Το μάθημα εστιάζει στην τεχνολογία VLSI και τη σχεδίαση αναλογικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, με κύριους στόχους:

• την εξοικείωση με τις μεθοδολογίες ανάλυσης και σχεδίασης αναλογικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων CMOS
• την κατανόηση θεμελιωδών αναλογικών βαθμίδων (π.χ. ενισχυτών) και τη σχεδίαση, με αυτές, πολυπλοκότερων αναλογικών συστημάτων

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα:

• γνωρίζει τα βασικά μοντέλα που περιγράφουν τη λειτουργία των διατάξεων MOS, και θα μπορεί να τα αξιοποιεί για την ανάλυση και σχεδίαση αναλογικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων
• μπορεί να αναλύει και να σχεδιάζει κυκλώματα ενισχυτών μιας βαθμίδας και διαφορικών ενισχυτών, τα οποία να ανταποκρίνονται σε συγκεκριμένες προδιαγραφές επιδόσεων
• μπορεί να σχεδιάζει εφαρμογές καθρεπτών ρεύματος (π.χ. για την πόλωση αναλογικών κυκλωμάτων)
• κατανοεί την απόκριση των αναλογικών κυκλωμάτων σε διαφορετικές τιμές συχνότητας εισόδου, προκειμένου να σχεδιάζει κυκλώματα της επιθυμητής συχνοτικής απόκρισης
• σχεδιάζει κυκλώματα παραγωγής τάσεων αναφοράς, όπως και κυκλώματα με διακοπτόμενους πυκνωτές
• κατανοεί τους περιορισμούς που επιβάλλονται από φαινόμενα μη γραμμικότητας, ανομοιομορφίας (mismatch) και μικρού μήκους καναλιού των MOSFET, και θα γνωρίζει τους τρόπους αντιμετώπισής τους

• Αυτόνομη εργασία
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Σύντομη περιγραφή

• Βασικά μοντέλα των διατάξεων MOS
• Ενισχυτές μιας βαθμίδας
• ∆ιαφορικό ζεύγος, διαφορικοί ενισχυτές με MOS
• Καθρέπτες ρεύματος
• Απόκριση κατά συχνότητα
• Ανάδραση
• Τελεστικοί ενισχυτές
• Ευστάθεια και αντιστάθμιση συχνότητας
• Παραγωγή τάσεων αναφοράς
• Κυκλώματα διακοπτόμενων πυκνωτών
• Μη γραμμικότητα και mismatch
• Φαινόμενα μικρού μήκους καναλιού των MOSFET και αντίστοιχα μοντέλα
• Αρχές ελέγχου ορθής λειτουργίας αναλογικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων

Θεματικές ενότητες ανά εβδομάδα

1. Εισαγωγή, προαπαιτούμενες γνώσεις
2. Βασικά μοντέλα των διατάξεων MOS
3. Ενισχυτές μιας βαθμίδας
4. ∆ιαφορικό ζεύγος, διαφορικοί ενισχυτές με MOS
5. Καθρέπτες - πηγές ρεύματος
6. Απόκριση κατά συχνότητα
7. Ανάδραση
8. Τελεστικοί ενισχυτές
9. Ευστάθεια και αντιστάθμιση συχνότητας
10. Παραγωγή τάσεων αναφοράς, κυκλώματα διακοπτόμενων πυκνωτών
11. Μη γραμμικότητα και mismatch, φαινόμενα μικρού μήκους καναλιού των MOSFET και αντίστοιχα μοντέλα
12. Αρχές ελέγχου ορθής λειτουργίας αναλογικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων
13. Ανακεφαλαίωση

Η γλώσσα αξιολόγησης είναι η ελληνική, με την εξαίρεση των εισερχόμενων φοιτητών Erasmus οι οποίοι αξιολογούνται στην αγγλική. Το μάθημα αξιολογείται με τη διεξαγωγή γραπτής τελικής εξέτασης διάρκειας 2-3 ωρών, και πιθανή διαδικασία διαρκούς αξιολόγησης (η οποία περιλαμβάνει γραπτή εξέταση προόδου στο μέσο, περίπου, του εξαμήνου), κατά την κρίση του διδάσκοντα. Η συνεισφορά της διαδικασίας διαρκούς αξιολόγησης στον τελικό βαθμό δεν πρέπει να υπερβαίνει το 25%.

Προβλέπεται, επίσης, προαιρετική εργαστηριακή εξάσκηση που συνεισφέρει προσθετικά στον τελικό βαθμό μέχρι ποσοστού 15%, και η οποία αξιολογείται μέσω τελικής πρακτικής εξέτασης.

Οι γραπτές εξετάσεις (τελική ή ενδιάμεσες) μπορούν να περιλαμβάνουν συνδυασμό ερωτήσεων πολλαπλής επιλογής, ερωτήσεις σύντομης ανάπτυξης, και προβλήματα προς επίλυση. Για τις περιπτώσεις σπουδαστών με αποδεδειγμένη μαθησιακή δυσκολία (π.χ. δυσλεξία) η γραπτή εξέταση συνοδεύεται από σύντομη προφορική εξέταση στα ίδια θέματα με εκείνα της γραπτής εξέτασης.

Τα κριτήρια αξιολόγησης είναι ρητά προσδιορισμένα, και αναρτώνται σε ηλεκτρονική μορφή στην πλατφόρμα ασύγχρονης τηλεκπαίδευσης (eclass), στην αρχή του εξαμήνου.

1.    Behzad Razavi, Σχεδίαση αναλογικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων CMOS, εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2019 (κωδικός στον Εύδοξο: 86055862)
2.    Behzad Razavi, Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGraw-Hill (κωδικός στον Εύδοξο: 12564968)
3.    Gray, Hurst, Lewis, Meyer, Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, Wiley (κωδικός στον Εύδοξο: 13592)
4.    K. Laker, W. Sansen, Design of Analog Integrated Circuits and Systems, McGraw-Hill
5.    R.J. Baker, H.W. Li, D.E. Boyce, CMOS Circuit Design, Layout, and Simulation, IEEE Press

https://eclass.uop.gr/courses/187