Και Εγέννετω Φως. Το Τρανζίστορ! ENIAC. Μικροηλεκτρονική 3. Το πρώτο τρανζίστορ! Τρανζίστορ στα 180nm 2000. Bell Labs 1947. Μικροηλεκτρονική 4



Σχετικά έγγραφα
Γ. Τσιατούχας. VLSI systems and Computer Architecture Lab. Μικροηλεκτρονική 2

Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. Εισαγωγή 2

Γ. Τσιατούχας. Βασικές Αρχές Κυκλωµάτων

Ανάλυση κατά συχνότητα Φίλτρα

Το πρώτο τρανζίστορ! Τρανζίστορ στα 180nm Bell Labs Μικροηλεκτρονική 3. 45nm. Intel Μικροηλεκτρονική 4

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. 1. Ημιαγωγική γ δίοδος Ένωση pn 2. Τρανζίστορ FET

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικο-ηλεκτρονική Εισαγωγή

Ενισχυτές. Εργαστήριο VLSΙ. Τμήμα ΗΜΜΥ Πολυτεχνική σχολή Πανεπιστημίου Θεσσαλίας. Μεταπτυχιακός φοιτητής. Αλεξανδρίδης Αναστάσιος. Υπεύθυνος Καθηγητής

Κεφάλαιο 7 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. Ακολουθιακή Λογική 2

HY:536 Εργαστήριο Αναλογικών Κυκλωμάτων (περιγραφή μαθήματος) Φώτης Πλέσσας

1993 (Saunders College 1991). P. R. Gray, P. J. Hurst, S. H. Lewis, and R. G. Meyer, Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, 4th ed.

«Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ I

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική

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

Λογικά σύμβολα των CPU, RAM, ROM και I/O module

Κεφάλαιο 10 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Systems and Computer Architecture Lab. Ακολουθιακή Λογική 2

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική

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

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Κυκλωμάτων» Χειμερινό εξάμηνο

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

215 Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Πάτρας

Τρανζίστορ διπολικής επαφής (BJT)

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 8: Διπολικά Τρανζίστορ

Δομημένος Προγραμματισμός

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΗ ΙΟ ΟΣ 1

Τεχνικές βελτιστοποίησης µε σκοπό την επίτευξη χαµηλής κατανάλωσης ισχύος

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

Πόλωση των τρανζίστορ ενίσχυσης

Καλωσήρθατε στο Μάθημα

Συστήματα VLSI. Εισαγωγή. Γιώργος Δημητρακόπουλος. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης. Άνοιξη 2014

HY:433 Αναλογικά Κυκλώματα VLSI (περιγραφή μαθήματος) Φώτης Πλέσσας

ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Αρχιτεκτονική Η/Υ ΗΜΟΣ ΜΠΟΛΑΝΑΚΗΣ

ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Ι ΑΣΚΑΛΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ;

2. ΩΡΕΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ / ΕΒΔΟΜΑΔΑ : Δύο (2) Θεωρία, δύο (2) Εργαστήριο

ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

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

Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων. Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design

ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ. Στυλιανός Τσίτσος

Η επικράτηση των ψηφιακών κυκλωμάτων 1o μέρος

Περιεχόμενα. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Μοντέλα για Ενεργές Συσκευές Ολοκληρωμένου Κυκλώματος. 1.1 Εισαγωγή

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Α.Π.Θ. KATΕΥΘΥΝΣΗ: ΙΚΤΥΑ, ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ, ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

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

HY:433 Σχεδίαση Αναλογικών/Μεικτών και Υψισυχνών Κυκλωμάτων (περιγραφή μαθήματος) Φώτης Πλέσσας

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 9

ΗΥ220 Εργαστήριο Ψηφιακών Κυκλωμάτων

Μικροηλεκτρονική - VLSI

ΗΜΥ 203 Εργαστήριο Κυκλωµάτων και Μετρήσεων

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΗΥ220 Εργαστήριο Ψηφιακών Κυκλωμάτων

Εργαστηριακές Ασκήσεις

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Educational Laboratory of Multi Instruments (ELMI) for LabVIEW TM and MultiSIM TM

Πολυσύνθετες πύλες. Διάλεξη 11

Προβλήµατα και τεχνικές

Διπολικό Τρανζίστορ Bipolar Junction Transistor (BJT)

Αντιστοίχιση Βαθμολογίας

Κεφάλαιο 4. Τελεστικοί ενισχυτές Σύνθετα κυκλώματα

Κωδικός μαθήματος: (ώρες):

Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems)

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

Μικροηλεκτρονική - VLSI

«Ενισχυτές με διπολικό transistor»

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ

Ενσωµατωµένα Συστήµατα

ΤΟΠΟΛΟΓΙΕΣ ΣΥΣΤΟΙΧΙΑΣ ΔΙΑΛΕΞΗ 5

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 6

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΤΑΞΗ

και Ac είναι οι απολαβές διαφορικού και κοινού τρόπου του ενισχυτή αντίστοιχα.

ΥΠΟΔΟΧΗ ΠΡΩΤΟΕΤΩΝ ΦΟΙΤΗΤΩΝ Παρουσίαση του Τµήµατος

Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων 1: Εισαγωγή

ΗΜΥ 210 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Μεταβατικές διατάξεις Νέου Προγράμματος Σπουδών (ΝΠΣ) για τους φοιτητές εισαγωγής 2013 και πριν Υποχρεωτικά Μαθήματα

Εργαστηριακή άσκηση. Σχεδίαση layout και προσομοίωση κυκλώματος με το πρόγραμμα MICROWIND

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. Ενότητα 8: Ενισχυτές με διπολικά τρανζίστορ. Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. Ενότητα 4: Ενισχυτής κοινού εκπομπού. Επ. Καθηγητής Γαύρος Κωνσταντίνος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ

MPSoCs για εφαρμογές Video

Μικροηλεκτρονική - VLSI

ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ "ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ"

Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Μάθηµα 1ο.. Λιούπης

Ενισχυτικές Διατάξεις 1. Ο Τελεστικός ενισχυτής 741

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

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ - VHDL ΑΝΤΩΝΗΣ ΠΑΣΧΑΛΗΣ

Για τις παρακάτω προτάσεις, Α.1 έως και Α.5, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της πρότασης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στο σωστό

Ακαδημαϊκό Έτος Εξάμηνο Εαρινό Α Εξεταστική Περίοδος Σημειώσεις : ανοικτές/κλειστές Διάρκεια εξέτασης: 2 ώρες. Ημ. εξέτασης:../../.

Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Κεφάλαιο 1

Το ιαφορικό Ζεύγος MOS (ΙΙ)

Συστήματα σε Ολοκληρωμένα Κυκλώματα

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Ι Ο ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ

Πρόγραμμα Επικαιροποίησης Γνώσεων Αποφοίτων

ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ

Πανεπιστήμιο Κύπρου. Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ)

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 05/02/2013

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 1

Εργαστήριο Εισαγωγής στη Σχεδίαση Συστημάτων VLSI

Transcript:

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Μικροηλεκτρονική Μικροηλεκτρονική Γ. Τσιατούχας 1 ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Μικροηλεκτρονική 2 1

Και Εγέννετω Φως ENIAC Μικροηλεκτρονική 3 Το Τρανζίστορ! Το πρώτο τρανζίστορ! Τρανζίστορ στα 180nm 2000 Bell Labs 1947 Μικροηλεκτρονική 4 2

Το MOS Τρανζίστορ 45nm Intel 2007 Μικροηλεκτρονική 5 ιασυνδέσεις Τρανζίστορ Μικροηλεκτρονική 6 3

Μια Εσωτερική Ματιά Μικροηλεκτρονική 7 Στα όρια της Τεχνολογίας Μικροηλεκτρονική 8 4

Μικροηλεκτροµηχανικά Συστήµατα MEMS Μικροηλεκτρονική 9 Το Μέλλον; Μικροηλεκτρονική 10 5

Σχεδίαση Ολοκληρωµένων Κυκλωµάτων Μικροηλεκτρονική 11 Κατασκευή Ολοκληρωµένων Κυκλωµάτων Μικροηλεκτρονική 12 6

ιαδικασία Σχεδίασης ΟΚ ITRS-99 Μικροηλεκτρονική 13 Κλιµάκωση της Τεχνολογίας M6 M5 M4 Cu M3 M2 Low k M1 Tungsten Very Deep Submicron Μικροηλεκτρονική 14 7

Εξέλιξη της Τεχνολογίας 350nm CMOS 5.3 Mbit edram 32 Kbyte ROM 90nm CMOS ROM DSP Analogue BIST µc? edram eflash esram RF Μικροηλεκτρονική 15 Ολοκληρωµένα Συστήµατα Systems-on on-a-chip (SoC( SoC) Μικροηλεκτρονική 16 8

Ολοκλήρωση Τεχνολογιών σε SoC Ολοκλήρωση τεχνολογιών στην βασική διαδικασία κατασκευής ITRS-99 Μικροηλεκτρονική 17 Θέµατα στη Σχεδίαση SoC Εφαρµογών System Design Aspects Physical Design Aspects Embedded Memory crosstalk noise noise IP IP (reusable core) reusability standardization H/S H/S codesign clock clock synchronization clock clock skew skew Supply Network low-power/voltage noise noise decoupling electromigration dc-dc conversion dual dual threshold triple-well SOI SOI Supply Pads Pads EMC EMC noise noise electromigration Embedded Software H/S H/S codesign flexibility Analog Functions analog interface substrait noise noise Data Data Storage single/multi port port high high performance Glue Glue Logic Clock Domains Global Bus Bus protocol bandwidth signal propagation crosstalk Clock Network clock clock gating clock clock domains phase synchronisation clock clock skew skew clock clock tree tree synthesis optimal flip flip flops flops Local buses high high speed I/O I/O pads pads EMC EMC bandwidth standard interfaces di/dt di/dtnoise Μικροηλεκτρονική 18 9

ΣύντοµηΠεριγραφή Μαθήµατος Εισαγωγή στη θεωρία κυκλωµάτων. Εισαγωγή στους ενισχυτές Τελεστικοί ενισχυτές. Καθαροί ηµιαγωγοί και ηµιαγωγοί µε προσµίξεις. Η p-n επαφή - ίοδοι. Κυκλώµατα διόδων. ιπολικά τρανζίστορ επαφής και τρανζίστορ επίδρασης πεδίου. Βασικές τοπολογίες και τρόποι λειτουργίας. Αρχές µικροηλεκτρονικής και µικροηλεκτρονικά κυκλώµατα. ιαφορικοί ενισχυτές. Απόκριση συχνότητας. Ηλεκτρονική Σελίδα Μαθήµατος: http://www.cs.uoi.gr/~tsiatouhas/e16-bem.htm Μικροηλεκτρονική 19 Ενότητες του Μαθήµατος Βασικά Ηλεκτρονικά Μικροηλεκτρονική Εισαγωγή στη θεωρία κυκλωµάτων Εισαγωγή στους ενισχυτές Ηµιαγωγοί ίοδοι επαφής και διατάξεις διόδων Το διπολικό τρανζίστορ επαφής Το τρανζίστορ φαινοµένου πεδίου Βασικές τοπολογίες κυκλωµάτων Το διαφορικό ζεύγος Απόκριση κατά συχνότητα Μικροηλεκτρονική 20 10

Γενική Μεθοδολογία Εργασίας (I) Αρχικό Κύκλωµα (Ζητούµενα I C, V CE ) Μετασχηµατισµός µε χρήση Ισοδύναµου Κυκλώµατος (Mοντέλο) Β C B C npn Ι C Ι Β + - V BE =0.7V I C =βι Β Ι C Ι Β ΙΕ E R C =1KΩ R Β =270KΩ Ι Ε Ε R C =1KΩ R Β =270KΩ - + R E =1KΩ V ΕΕ =10V R E =1KΩ + V ΕΕ =10V Μοντέλο Κοινού Εκποµπού Ενεργού Περιοχής Μικροηλεκτρονική 21 Γενική Μεθοδολογία Εργασίας (II) Εφαρµογή Κανόνων Kirchhoff KVL I B R B + V BE +I E R E V EE = 0 Β C KCL I E (I B + Ι C ) = 0 Ι Β + - V BE =0.7V I C =βι Β Ι C I VEE VBE = R + (1 + β)r B = B E 0.0251mA R Β =270KΩ Ι Ε R E =1KΩ Ε R C =1KΩ I C = βi Β = 2.51mA (β=100) + V ΕΕ =10V Μοντέλο Κοινού Εκποµπού Ενεργού Περιοχής KVL I C R C + V CE +I E R E V EE = 0 1+ β VCE = VEE βib R C + R E = 4.96V β Μικροηλεκτρονική 22 11

ιαδικαστικά I Οι ασκήσεις/εργασίες δεν είναι υποχρεωτικές και λαµβάνονται υπόψιν αποκλειστικά για το τρέχον ακαδηµαϊκό έτος. Οι ασκήσεις/εργασίες συνεισφέρουν ένα 20% επιπρόσθετα στο βαθµό του διαγωνίσµατος όταν αυτός είναι µεγαλύτερος ή ίσος του πέντε και έχουν παραδοθεί όλες επιτυχώς, σε άλλη περίπτωση το ποσοστό αυτό µειώνεται ανάλογα µε τις επιτυχείς απαντήσεις. Ο διδάσκων διατηρεί το δικαίωµα προφορικής εξέτασης φοιτητών για ασκήσεις που θα παραδοθούν και για τις οποίες αυτό θα κριθεί αναγκαίο. Μικροηλεκτρονική 23 ιαδικαστικά II Εργαστήριο: Σχεδίαση και SPICE προσοµοίωση κυκλωµάτων. Υλοποίηση κυκλωµάτων σε breadboard και µετρήσεις. Τα εργαστήρια δεν είναι υποχρεωτικά στην κατοχύρωση του µαθήµατος. Συνεισφέρουν κατά δύο µονάδες στο βαθµό του µαθήµατος εφ' όσων έχει υπάρξει επιτυχής παρακολούθηση όλων των εργαστηριακών ασκήσεων, σε άλλη περίπτωση η συνεισφορά µειώνεται ανάλογα µε την επίδοση. Μικροηλεκτρονική 24 12

Βιβλιογραφία (Ι) Μικροηλεκτρονικά Κυκλώµατα Adel Sedra Kenneth Smith Εκδόσεις: Παπασωτηρίου / Oxford University Press Μικροηλεκτρονική Richard C. Jaeger Εκδόσεις: Τζιόλα / McGraw Hill Μικροηλεκτρονική Jacob Millman Arvin Grabel Εκδόσεις: Τζιόλα / McGraw Hill Electronics Allan R. Hambley Εκδόσεις: Prentice Hall Μικροηλεκτρονική 25 Βιβλιογραφία (ΙΙ) Electric Circuit Analysis D. Johnson J. Johnson J. Hilburn P. Scott Εκδόσεις: Prentice Hall Basic Circuit Theory Charles Desoer Ernest Kuh Εκδόσεις: McGraw Hill Μικροηλεκτρονική 26 13

Μαθήµατα του Τµήµατος Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Μικροϋπολογιστές Σχεδίαση Ψηφιακών Συστηµάτων Σχεδιασµός VLSI Ψηφιακή Σχεδίαση Μικτός Αναλογικός / Ψηφιακός Σχεδιασµός Τεχνικές Σχεδίασης CMOS Κυκλωµάτων Βασικά Ηλεκτρονικά Ολοκλ.. Ψηφιακά Κυκλώµατα Μικροηλεκτρονική 27 Βέλτιστη Επιλογή Παρακολούθησης Ψηφιακή Σχεδίαση Βασικά Ηλεκτρονικά Προπτυχιακός Κύκλος Ολοκληρωµένα Ψηφιακά Κυκλώµατα Σχεδιασµός Συστηµάτων VLSI Τεχνικές Σχεδίασης Κυκλωµάτων CMOS Σχεδίαση Ψηφιακών Συστηµάτων Μεταπτυχιακός Κύκλος Μικροηλεκτρονική 28 14

Εργαστήριο Ηλεκτρονικής Μικροηλεκτρονική 29 Εργαστηριακός Εξοπλισµός Μικροηλεκτρονική 30 15

Προσανατολισµοί! Program Code Hardware Overhead Μικροηλεκτρονική 31 Ο ιαβολάκος του Maxwell! Πληροφορία Αντεντροπία 1 bit 10-23 Joule/ o K Μικροηλεκτρονική 32 16