Osnove mikroelektronike
Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2024./2025.
Auditorne vježbe
Laboratorijske vježbe
Opis predmeta
Elektronički elementi za digitalne sklopove. Skalirani MOS tranzistori. Efekti kratkog kanala. Ograničenja brzine rada tranzistora. Memorijski elementi. Elementi za detekciju slike. MOS kapacitet. Nabojski vezani (CCD) elementi. Izvedba aktivnih svjetlosnih CMOS senzora. Realizacija detektora slike. Poluvodički elementi za ekrane sa aktivnom matricom. Svojstva tankoslojnih tranzistora (TFT). Integracija TFT elemenata. Uvod u analogne integrane sklopove. Osnovna pravila projektiranja integriranih sklopova. Osnovni spojevi pojačala. Stabilnost operacijskih pojačala i postupci kompenzacije. Projektiranje jednostupanjskog i višestupanjskog operacijskog pojačala. Važne konfiguracije operacijskih pojačala. Potpuno diferencijsko pojačalo.
Studijski programi
Sveučilišni diplomski
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)[FER3-HR] Automatika i robotika - profil
Izborni predmeti
(1. semestar)
(3. semestar)
[FER3-HR] Elektroenergetika - profil
Izborni predmeti
(1. semestar)
(3. semestar)
(3. semestar)
[FER3-HR] Elektronika - profil
Izborni predmeti
(1. semestar)
(3. semestar)
Izborni predmeti
(1. semestar)
(3. semestar)
Izborni predmeti
(1. semestar)
(3. semestar)
Izborni predmeti
(1. semestar)
(3. semestar)
Izborni predmeti
(1. semestar)
(3. semestar)
[FER3-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti
(1. semestar)
(3. semestar)
Izborni predmeti
(1. semestar)
(3. semestar)
[FER3-HR] Računarska znanost - profil
Izborni predmeti
(1. semestar)
(3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o mrežama - profil
Izborni predmeti
(1. semestar)
(3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o podacima - profil
Izborni predmeti
(1. semestar)
(3. semestar)
Ishodi učenja
- Objasniti fizikalne principe rada naprednih CMOS tranzistora
- Objasniti skaliranje MOS struktura
- Analizirati efekte kratkog kanala
- Objasniti fizikalne principe rada senzora slike
- Razlikovati strukturu i karakteristike ravnih ekrana
- Objasniti rad osnovnih gradivih blokova integriranih sklopova
- Analizirati i projektirati jednostupanjska i višestupanjska operacijska pojačala
- Objasniti značajne konfiguracije operacijskih pojačala i njihove karakteristike
- Objasniti istosmjerne, izmjenične i tranzijentne karakteristike operacijskih pojačala
- Analizirati stabilnost i izvesti kompenzaciju operacijskih pojačala
Oblici nastave
Predavanja
Predavanja
Auditorne vježbeAuditorne vježbe
LaboratorijLaboratorij
Način ocjenjivanja
Kontinuirana nastava | Ispitni rok | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
Vrsta provjere | Prag | Udio u ocjeni | Prag | Udio u ocjeni | ||
Laboratorijske vježbe | 0 % | 20 % | 0 % | 20 % | ||
Međuispit: Pismeni | 0 % | 40 % | 0 % | |||
Završni ispit: Pismeni | 0 % | 40 % | ||||
Ispit: Pismeni | 20 % | 40 % | ||||
Ispit: Usmeni | 40 % |
Tjedni plan nastave
- Zasićenje brzine nosilaca, Napon praga, Sniženje energetske barijere utjecajem odvoda, Prohvat
- Energetski dijagram, Kapacitetno-naponska karakteristike, naboj u oksidu, Efekt podloge
- Nabojski vezani elementi, Tehnologije proizvodnje senzora slike, CMOS senzori s aktivnim pikselima, Očitavanje podataka i integracija u sustav
- Mooreov zakon. Pravila skaliranja, Elektrostatska ograničenja, Fizikalna ograničenja
- Napredni CMOS tranzistori (FinFET. ultra tanko tijelo. dvostruka upravljačka elektroda), Visoka dielektrična konstanta. metalna upravljačka elektroda
- Transport nosilaca, Napredni materijali (III-V CMOS. nanocijevi. grafen. germanij)
- Tankoslojni tranzistori. tehnologija i karakteristike, Struktura i karakteristike ekrana s tekućim kristalima (LCD-ovi), Struktura i karakteristike ekrana s plazmom, Struktura i karakteristike ekrana s organskim svijetelećim diodama (OLED)
- Međuispit
- Analogna elektronika. primjene. izazovi. usporedba s digitalnom elektronikom, Struktura NMOS i PMOS tranzistora. strujno-naponske karakteristike. dinamički parametri za mali signal, Nadomjesni sklop MOS tranzistora za mali signal, Usporedba MOS i bipolarnog tranzistora
- Šum u otpornicima. diodama. MOS i bipolarnim tranzistorima, Faktor šuma pojačala
- Neusklađenost karakteristika elemenata. određivanje iznosa i dimenzija elemenata, Izobličenja, Sklopovi za napajanje pojačala. određivanje dimenzija tranzistora
- Analiza pojačala za mali signal. pojačanje. širina frekvencijskog pojasa, Pravila za dizajn pojačala. odabir dimenzija tranzistora. specifikacije. ograničenja, Osnovne konfiguracije jednostupanjskih pojačala. kaskodno pojačalo
- Osnovne konfiguracije dvostupanjskih operacijskih pojačala, Analiza stabilnosti pojačala. dominantni i ne-dominantni polovi. nule
- Pravila projektiranja za maksimalni produkt pojačanja i širine frekvencijskog pojasa, Trostupanjska pojačala i pravila projektiranja
- Završni ispit
Literatura
(.), Willy M. Sansen, Analog Design Essentials, Springer, 2006.,
(.), R. Jacob Baker, CMOS Circuit Design, Layout, and Simulation, 3rd Edition, IEEE Press, 2010.,
Izvedba
ID 222587
Zimski semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
0 Seminar
15 Auditorne vježbe
4 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja
Ocjenjivanje
87 izvrstan
75 vrlo dobar
62 dobar
50 dovoljan