..../ 20.. ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΣΤΟΧΟΙ η κατανόηση

Διαβάστε περισσότερα

Καθυστέρηση στατικών πυλών CMOS

Καθυστέρηση στατικών πυλών CMOS Καθυστέρηση στατικών πυλών CMOS Πρόχειρες σημειώσεις Γιώργος Δημητρακόπουλος Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Κρήτης Άνοιξη 2008 Παρόλο που οι εξισώσεις των ρευμάτων των MOS τρανζίστορ μας δίνουν

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Ο τελεστικός ενισχυτής είναι ένα προκατασκευασμένο κύκλωμα μικρών διαστάσεων που συμπεριφέρεται ως ενισχυτής τάσης, και έχει πολύ μεγάλο κέρδος, πολλές φορές της τάξης του 10 4 και 10 6. Ο τελεστικός

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1-3 Κέρδος Τάσης του ιαφορικού Ενισχυτή µε FET s 8

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1-3 Κέρδος Τάσης του ιαφορικού Ενισχυτή µε FET s 8 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ 1 1-1 Κέρδος Τάσης του ιαφορικού Ενισχυτή µε BJT s 1 και ιπλή Έξοδο Ανάλυση µε το Υβριδικό Ισοδύναµο του Τρανζίστορ 2 Ανάλυση µε βάση τις Ενισχύσεις των Βαθµίδων CE- 4

Διαβάστε περισσότερα

Ενισχυτές Μετρήσεων. 3.1 Ο διαφορικός Ενισχυτής

Ενισχυτές Μετρήσεων. 3.1 Ο διαφορικός Ενισχυτής 3 Ενισχυτές Μετρήσεων 3.1 Ο διαφορικός Ενισχυτής Πολλές φορές ένας ενισχυτής σχεδιάζεται ώστε να αποκρίνεται στη διαφορά µεταξύ δύο σηµάτων εισόδου. Ένας τέτοιος ενισχυτής ονοµάζεται ενισχυτής διαφοράς

Διαβάστε περισσότερα

PWM (Pulse Width Modulation) Διαμόρφωση εύρους παλμών

PWM (Pulse Width Modulation) Διαμόρφωση εύρους παλμών PWM (Pulse Width Modulation) Διαμόρφωση εύρους παλμών Μία PWM κυματομορφή στην πραγματικότητα αποτελεί μία περιοδική κυματομορφή η οποία έχει δύο τμήματα. Το τμήμα ΟΝ στο οποίο η κυματομορφή έχει την μέγιστη

Διαβάστε περισσότερα

http://www.electronics.teipir.gr /personalpages/papageorgas/ download/3/

http://www.electronics.teipir.gr /personalpages/papageorgas/ download/3/ Δίοδος επαφής 1 http://www.electronics.teipir.gr /personalpages/papageorgas/ download/3/ 2 Θέματα που θα καλυφθούν Ορθή πόλωση Forward bias Ανάστροφη πόλωση Reverse bias Κατάρρευση Breakdown Ενεργειακά

Διαβάστε περισσότερα

αγωγοί ηµιαγωγοί µονωτές Σχήµα 1

αγωγοί ηµιαγωγοί µονωτές Σχήµα 1 Η2 Μελέτη ηµιαγωγών 1. Σκοπός Στην περιοχή της επαφής δυο ηµιαγωγών τύπου p και n δηµιουργούνται ορισµένα φαινόµενα τα οποία είναι υπεύθυνα για τη συµπεριφορά της επαφής pn ή κρυσταλλοδιόδου, όπως ονοµάζεται,

Διαβάστε περισσότερα

ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ

ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ ΧΑΤΖΟΠΟΥΛΟΣ ΑΡΓΥΡΗΣ ΚΟΖΑΝΗ 2005 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΥΜΒΟΛΙΣΜΟΙ Για τον καλύτερο προσδιορισµό των µεγεθών που χρησιµοποιούµε στις εξισώσεις, χρησιµοποιούµε τους παρακάτω συµβολισµούς

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρικά Κυκλώματα & Δίκτυα ΙΙ. Ανασκόπηση Κεφαλαίου «Τελεστικοί Ενισχυτές»

Ηλεκτρικά Κυκλώματα & Δίκτυα ΙΙ. Ανασκόπηση Κεφαλαίου «Τελεστικοί Ενισχυτές» Ηλεκτρικά Κυκλώματα & Δίκτυα ΙΙ Εισαγωγή στα Ολο. Κυκλ. Βασική Φυσική MOS Ενισχυτές ενός σταδίου Διαφορικοί Ενισχυτές Καθρέφτες Ρεύματος Απόκριση Συχνότητας Ηλεκτρικός Θόρυβος Ανατροφοδότηση Σχεδιασμός

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Ι. Σημειώσεις Εργαστηριακών Ασκήσεων

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Ι. Σημειώσεις Εργαστηριακών Ασκήσεων ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Τομέας Ηλεκτρικών Βιομηχανικών Διατάξεων και Συστημάτων Αποφάσεων ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Ι Σημειώσεις Εργαστηριακών

Διαβάστε περισσότερα

ΦΙΛΤΡΑ ΜΕ ΠΑΘΗΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ

ΦΙΛΤΡΑ ΜΕ ΠΑΘΗΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΦΙΛΤΡΑ ΜΕ ΠΑΘΗΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Τα φίλτρα είναι ηλεκτρικά δικτυώματα που αφήνουν να περνούν απαραμόρφωτα ηλεκτρικά σήματα μέσα σε συγκεκριμένες ζώνες συχνοτήτων και ταυτόχρονα μηδενίζουν κάθε άλλο ηλεκτρικό

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΗ ΙΟ ΟΣ 1

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΗ ΙΟ ΟΣ 1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΗ ΙΟ ΟΣ 1 1-1 Ενεργειακές Ζώνες 3 1-2 Αµιγείς και µη Αµιγείς Ηµιαγωγοί 5 ότες 6 Αποδέκτες 8 ιπλοί ότες και Αποδέκτες 10 1-3 Γένεση, Παγίδευση και Ανασύνδεση Φορέων 10 1-4 Ένωση pn

Διαβάστε περισσότερα

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Επικ. καθηγητής

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Γ. Λευθεριώτης Επικ. καθηγητής ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ Γ. Λευθεριώτης Επικ. καθηγητής Αγωγοί- μονωτές- ημιαγωγοί Ενεργειακά διαγράμματα ημιαγωγού Ηλεκτρόνια (ΖΑ) Οπές (ΖΣ) Ενεργειακό χάσμα και απορρόφηση hc 1,24 Eg h Eg ev m max max Χρειάζονται

Διαβάστε περισσότερα

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡΣ 1. ΟΜΗ ΚΑΙ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΙΠΟΛΙΚΟΥ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡΣ 1. ΟΜΗ ΚΑΙ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΙΠΟΛΙΚΟΥ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡΣ 1. ΟΜΗ ΚΑΙ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΙΠΟΛΙΚΟΥ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΟΜΗ Το διπολικό τρανζίστορ (bipolar junction transistor-bjt) είναι ένας κρύσταλλος µε τρεις περιοχές εµπλουτισµένες µε προσµίξεις, δηλ. αποτελείται

Διαβάστε περισσότερα

1) Ταχύτητα. (Χρόνος καθυστερήσεως της διαδόσεως propagation delay Tpd ). Σχήμα 11.1β Σχήμα 11.1γ

1) Ταχύτητα. (Χρόνος καθυστερήσεως της διαδόσεως propagation delay Tpd ). Σχήμα 11.1β Σχήμα 11.1γ Κεφάλαιο 11 ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ 11.1. Εισαγωγή Τα ψηφιακά κυκλώματα κατασκευάζονται κυρίως με χρήση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (που λέγονται για συντομία ICs INTEGRATED CIRCUITS). Κάθε IC είναι ένας μικρός

Διαβάστε περισσότερα

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Ι Ο ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Ι Ο ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικού & Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Ι Ο ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ 1.1 Τελεστικοί ενισχυτές 1.1.1 Εισαγωγή: Αντικείµενο της εργαστηριακής

Διαβάστε περισσότερα

V CB V BE. Ορθό ρεύμα έγχυσης οπών. Συλλέκτης Collector. Εκπομπός Emitter. Ορθό ρεύμα έγχυσης ηλεκτρονίων. Ανάστροφο ρεύμα κόρου.

V CB V BE. Ορθό ρεύμα έγχυσης οπών. Συλλέκτης Collector. Εκπομπός Emitter. Ορθό ρεύμα έγχυσης ηλεκτρονίων. Ανάστροφο ρεύμα κόρου. ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ιπολικό Τρανζίστορ Επαφής Επα φής Ι VLS Technology and omputer Archtecture Lab ιπολικό ΤρανζίστορΓ. Επαφής Τσιατούχας 1 ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Διάρθρωση

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική ΙΙ 5 ο εξάμηνο

Ηλεκτρονική ΙΙ 5 ο εξάμηνο 5 ο εξάμηνο Αλκης Χατζόπουλος Καθηγητής Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχ. και Μηχ. Υπολογιστών Α.Π.Θ. Εργαστήριο Ηλεκτρονικής 1/33 Αλκης Χατζόπουλος - Eργαστήριο Ηλεκτρονικής Τμ.Η.Μ.Μ.Υ. Α.Π.Θ. 5 ο εξάμηνο 1. Διαφορικός

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ 12. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Tρανζίστορ στο οποίο το ρεύµα εξόδου ελέγχεται όχι από το ρεύµα αλλά από την τάση εισόδου.

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ 12. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Tρανζίστορ στο οποίο το ρεύµα εξόδου ελέγχεται όχι από το ρεύµα αλλά από την τάση εισόδου. 12. ΤΟ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET)-Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ ιαφάνεια 1 12. ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Tρανζίστορ στο οποίο το ρεύµα εξόδου ελέγχεται όχι από το ρεύµα αλλά από την τάση εισόδου. Αρχή

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ETY-482) 1 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΤΑΣΗΣ-ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΕΥΘΕΙΑ ΦΟΡΤΟΥ

Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ETY-482) 1 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΤΑΣΗΣ-ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΕΥΘΕΙΑ ΦΟΡΤΟΥ Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ETY-482) 1 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΤΑΣΗΣ-ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΕΥΘΕΙΑ ΦΟΡΤΟΥ Σχήµα 1. Κύκλωµα DC πόλωσης ηλεκτρονικού στοιχείου Στο ηλεκτρονικό στοιχείο του σχήµατος

Διαβάστε περισσότερα

4. Παρατηρείστε το ίχνος ενός ηλεκτρονίου (click here to select an electron

4. Παρατηρείστε το ίχνος ενός ηλεκτρονίου (click here to select an electron Τα ηλεκτρόνια στα Μέταλλα Α. Χωρίς ηλεκτρικό πεδίο: 1. Τι είδους κίνηση κάνουν τα ηλεκτρόνια; Τα ηλεκτρόνια συγκρούονται μεταξύ τους; 2. Πόσα ηλεκτρόνια περνάνε προς τα δεξιά και πόσα προς τας αριστερά

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ θεωρία και ασκήσεις. Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ θεωρία και ασκήσεις. Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ θεωρία και ασκήσεις Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΙ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ένα ηλεκτρικό κύκλωμα αποτελείται από ένα σύνολο

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ. διπολικά τρανζίστορ διακρίνονται σε: 1. τρανζίστορ γερµανίου (Ge) και. 2. τρανζίστορ πυριτίου (Si ).

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ. διπολικά τρανζίστορ διακρίνονται σε: 1. τρανζίστορ γερµανίου (Ge) και. 2. τρανζίστορ πυριτίου (Si ). 7. Εισαγωγή στο διπολικό τρανζίστορ-ι.σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1 7. TΟ ΙΠΟΛΙΚΟ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ Ανάλογα µε το υλικό διπολικά τρανζίστορ διακρίνονται σε: 1. τρανζίστορ γερµανίου (Ge) και 2. τρανζίστορ πυριτίου

Διαβάστε περισσότερα

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET)

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ΕΤΥ-482) 1 ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET) ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ ΕΠΑΦΗΣ (JFET) Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου είναι ηλεκτρονικά στοιχεία στα οποία οι φορείς του ηλεκτρικού

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ. Ανασκόπηση Κεφαλαίου

Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ. Ανασκόπηση Κεφαλαίου Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ Εισαγωγή στα Ολο. Κυκλ. Βασική Φυσική MOS Ενισχυτές ενός σταδίου Διαφορικοί Ενισχυτές Καθρέφτες Ρεύματος Απόκριση Συχνότητας Ηλεκτρικός Θόρυβος Ανατροφοδότηση Σχεδιασμός

Διαβάστε περισσότερα

Διπολικά τρανζίστορ (BJT)

Διπολικά τρανζίστορ (BJT) Διπολικά τρανζίστορ (BJT) Το τρανζίστορ npn Εκπομπός Σλλέκτης Βάση Σχηματική παράσταση το τρανζίστορ npn Περιοχές λειτοργίας διπολικού τρανζίστορ Περιοχή EBJ BJ Αποκοπή Ανάστροφα Ανάστροφα Εγκάρσια τομή

Διαβάστε περισσότερα

Το υποσύστηµα "αίσθησης" απαιτήσεις και επιδόσεις φυσικά µεγέθη γενική δοµή και συγκρότηση

Το υποσύστηµα αίσθησης απαιτήσεις και επιδόσεις φυσικά µεγέθη γενική δοµή και συγκρότηση Το υποσύστηµα "αίσθησης" απαιτήσεις και επιδόσεις φυσικά µεγέθη γενική δοµή και συγκρότηση Το υποσύστηµα "αίσθησης" είσοδοι της διάταξης αντίληψη του "περιβάλλοντος" τροφοδοσία του µε καθορίζει τις επιδόσεις

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΤΑΞΗΣ Α ME TO MULTISIM

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΤΑΞΗΣ Α ME TO MULTISIM ΜΑΘΗΜΑ : ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΤΑΞΗΣ Α ME TO MULTISIM Σκοπός: Η Εξέταση λειτουργίας του ενισχυτή κοινού εκπομπού και εντοπισμός βλαβών στο κύκλωμα με τη χρήση του προγράμματος προσομοίωσης

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στις κρυσταλλολυχνίες (Transistors)

Εισαγωγή στις κρυσταλλολυχνίες (Transistors) Εισαγωγή στις κρυσταλλολυχνίες (Transistors) Dr. Petros Panayi Διακόπτες Ένας διακόπτης είναι μια συσκευή που αλλάζει τη ροή ενός κυκλώματος. Το πρότυπο είναι μια μηχανική συσκευή (παραδείγματος χάριν

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ-121: Ηλεκτρονικά Κυκλώματα Γιώργος Δημητρακόπουλος. Βασικές Αρχές Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΗΥ-121: Ηλεκτρονικά Κυκλώματα Γιώργος Δημητρακόπουλος. Βασικές Αρχές Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Πανεπιστήμιο Κρήτης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών ΗΥ-121: Ηλεκτρονικά Κυκλώματα Γιώργος Δημητρακόπουλος Άνοιξη 2008 Βασικές Αρχές Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Ηλεκτρικό ρεύμα Το ρεύμα είναι αποτέλεσμα της κίνησης

Διαβάστε περισσότερα

Μνήμες RAM. Διάλεξη 12

Μνήμες RAM. Διάλεξη 12 Μνήμες RAM Διάλεξη 12 Δομή της διάλεξης Εισαγωγή Κύτταρα Στατικής Μνήμης Κύτταρα Δυναμικής Μνήμης Αισθητήριοι Ενισχυτές Αποκωδικοποιητές Διευθύνσεων Ασκήσεις 2 Μνήμες RAM Εισαγωγή 3 Μνήμες RAM RAM: μνήμη

Διαβάστε περισσότερα

Μάθηµα 1ο Μέρος 1ο. Ανάλυση Κυκλωµάτων DC ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ

Μάθηµα 1ο Μέρος 1ο. Ανάλυση Κυκλωµάτων DC ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ Μάθηµα 1ο Μέρος 1ο Ανάλυση Κυκλωµάτων DC ΑΝΑΛΟΓΙΚΗ ΣΧΕΔΙΑΣΗ 1 Σκοπός του µαθήµατος Εισαγωγή στις ηλεκτρονικές διατάξεις µε στόχο την απόκτηση αναλυτικής ικανότητας στα θέµατα αυτά. Απόκτηση απαραίτητων

Διαβάστε περισσότερα

Φωτοδίοδος. 1.Σκοπός της άσκησης. 2.Θεωρητικό μέρος

Φωτοδίοδος. 1.Σκοπός της άσκησης. 2.Θεωρητικό μέρος Φωτοδίοδος 1.Σκοπός της άσκησης Ο σκοπός της άσκησης είναι να μελετήσουμε την συμπεριφορά μιας φωτιζόμενης επαφής p-n (φωτοδίοδος) όταν αυτή είναι ορθά και ανάστροφα πολωμένη και να χαράξουμε την χαρακτηριστική

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ : ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδος. 24/11/2011 12:09 Όνομα: Λεκάκης Κωνσταντίνος καθ. Τεχνολογίας

ΘΕΜΑ : ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδος. 24/11/2011 12:09 Όνομα: Λεκάκης Κωνσταντίνος καθ. Τεχνολογίας ΘΕΜΑ : ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδος 24/11/2011 12:09 καθ. Τεχνολογίας ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ Ένας μικροεπεξεργαστής είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που επεξεργάζεται όλες τις πληροφορίες σε ένα

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ. Εργαστήριο Φυσικής IΙ. Μελέτη της απόδοσης φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση υπολογιστή. 1. Σκοπός. 2. Σύντομο θεωρητικό μέρος

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ. Εργαστήριο Φυσικής IΙ. Μελέτη της απόδοσης φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση υπολογιστή. 1. Σκοπός. 2. Σύντομο θεωρητικό μέρος ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. Σκοπός Το φωτοβολταϊκό στοιχείο είναι μία διάταξη ημιαγωγών η οποία μετατρέπει την φωτεινή ενέργεια που προσπίπτει σε αυτήν σε ηλεκτρική.. Όταν αυτή φωτιστεί με φωτόνια κατάλληλης συχνότητας

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. Σχ.6.1. Απλή συνδεσµολογία καθρέπτη ρεύµατος.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. Σχ.6.1. Απλή συνδεσµολογία καθρέπτη ρεύµατος. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 6.1 ΚΑΘΡΕΠΤΕΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Σε ένα καθρέπτη ρεύµατος, το ρεύµα του κλάδου της εξόδου είναι πάντα ίσο µε το ρεύµα του κλάδου της εισόδου, αποτελεί δηλαδή το είδωλο του. Μία τέτοια διάταξη δείχνει

Διαβάστε περισσότερα

6η Εργαστηριακή Άσκηση Μέτρηση διηλεκτρικής σταθεράς σε κύκλωµα RLC

6η Εργαστηριακή Άσκηση Μέτρηση διηλεκτρικής σταθεράς σε κύκλωµα RLC 6η Εργαστηριακή Άσκηση Μέτρηση διηλεκτρικής σταθεράς σε κύκλωµα RLC Θεωρητικό µέρος Αν µεταξύ δύο αρχικά αφόρτιστων αγωγών εφαρµοστεί µία συνεχής διαφορά δυναµικού ή τάση V, τότε στις επιφάνειές τους θα

Διαβάστε περισσότερα

1η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ:

1η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ: ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ι η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ: ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΕΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Εισαγωγή. Η διεξαγωγή της παρούσας εργαστηριακής άσκησης προϋποθέτει την μελέτη τουλάχιστον των πρώτων παραγράφων του

Διαβάστε περισσότερα

9. Ενισχυτικές ιατάξεις- Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1 9. ΕΝΙΣΧΥΤΙΚΕΣ ΙΑΤΑΞΕΙΣ. Βασική λειτουργία ενισχυτικής διάταξης: να

9. Ενισχυτικές ιατάξεις- Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1 9. ΕΝΙΣΧΥΤΙΚΕΣ ΙΑΤΑΞΕΙΣ. Βασική λειτουργία ενισχυτικής διάταξης: να 9. Ενισχυτικές ιατάξεις- Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1 9. ΕΝΙΣΧΥΤΙΚΕΣ ΙΑΤΑΞΕΙΣ Βασική λειτουργία ενισχυτικής διάταξης: να ενισχύσει ένα σήµα (δηλ. να αυξήσει ονοµαστικά το µέγεθος της τάσης ή του ρεύµατος).

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. Ενότητα 10: Κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. Ενότητα 10: Κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 10: Κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. Υπολογιστών

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Πάτρα 0 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. Τ.Ε.Ι. ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ Ενότητες του μαθήματος Η πιο συνηθισμένη επεξεργασία αναλογικών σημάτων είναι η ενίσχυση τους, που επιτυγχάνεται με

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρική Ενέργεια. Ηλεκτρικό Ρεύμα

Ηλεκτρική Ενέργεια. Ηλεκτρικό Ρεύμα Ηλεκτρική Ενέργεια Σημαντικές ιδιότητες: Μετατροπή από/προς προς άλλες μορφές ενέργειας Μεταφορά σε μεγάλες αποστάσεις με μικρές απώλειες Σημαντικότερες εφαρμογές: Θέρμανση μέσου διάδοσης Μαγνητικό πεδίο

Διαβάστε περισσότερα

Ασκήσεις στα Συστήµατα Ηλεκτρονικών Επικοινωνιών Κεφάλαιο 3 ο : ΕΙΣΑΓΩΓΗ στις ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΚΥΜΑ και ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ

Ασκήσεις στα Συστήµατα Ηλεκτρονικών Επικοινωνιών Κεφάλαιο 3 ο : ΕΙΣΑΓΩΓΗ στις ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΚΥΜΑ και ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ Κεφάλαιο 3 ο : ΕΙΣΑΓΩΓΗ στις ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΚΥΜΑ και ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ 1. Ποµπός ΑΜ εκπέµπει σε φέρουσα συχνότητα 1152 ΚΗz, µε ισχύ φέροντος 10KW. Η σύνθετη αντίσταση της κεραίας είναι

Διαβάστε περισσότερα

K14 Αναλογικά Ηλεκτρονικά 9: Διαφορικός Ενισχυτής Τελεστικός Ενισχυτής

K14 Αναλογικά Ηλεκτρονικά 9: Διαφορικός Ενισχυτής Τελεστικός Ενισχυτής K14 Αναλογικά Ηλεκτρονικά 9: Διαφορικός Ενισχυτής Τελεστικός Ενισχυτής Γιάννης Λιαπέρδος TEI Πελοποννήσου Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Γενικά Περιεχόμενα 1 Γενικά 2 Διαφορικός

Διαβάστε περισσότερα

ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ

ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΩΝ ΜΝΗΜΩΝ. ΒΑΣΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ RAM CMOS. ΤΥΠΟΙ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΑΡΧΕΣ

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική. Ενότητα 1: Εισαγωγή. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ηλεκτρονική. Ενότητα 1: Εισαγωγή. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Ηλεκτρονική Ενότητα : Εισαγωγή Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Περιεχόμενα ενότητας Ανασκόπηση των βασικών εννοιών, κανόνων και θεωρημάτων των γραμμικών δικτυωμάτων: κανόνες

Διαβάστε περισσότερα

NETCOM S.A. ΨΗΦΙΑΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΑΛΜΟΜΕΤΑΤΡΟΠΕΩΝ DIGITAL CONTROL OF SWITCHING POWER CONVERTERS

NETCOM S.A. ΨΗΦΙΑΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΑΛΜΟΜΕΤΑΤΡΟΠΕΩΝ DIGITAL CONTROL OF SWITCHING POWER CONVERTERS NETCOM S.A. ΨΗΦΙΑΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΑΛΜΟΜΕΤΑΤΡΟΠΕΩΝ DIGITAL CONTROL OF SWITCHING POWER CONVERTERS Αρχή λειτουργίας των Αναλογικών και ψηφιακών Παλμομετατροπεων Ο παλμός οδήγησης ενός παλμομετατροπέα, με αναλογική

Διαβάστε περισσότερα

Δίοδοι Zener. Οι Zener χρησιμοποιούνται σε ρυθμιστές τάσεως (voltage. I s regulators) δηλαδή συσκευές όπου η τάση του φορτίου

Δίοδοι Zener. Οι Zener χρησιμοποιούνται σε ρυθμιστές τάσεως (voltage. I s regulators) δηλαδή συσκευές όπου η τάση του φορτίου ontrol Systems Laboratory Δίοδοι Zener συνεχ. Οι Zener χρησιμοποιούνται σε ρυθμιστές τάσεως (voltage I s regulators) δηλαδή συσκευές όπου η τάση του φορτίου I V Z υ διατηρείται σταθερή για μία ευρεία περιοχή

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ MM505 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ Εργαστήριο ο - Θεωρητικό Μέρος Βασικές ηλεκτρικές μετρήσεις σε συνεχές και εναλλασσόμενο

Διαβάστε περισσότερα

3. ίοδος-κυκλώµατα ιόδων - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1. Kρυσταλλοδίοδος ή δίοδος επαφής. ίοδος: συνδυασµός ηµιαγωγών τύπου Ρ και Ν ΤΕΙ ΧΑΛΚΙ ΑΣ

3. ίοδος-κυκλώµατα ιόδων - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1. Kρυσταλλοδίοδος ή δίοδος επαφής. ίοδος: συνδυασµός ηµιαγωγών τύπου Ρ και Ν ΤΕΙ ΧΑΛΚΙ ΑΣ 3. ίοδος-κυκλώµατα ιόδων - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1 3. ΙΟ ΟΣ ΚΑΙ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΙΟ ΩΝ Kρυσταλλοδίοδος ή δίοδος επαφής ίοδος: συνδυασµός ηµιαγωγών τύπου Ρ και Ν 3. ίοδος-κυκλώµατα ιόδων - Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ. Εισαγωγή σε Ενισχυτές

Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ. Εισαγωγή σε Ενισχυτές Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ Εισαγωγή στα Ολο. Κυκλ. Βασική Φυσική MO Ενισχυτέςενόςσταδίου Διαφορικοί Ενισχυτές Καθρέφτες Ρεύματος Απόκριση Συχνότητας Ηλεκτρικός Θόρυβος Ανατροφοδότηση Σχεδιασμός

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδίαση Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων RF

Σχεδίαση Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων RF ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Σχεδίαση Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων F Ενότητα: Φίλτρα και Επαναληπτικές Ασκήσεις Στυλιανός Μυτιληναίος Τμήμα Ηλεκτρονικής, Σχολή

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Επεξεργασίας Σήματος

Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Επεξεργασίας Σήματος ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ & Η/Υ AUTH Σχεδιασμός Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Επεξεργασίας Σήματος ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ του Θωμά Α. Νούλη

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ Τµήµα Ηλεκτρονικής

ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ Τµήµα Ηλεκτρονικής ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ Τµήµα Ηλεκτρονικής Ηλεκτρονική Ι Εαρινό εξάµηνο 2005 Πρακτική ανάλυση ενισχυτή κοινού εκποµπού Τransstors βασικές αρχές Τι κάνουν τα transstors Πώς αναλύoνται τα κυκλώµατα των transstors Μικρά

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ 2.1 ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ 2.1 ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ 2Η ΕΝΟΤΗΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ 2.1 ΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ Τι είναι ; Ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζεται η προσανατολισμένη κίνηση των ηλεκτρονίων ή γενικότερα των φορτισμένων σωματιδίων Που μπορεί να

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8. Ενισχυτής ισχύος

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8. Ενισχυτής ισχύος ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 Ενισχυτές ισχύος Γενικά Σε αρκετές περιπτώσεις ο τελικός σκοπός της ενίσχυσης μιας ενισχυτικής διάταξης είναι το να διεγείρει σωστά μια τελική διάταξη που αποτελεί το φορτίο εξόδου. Γενικά όμως

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική Φυσική (Εργαστήριο) ρ. Κ. Ι. ηµητρίου ΙΟ ΟΙ

Ηλεκτρονική Φυσική (Εργαστήριο) ρ. Κ. Ι. ηµητρίου ΙΟ ΟΙ Ηλεκτρονική Φυσική (Εργαστήριο) ρ. Κ. Ι. ηµητρίου ΙΟ ΟΙ Για να κατανοήσουµε τη λειτουργία και το ρόλο των διόδων µέσα σε ένα κύκλωµα, θα πρέπει πρώτα να µελετήσουµε τους ηµιαγωγούς, υλικά που περιέχουν

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. Σχ.7.1. Σύµβολο κοινού τελεστικού ενισχυτή και ισοδύναµο κύκλωµα.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. Σχ.7.1. Σύµβολο κοινού τελεστικού ενισχυτή και ισοδύναµο κύκλωµα. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 7. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ Ο τελεστικός ενισχυτής εφευρέθηκε κατά τη διάρκεια του δεύτερου παγκοσµίου πολέµου και. χρησιµοποιήθηκε αρχικά στα συστήµατα σκόπευσης των αντιαεροπορικών πυροβόλων για

Διαβάστε περισσότερα

Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων. Μέτρηση και Έλεγχος Θερμοκρασίας

Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων. Μέτρηση και Έλεγχος Θερμοκρασίας Συλλογή μεταφορά και έλεγχος Δεδομένων Μέτρηση και Έλεγχος Θερμοκρασίας ΣΚΟΠΟΣ ΤΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΜΑΘΗΣΙΑΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ Να γνωρίσει ο μαθητής τους βασικούς τύπους αισθητηρίων θερμοκρασίας καθώς και κυκλώματα

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ - Λύσεις ασκήσεων στην ενότητα

ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ - Λύσεις ασκήσεων στην ενότητα ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ - Λύσεις ασκήσεων στην ενότητα 1. Να αναφέρετε τρεις τεχνολογικούς τομείς στους οποίους χρησιμοποιούνται οι τελεστικοί ενισχυτές. Τρεις τεχνολογικοί τομείς που οι τελεστικοί ενισχυτές

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικο-ηλεκτρονική Εισαγωγή

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικο-ηλεκτρονική Εισαγωγή Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικο-ηλεκτρονική Εισαγωγή Α ΕΞΑΜΗΝΟ ΣΠΟΥΔΩΝ α/α Τίτλος Μαθήματος Ωρες Διδασκαλίας ΣΥΝΟΛΟ Θεωρία Ασκ. Πράξης Εργαστ. 1 Μαθηματικά Ι 4 3 1 0 2 Φυσική 6 3 1 2 3 Η//N Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική

Διαβάστε περισσότερα

Πίνακας 1. Πίνακας προτεινόμενων πτυχιακών εργασιών για το χειμερινό εξάμηνο 2012-13. Αριθμός σπουδαστών

Πίνακας 1. Πίνακας προτεινόμενων πτυχιακών εργασιών για το χειμερινό εξάμηνο 2012-13. Αριθμός σπουδαστών Πίνακας. Πίνακας προτεινόμενων πτυχιακών εργασιών για το χειμερινό εξάμηνο 0-3 ΤΜΗΜΑ: ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ Α/Α Τίτλος θέματος Μέλος Ε.Π Σύντομη περιγραφή Διακόπτες δικτύων ισχύος 3 4 5 Μηχανικά χαρακτηριστικά

Διαβάστε περισσότερα

Ειδικά θέματα Ηλεκτρονικών 1

Ειδικά θέματα Ηλεκτρονικών 1 Ειδικά θέματα Ηλεκτρονικών 1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1...2 ΕΙΔΙΚΕΣ ΕΝΙΣΧΥΤΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ...2 Γενικά...2 1.1 Θεώρημα Μίλερ (Mller theorem)...10 1.2 Μπούτστραπινγκ (Boottrappng)...11 1.2.1 Αύξηση της σύνθετης

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ

ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ Νόμος του Coulomb Έστω δύο ακίνητα σημειακά φορτία, τα οποία βρίσκονται σε απόσταση μεταξύ τους. Τα φορτία αυτά αλληλεπιδρούν μέσω δύναμης F, της οποίας

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 6 ΔΙΟΔΟΣ ZENER ΚΑΙ ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΤΕΣ ΤΑΣΗΣ

Άσκηση 6 ΔΙΟΔΟΣ ZENER ΚΑΙ ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΤΕΣ ΤΑΣΗΣ Άσκηση 6 ΔΙΟΔΟΣ ZENER ΚΑΙ ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΤΕΣ ΤΑΣΗΣ Αυτό έργο χορηγείται με άδεια Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike Greece 3.0. Ονοματεπώνυμο: Μητρόπουλος Σπύρος Α.Ε.Μ.: 3215 Εξάμηνο: Β'

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στις Ηλεκτρικές Μετρήσεις

Εισαγωγή στις Ηλεκτρικές Μετρήσεις Εισαγωγή στις Ηλεκτρικές Μετρήσεις Σφάλματα Μετρήσεων Συμβατικά όργανα μετρήσεων Χαρακτηριστικά μεγέθη οργάνων Παλμογράφος Λέκτορας Σοφία Τσεκερίδου 1 Σφάλματα μετρήσεων Επιτυχημένη μέτρηση Σωστή εκλογή

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρικά Κυκλώματα & Δίκτυα ΙΙ. Ανασκόπηση Κεφαλαίου

Ηλεκτρικά Κυκλώματα & Δίκτυα ΙΙ. Ανασκόπηση Κεφαλαίου Ηλεκτρικά Κυκλώματα & Δίκτυα ΙΙ Εισαγωγή στα Ολο. Κυκλ. Βασική Φυσική MOS Ενισχυτές ενός σταδίου Διαφορικοί Ενισχυτές Καθρέφτες Ρεύματος Απόκριση Συχνότητας Ηλεκτρικός Θόρυβος Ανατροφοδότηση Σχεδιασμός

Διαβάστε περισσότερα

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ / Γ ΕΠΑΛ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 14/04/2013. ΘΕΜΑ 1 ο

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ / Γ ΕΠΑΛ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 14/04/2013. ΘΕΜΑ 1 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ 01-013 ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ / Γ ΕΠΑΛ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 14/04/013 ΘΕΜΑ 1 ο 1) Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο. α. τα μήκη κύματος από 100m έως 50m ονομάζονται κύματα νύχτας και τα μήκη κύματος από 50m έως 10m ονομάζονται κύματα ημέρας.

ΘΕΜΑ 1 ο. α. τα μήκη κύματος από 100m έως 50m ονομάζονται κύματα νύχτας και τα μήκη κύματος από 50m έως 10m ονομάζονται κύματα ημέρας. ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΤΑΞΗ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Α ) & ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑΣ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΘΕΜΑ 1 ο ΤΕΤΑΡΤΗ 16/04/014 - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6) ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ 1) Να χαρακτηρίσετε

Διαβάστε περισσότερα

Κατηγορίες και Βασικές Ιδιότητες Θερμοστοιχείων.

Κατηγορίες και Βασικές Ιδιότητες Θερμοστοιχείων. Κεφάλαιο 3 Κατηγορίες και Βασικές Ιδιότητες Θερμοστοιχείων. Υπάρχουν διάφοροι τύποι μετατροπέων για τη μέτρηση θερμοκρασίας. Οι βασικότεροι από αυτούς είναι τα θερμόμετρα διαστολής, τα θερμοζεύγη, οι μετατροπείς

Διαβάστε περισσότερα

Σημειώσεις για την Άσκηση 2: Μετρήσεις σε RC Κυκλώματα

Σημειώσεις για την Άσκηση 2: Μετρήσεις σε RC Κυκλώματα Σημειώσεις για την Άσκηση 2: Μετρήσεις σε RC Κυκλώματα Ένας πυκνωτής με μία αντίσταση σε σειρά αποτελούν ένα RC κύκλωμα. Τα RC κυκλώματα χαρακτηρίζονται για την απόκρισή τους ως προς τη συχνότητα και ως

Διαβάστε περισσότερα

ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ, ΦΩΣΦΩΡΙΣΜΟΥ, ΣΚΕΔΑΣΗΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ, ΧΗΜΕΙΟΦΩΤΑΥΓΕΙΑΣ

ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ, ΦΩΣΦΩΡΙΣΜΟΥ, ΣΚΕΔΑΣΗΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ, ΧΗΜΕΙΟΦΩΤΑΥΓΕΙΑΣ ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ, ΦΩΣΦΩΡΙΣΜΟΥ, ΣΚΕΔΑΣΗΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ, ΧΗΜΕΙΟΦΩΤΑΥΓΕΙΑΣ ΠΗΓΕΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΥΝΕΧΕΙΣ ΠΗΓΕΣ ΠΗΓΕΣ ΓΡΑΜΜΩΝ ΚΟΙΛΗΣ ΚΑΘΟΔΟΥ & ΛΥΧΝΙΕΣ ΕΚΚΕΝΩΣΕΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

Σχετικά με το μάθημα. Ο Υπολογιστής Η γενική εικόνα. Η μνήμη. Ενότητες μαθήματος. Εισαγωγή στους Υπολογιστές. Βιβλία για το μάθημα

Σχετικά με το μάθημα. Ο Υπολογιστής Η γενική εικόνα. Η μνήμη. Ενότητες μαθήματος. Εισαγωγή στους Υπολογιστές. Βιβλία για το μάθημα Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2014-15 Εισαγωγή στους Υπολογιστές (αρχές λειτουργίας και τεχνολογία) Σχετικά με το μάθημα Ενότητες μαθήματος Αρχές λειτουργίας

Διαβάστε περισσότερα

4.2 Αναπαράσταση δυαδικών τιμών στα ψηφιακά κυκλώματα

4.2 Αναπαράσταση δυαδικών τιμών στα ψηφιακά κυκλώματα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ 4.1 Εισαγωγή Για την υλοποίηση των λογικών πυλών χρησιμοποιήθηκαν αρχικά ηλεκτρονικές λυχνίες κενού και στη συνέχεια κρυσταλλοδίοδοι και διπολικά τρανζίστορ. Τα ολοκληρωμένα

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΠΥΚΝΩΤΗ :

ΑΡΧΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 1 ΠΥΚΝΩΤΗ : ΤΕΙ ΧΑΛΚΙΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Α/Α ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ : ΑΣΚΗΣΗ 5 η Τίτλος Άσκησης : ΜΕΤΡΗΣΗ ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΑΜΕΣΕΣ ΚΑΙ ΕΜΜΕΣΕΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ Θεωρητική Ανάλυση Πυκνωτής

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ 1 η ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΕΣ ΙΣΧΥΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Στόχοι της εργαστηριακής άσκησης είναι η εξοικείωση των σπουδαστών με την:

ΑΣΚΗΣΗ 1 η ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΕΣ ΙΣΧΥΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Στόχοι της εργαστηριακής άσκησης είναι η εξοικείωση των σπουδαστών με την: Σκοπός της Άσκησης: ΑΣΚΗΣΗ η ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΕΣ ΙΣΧΥΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στόχοι της εργαστηριακής άσκησης είναι η εξοικείωση των σπουδαστών με την: α. Κατασκευή μετασχηματιστών. β. Αρχή λειτουργίας μετασχηματιστών.

Διαβάστε περισσότερα

Τ.Ε.Ι Λαμίας Τμήμα Ηλεκτρονικής

Τ.Ε.Ι Λαμίας Τμήμα Ηλεκτρονικής Τ.Ε.Ι Λαμίας Τμήμα Ηλεκτρονικής 2 η ΕΡΓΑΣΙΑ ΟΠΤΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Μπαρμπάκος Δημήτριος Τζούτζης Έλτον-Αντώνιος Διδάσκων: Δρ. Βασίλης Κώτσος Λαμία 2013 Περιεχόμενα 1. Οπτική πηγή 1.1 Χαρακτηριστικές καμπύλες

Διαβάστε περισσότερα

β) Τι θα συμβεί στην απολαβή τάσης και την απόκριση συχνότητας του ενισχυτή στο σχ.1β αν υπάρξει διακοπή στο σημείο που δεικνύεται με το αστέρι;

β) Τι θα συμβεί στην απολαβή τάσης και την απόκριση συχνότητας του ενισχυτή στο σχ.1β αν υπάρξει διακοπή στο σημείο που δεικνύεται με το αστέρι; ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ Τ.Ε.Ι. ΑΘΗΝΑΣ Μάθημα: Ενισχυτικές Διατάξεις Εισηγητής: Γιώργος Χλούπης Ακαδημαϊκό Έτος 2013-14 Εξάμηνο Χειμερινό Σημειώσεις : ανοικτές Διάρκεια εξέτασης: 2 ώρες Ημ. εξέτασης:

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (1 η σειρά διαφανειών)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (1 η σειρά διαφανειών) ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ Δρ. Δ. Λαμπάκης (1 η σειρά διαφανειών) Τα ηλεκτρονικά κυκλώματα, ιδιαίτερα τα ψηφιακά χρησιμοποιούνται για την υλοποίηση λογικών συναρτήσεων και την αποθήκευση

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στα ψηφιακά κυκλώματα. Διάλεξη 1

Εισαγωγή στα ψηφιακά κυκλώματα. Διάλεξη 1 Εισαγωγή στα ψηφιακά κυκλώματα Διάλεξη 1 Δομή της διάλεξης Εισαγωγή στο Μάθημα Βασικές αρχές λογικών κυκλωμάτων Ο BJT ως διακόπτης Μεταβατικά φαινόμενα Παράδειγμα μεταβατικής λειτουργίας Ασκήσεις 2 Εισαγωγή

Διαβάστε περισσότερα

Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 1 ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ

Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 1 ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 1 ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ 1.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα γραμμικά ολοκληρωμένα κυκλώματα (Linear Integrated Circuits) βρίσκουν ευρύτατες εφαρμογές σε ολοένα και περισσότερα ηλεκτρονικά

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική. Ενότητα 3: Δίοδος. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ηλεκτρονική. Ενότητα 3: Δίοδος. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Ηλεκτρονική Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Περιεχόμενα ενότητας (1/2) Η ιδανική δίοδος και η χρήση της. Η πραγματική χαρακτηριστική - της διόδου πυριτίου. Τα γραμμικά μοντέλα

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙ- ΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙ- ΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙ- ΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΘΕΜΑΤΑ ΟΜΑΔΑ Α Α1. Για τις ημιτελείς προτάσεις Α1.1 και Α1. να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑ 2 Δίοδοι-Επαφή pn Α. Στατική χαρακτηριστική της διόδου. Αν και η δίοδος είναι μία απλή διάταξη, αποτελεί τη βάση για έναν ολόκληρο κλάδο της Ηλεκτρονικής. Τα τρανζίστορς,

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή. Κατηγοριοποίηση αισθητήρων. Χαρακτηριστικά αισθητήρων. Κυκλώματα διασύνδεσης αισθητήρων

Εισαγωγή. Κατηγοριοποίηση αισθητήρων. Χαρακτηριστικά αισθητήρων. Κυκλώματα διασύνδεσης αισθητήρων Εισαγωγή Κατηγοριοποίηση αισθητήρων Χαρακτηριστικά αισθητήρων Κυκλώματα διασύνδεσης αισθητήρων 1 2 Πωλήσεις αισθητήρων 3 4 Ο άνθρωπος αντιλαμβάνεται τη φύση με τα αισθητήρια όργανά του υποκειμενική αντίληψη

Διαβάστε περισσότερα

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ηµιαγωγοί VLSI T echnol ogy ogy and Computer A r A chitecture Lab Γ Τσ ιατ α ο τ ύχ ύ α χ ς ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ηµιαγωγοί VLSI T echnol ogy ogy and Computer A r A chitecture Lab Γ Τσ ιατ α ο τ ύχ ύ α χ ς ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ηµιαγωγοί VSI Techology ad Comuter Archtecture ab Ηµιαγωγοί Γ. Τσιατούχας ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Διάρθρωση. Φράγμα δυναμικού. Ενεργειακές ζώνες Ημιαγωγοί

Διαβάστε περισσότερα

Φυσική σχεδίαση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων

Φυσική σχεδίαση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων Φυσική σχεδίαση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων Βασικές έννοιες και τεχνικές Γιώργος Δημητρακόπουλος Δημοκριτειο Πανεπιστήμιο Θράκης Φθινόπωρο 2013 Ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα 1 Τι χρειαζόμαστε για να φτιάξουμε

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή Σε Ολοκληρωµένα Κυκλώµατα (Microchips) Αναλογικά ή Ψηφιακά Κυκλώµατα;

Εισαγωγή Σε Ολοκληρωµένα Κυκλώµατα (Microchips) Αναλογικά ή Ψηφιακά Κυκλώµατα; Εισαγωγή Σε Ολοκληρωµένα Κυκλώµατα (Microchips) ρ. Ιούλιος Γεωργίου Further Reading Texts: Design of Analog CMOS Integrated Circuits Behzad Razavi Microelectronic Circuits, Sedra & Smith Αναλογικά ή Ψηφιακά

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο Ηλεκτρονικής

Εργαστήριο Ηλεκτρονικής Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (Α.Π.Θ.) Π Θ Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής Ερευνητικές δραστηριότητες Στέλιος Σίσκος, Αναπληρωτής καθηγητής Δ/ντής Τομέα Ηλεκτρονικής και Η/Υ Aristotle University

Διαβάστε περισσότερα