Μικροηλεκτρονική
| Εξάμηνο | 4ο |
|---|---|
| Κωδικός | Η06Υ-Ν4 |
| ECTS | 4 |
| Διδακτικές Μονάδες | 4 |
| Ώρες Θεωρίας | 2 |
| Ώρες Ασκήσεων | 1 |
| Ώρες Εργαστηρίου | 2 |
| Τομέας | Ηλεκτρονικής και Τεχνολογίας Συστημάτων Πληροφορικής |
| Διδάσκοντες | Καραφυλλίδης Ιωάννης |
Συζήτηση | |
| Ενεργειακός | Υ |
|---|---|
| Ηλεκτρονικός | Υ |
| Τηλεπικοινωνιακός | Υ |
Πίνακας περιεχομένων |
Περιγραφή
Το μάθημα της «ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ» έχει ως στόχο την μελέτη των Μικροηλεκτρονικών Διατάξεων και των Μικροηλεκτρονικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων.
Οι Μικροηλεκτρονικές Διατάξεις (όπως η επαφή p-n, το διπολικό τρανζίστορ, το τρανζίστορ MOSFET), αλλά και τα Μικροηλεκτρονικά Ολοκληρωμένα Κυκλώματα (όπως οι λογικές πύλες, οι αριθμητικές μονάδες, οι μνήμες και οι επεξεργαστές), είναι κατασκευασμένες από ημιαγωγικά υλικά. Για τον λόγο αυτό το μάθημα αρχίζει με την μορφή των ενεργειακών ταινιών στους ημιαγωγούς, τις ιδιότητες των ημιαγωγών και την κίνηση των φορέων του ηλεκτρικού ρεύματος στους ημιαγωγούς.
Στο δεύτερο μέρος του μαθήματος παρουσιάζεται η δομή και η λειτουργία των βασικών μικροηλεκτρονικών και οπτοηλεκτρονικών διατάξεων, δηλαδή της επαφής p-n, του διπολικού τρανζίστορ, του τρανζίστορ MOSFEΤ, του φωτοβολταϊκού στοιχείου, της LED και του LASER.
Στο τρίτο μέρος του μαθήματος παρουσιάζονται τα κυκλώματα των λογικών πυλών και η μέθοδος σύνθεσης και σχεδιασμού λογικών κυκλωμάτων που υλοποιούν συναρτήσεις Boole. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η μέθοδος υπολογισμού των χρονικών καθυστερήσεων και της συχνότητας λειτουργίας ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και επεξεργαστών. Το μάθημα τελειώνει με τις μνήμες RAM, DRAM, ROM και Flash.
Η οργάνωση του περιεχομένου του μαθήματος σε ενότητες είναι η εξής:
- Ιδιότητες των Ημιαγωγών
- Κίνηση των Φορέων στους Ημιαγωγούς
- Η Επαφή p-n
- Το Διπολικό Τρανζίστορ
- Οπτοηλεκτρονικές Διατάξεις (Φωτοβολταϊκά στοιχεία, LED, LASER)
- Το Τρανζίστορ MOSFET
- Κατασκευή Μικροηλεκτρονικών Διατάξεων και Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων
- Λογικές Πύλες Τεχνολογίας CMOS
- Σχεδιασμός Μικροηλεκτρονικών Κυκλωμάτων CMOS
- Χρονικές Καθυστερήσεις και Συχνότητες Λειτουργίας Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων
- Μνήμες ROM, RAM, DRAM, Flash
Απαιτούμενες Γνώσεις
|
Αυτή η ενότητα μπορεί να επεκταθεί ή να βελτιωθεί. Πληροφορίες: Χρήσιμες ή απαραίτητες γνώσεις για το μάθημα. Γνώσεις που αναμένεται να αποκτηθούν. Αναφορά σε άλλα σχετικά μαθήματα. |
Εργαστήρια
Στις Εργαστηριακές Ασκήσεις θα γίνουν μετρήσεις και εξαγωγή των χαρακτηριστικών μικροηλεκτρονικών διατάξεων καθώς και σχεδιασμός και προσομοίωση βασικών λογικών πυλών οι οποίες συνθέτουν ολοκληρωμένα κυκλώματα και επεξεργαστές. Στις Φροντιστηριακές Ασκήσεις θα γίνεται κυρίως χρήση των τύπων στους οποίους καταλήγει η θεωρητική περιγραφή και ανάλυση των Ημιαγωγών και των Μικροηλεκτρονικών Διατάξεων. Οι ασκήσεις έχουν ως αντικείμενο πραγματικές περιπτώσεις ημιαγωγών και διατάξεων. Επίσης θα γίνουν και ασκήσεις με αντικείμενο τον σχεδιασμό ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και μνημών καθώς και ασκήσεις όπου θα υπολογίζονται καθυστερήσεις διάδοσης σημάτων και συχνότητες λειτουργίας ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Εργασίες
|
|
Αυτή η ενότητα μπορεί να επεκταθεί ή να βελτιωθεί. Πληροφορίες: Εργασίες που δίνονται στη διάρκεια του μαθήματος. Περιγραφή, σκοπιμότητα και ύλη που καλύπτει η καθεμιά. Επιρροή στην τελική βαθμολογία. |
Πρόοδοι
|
|
Αυτή η ενότητα μπορεί να επεκταθεί ή να βελτιωθεί. Πληροφορίες: Πρόοδοι που γίνονται στη διάρκεια του μαθήματος. Ύλη που καλύπτει η καθεμιά, χρονικό πλάνο προόδων, επιρροή στη βαθμολογία. |
Εξετάσεις και Βαθμολογία
Η αξιολόγηση των φοιτητών γίνεται με γραπτή εξέταση στο τέλος του εξαμήνου.
Στις εξετάσεις επιτρέπονται βιβλία και σημειώσεις.
Συγγράμματα
- Μικροηλεκτρονική
- Μικροηλεκτρονική
Επίσης δίνονται και Σημειώσεις σε PDF μέσω του E-class
Υποστήριξη Μαθήματος
eClass: Το μάθημα βρίσκεται στο eClass με κωδικό ΤΜΑ375.
Επιπρόσθετο Υλικό
Στο αντικείμενο της Μικροηλεκτρονικής υπάρχουν πολλά και καλά ξενόγλωσσα βιβλία, τα περισσότερα από τα οποία υπάρχουν στην Βιβλιοθήκη της Πολυτεχνικής Σχολής. Ενδεικτικά αναφέρονται τα παρακάτω βιβλία:
- D. Neamen, “Semiconductor Physics And Devices”, McGraw-Hill Science, 2011
- S. M. Sze, “Physics of Semiconductor Devices”, Wiley-Interscience, 2006.
- D. Neamen, “Microelectronics Circuit Analysis and Design”, McGraw-Hill Science, 2009.
- B. Razavi, “Fundamentals of Microelectronics”, Wiley, 2008.
- A. S. Sedra and K. C. Smith , “Microelectronic Circuits”, Oxford University Press, 2007.
- M. H. Rashid, “Microelectronic Circuits: Analysis & Design”, CL-Engineering, 2010.
