Italiano
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Elettronica di base, Fisica dei semiconduttori
Basic Electronics, Physics of Semiconductor
Il corso comprende lezioni frontali e attività di laboratorio.
The course includes classroom lessons and laboratory activity
Il corso intende dare agli studenti le conoscenze necessarie per il progetto dei circuiti analogici integrati CMOS. A tal fine vengono studiati i fondamentali processi tecnologici per la fabbricazione dei dispositivi al silicio, le principali configurazioni di amplificatori in bassa frequenza, le diverse tecniche di filtraggio analogico in bassa frequenza.
Il corso intende formare la capacità di applicare leconoscenze all’analisi delle specifiche di progetto,alla selezione e dimensionamento dei circuiti per ilraggiungimento delle prestazioni desiderate,all’utilizzo dei tool di progettazione assistita dalcalcolatore (CAD).
Il corso fornisce competenze trasversali di fisica dei semiconduttori, circuiti analogici, tecniche di filtraggio analogico, utilizzabili in diversi settori dell’ingegneria biomedica, delle telecomunicazioni, dei controlli automatici e dell’information technology in generale.
The course aims to provide the necessary knowledge for designing the CMOS integrated circuits. To this end the fundamental technological processes for the fabrication of Si devices, the current and high performance low frequency amplifier topologies, the main low frequency filtering techniques will be studied.
The course is intended to train the students so that they acquire the capability of applying the knowledge on electron devices to the design specifications, to the selection and sizing of circuits to obtain the desired performance, to the using of CAD software tools.
The course provides a multidisciplinary background on semiconductor physics, analog circuits, analog filtering techniques, which can be spent in the fields of biomedical engineering, telecommunications, automatic control and information technology in general.
Elementi di fisica dei dispositivi a semiconduttori: le equazioni fondamentali, il diodo a giunzione, il transistore MOS, l'equazione della corrente di drain del MOSFET e il modello alle variazioni. Processi di fabbricazione di circuiti al Silicio: Produzione dei wafer, Litografia, Etching, Diffusione, Impiantazione ionica, Front-end, Back-end, Tecnologia CMOS. Modello SPICE del MOSFET: effetti del secondo ordine. Elementi di progetto di circuiti elementari CMOS analogici: amplificatori a singolo stadio, amplificatori differenziali, circuiti di polarizzazione, amplificatori operazionali a singolo e doppio stadio. Elementi progetto di filtri analogici. Filtri switched-capacitors: trasformazione bilineare, filtri SC low-Q e high-Q, lo switch CMOS, non-idealita' degli switch e dell'operazionale.
https://learn.univpm.it
Elements of semiconductor physics for device electronics: fundamental equations, p-n junction, MOS transistor, drain current of the MOSFET and small signal model. Processes for the fabrication of Silicon devices: wafer production, Lithography, Etching, Diffusion, Ion implantation, Front-end, Back-end, CMOS technology. SPICE MOSFET model: second order effects. Design elements of elementary CMOS analog circuits: single stage amplifiers, differential amplifier, circuits for biasing, Operational amplifiers single-stage and two-stage. Design elements of analog filters. Switched-capacitor Filters: bilinear transformation, SC-filters low-Q and high-Q, CMOS switch, non-ideality of switch and Op-Amp.
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prova orale
Per superare l'esame con esito positivo, lo studente dovrà mostrare di avere acquisito le metodologie e le tecniche di progettazione di circuiti integrati analogici CMOS
Attribuzione del voto finale nell’intervallo 18-30.
La prova orale sarà articolata su domande relative agli argomenti del programma e sulla discussione di un progetto, con riferimento all'approccio utilizzato e ai risultati ottenuti.
oral examination
To pass the exam the student will show to know all the metodologies and techniques for designing CMOS integrated analog circuits.
A score in the range 18-30 will be given as a final grade
The oral examination will be focused on questions concerning the course topics and the discussion of a specific design with refernece to the approach used and the results obtained
B. Razavi, “ Design of analog CMOS Integrated Circuits”, McGrawHill, 2001.R.J.Baker, “CMOS, Circuit Design, Layout, and Simulation”, Wiley, 2010.R.Schaumann, M.S.Ghausi, K.R.Laker,, “Design of Analog Filters”, Prentice Hall, 1990.P.E.Allen,D.R.Holberg, "CMOS analog Circuit DEsign", Oxford University Press,2010.M.Liu, "Demystifying Switched Capacitor Circuits", Elsevier,2006.R.Gregorian, G.C.Temes."Analog MOS Integrated Circuits for Signal Processing", John Wiley,1986.
Appunti:https://learn.univpm.it
B. Razavi, “ Design of analog CMOS Integrated Circuits”, McGrawHill, 2001.R.J.Baker, “CMOS, Circuit Design, Layout, and Simulation”, Wiley, 2010.R.Schaumann, M.S.Ghausi, K.R.Laker,, “Design of Analog Filters”, Prentice Hall, 1990.P.E.Allen,D.R.Holberg, "CMOS analog Circuit DEsign", Oxford University Press,2010.M.Liu, "Demystifying Switched Capacitor Circuits", Elsevier,2006.R.Gregorian, G.C.Temes."Analog MOS Integrated Circuits for Signal Processing", John Wiley,1986.
Teacher's notes:https://learn.univpm.it
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