Opinto-opas 2005-2006

ELE-2150 INTEGROITUJEN PIIRIEN PERUSTEET, 4 op
Basics of Integrated Circuits

Opintojakson vastuuhenkilö
Jarmo Tanskanen

Opettajat
Jarmo Tanskanen, erikoistutkija, jarmo.tanskanen@tut.fi, puh. 3386, SM222; Kati Kokko, tutkija, kati.kokko@tut.fi, puh. 3379, SM310

Luentoajat ja -paikat
Per I: Keskiviikko 9 - 11, S2
Per I: Torstai 10 - 12, S2

Toteutuskerrat
Toteutus 1
  Periodi 1 Periodi 2 Periodi 3 Periodi 4 Periodi 5 Kesä Opetuskieli
Luento 4 h/vko - - - - - Vain suomeksi
Harjoitus - 2 h/vko - - - - Vain suomeksi
Harjoitustyö 5 h/per+ 5 h/per - - - - Vain suomeksi
Tentti   Vain suomeksi
(Lukuvuoden 2005-2006 aikataulu)

Tavoitteet
Kurssilla opiskellaan integroitujen elektronisten piirien perusteita. Integroiduissa piireissä voi olla hyvinkin monimutkaisia kytkentöjä mm. prosessoreita ja puolijohdemuisteja. Tavoitteena on perehdyttää opiskelija tuntemaan, mitä ovat integroidut elektroniset komponentit ja kuinka ne ovat rakentuneet. Integroitujen piirien, analogisten ja/tai digitaalisten, suunnittelua, pakkaamista ja tarkempaa läpikäymistä jatketaan ammattiainekursseilla mm. integroidut digitaalipiirit ja mikroelektroniikan pakkaustekniikka.

Sisältö
Sisältöalue Ydinaines Täydentävä tietämys Erityistietämys
1. IC-mikropiirin suunnittelun abstraktiotasot,
IC-mikropiirin suunnitteluvuo,
IC-mikropiirin suunnittelusäännöt DRC,
IC-mikropiirin SPICE simulointi + mallit. 		 SPICE simulaattorin käyttö.    
2. CMOS- ja BJT-transistorien piensignaalimallit,
CMOS-transistori ja layoutin vaikutus piensignaalimalliin,
BJT-transistori ja layoutin vaikutus piensignaalimalliin,
CMOS-invertterin toteutus ja toiminta,
NAND ja NOR CMOS-toteutus ja toiminta,
ASIC, FPGA, VHDL:llä suunnittelu, johdatus aiheeseen. 		 Mikropiirin suunnitteluohjelmistot.    
3. IC-mikropiirin rakennemateriaalit pii-teknologiassa,
IC-mikropiirin valmistus (kiekon valmistus, prosessointi, fotolitografia).
Yleisimmät piirien luotettavuustestaustavat. 		 Muut käytössä olevat puolijohteet.
Yksittäiskiteen valmistusmenetelmät.
Kiekkotason testaaminen. 		   
4. Pakkauksen hierarkiatasot.
Sirun tie kiekolta koteloon (kiekon sahaus, sirun liittäminen koteloon, kotelon sulkeminen).
Pakkaus- ja kotelotyypit.
Fotolitografia-asiat seikkaperäisesti ottaen huomioon myös piirilevyn valmistus. 		 Pakkaamisessa käytetyt materiaalit.
Liittämistekniikat.
Piirilevyn rakenne. 		 Piirilevyn valmistus. 
5. Lämmönhallinta pakkauksessa.
Kotelon ja pakkauksen aiheuttamat rajoitukset suunnittelulle.
Pakkaukselle asetetut vaatimukset eri sovelluskohteissa (kulutuselektroniikka, kommunikaatiotekniikka, autoteollisuus, lääketieteellinen tekniikka). 		 Lämmönhallintaan liittyvät laskut.
Pakkauksen parasiittiset komponentit. 		 Jäähdytysrivan mitoittaminen. 

Suoritusvaatimukset
Hyväksytysti suoritetut pakollinen harjoitustyö ja tentti.

Opintojakson arviointikriteerit
Opintojakson suorittamiseksi kiitettävästi opiskelijan tulee hallita opintojakson ydinaines hyvin, sekä omata peruskäsitys täydentävästä tietämyksestä. Harjoitustyö arvostellaan hyväksytty/hylätty -periaatteella.

  • Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)

    • Oppimateriaali
    Tyyppi Nimi Tekijä ISBN URL,painos,saatavuus... Tenttimateriaali Kieli
    Kirja Fundamentals of Microystems Packaging Tummala, Rao 0-07-137169-9 ISBN 0-07-137169-9 Kyllä  Englanti 
    Kirja Digital Integrated Circuits Rabaey, Jan E 0-13-120764-4 ISBN 0-13-120764-4, International edition, Kyllä  Englanti 
    Muu verkkomateriaali Esikatsottu materiaali web-linkkien kautta Eri tekijöitä     Kyllä  Englanti 
    Muu kirjallisuus Electronic Packaging: Design, Materials, Process, and Reliability Lau     Ei ole  Englanti 
    Muu kirjallisuus Tulevaisuuden elektroniikan pakkaus- ja komponenttitekniikat Lenkkeri, et al.:   (VTT:n julkaisu) Ei ole  Suomi 
    Muu kirjallisuus Electronic Assembly Fabrication: Chips, Circuit Boards, Packages, and Components Harper     Ei ole  Englanti 
    Muu kirjallisuus Digital Microelectronics Haznedar 0-8053-2821-1   Ei ole  Englanti 

    Esitiedot
    Tunnus Nimi OP P/S
    ELE-1030 Elektroniikan perusteet III 5 Pakollinen

    Tietoa esitietovaatimuksista
    Kurssi on johdatus mikroelektroniikkaan. Perustiedot elektroniikasta, kuten asiat elektroniikan peruskursseilta, tulee hallita.

    Huomautuksia
    Tilaa kurssin Moodle-sivut kotisivulinkin kautta! Harjoituksilla voi saada 50-60% tenttipisteistä. Tarkemmat tiedot kurssin kotisivuilta lähempänä kurssin toteutusta.

  • Opintojakson osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan.

    • Opintojakson kotisivu

    Viimeksi muokattu 09.09.2005
    MuokkaajaJarmo Tanskanen