| Opintojaksot | |||||
| |Tutkinnot| | |Opintokokonaisuudet| | |Kaikki| | |Jatko| | |KV| | |
|
|
|
|||||||||||
ELE-2150 INTEGROITUJEN PIIRIEN PERUSTEET, 4 op
|
Opintojakson vastuuhenkilö
Jarmo Tanskanen
Opettajat
Sampsa Kuusiluoma
Luentoajat ja -paikat
Per I,II: Tiistai 10 - 12, SM221
Toteutuskerrat
| Periodi 1 | Periodi 2 | Periodi 3 | Periodi 4 | Periodi 5 | Kesä | |
| Luento | 2 h/vko | 2 h/vko | - | - | - | - |
| Harjoitus | 6 h/per | 6 h/per | - | - | - | - |
| Verkkotyöskentely | 1 h/vko | 1 h/vko | - | - | - | - |
| Harjoitustyö | 6 h/per | 6 h/per | - | - | - | - |
| Tentti | ||||||
Tavoitteet
Opiskelija tuntee integroitujen piirien tai komponentin sähköisen ja fyysisen rakenteen. Hän tietää ja ymmärtää kuinka puolijohdepiirejä valmistetaan piille. Opiskelija tietää integroitujen komponenttien sisäisen rakenteen ja ymmärtää kuinka se voi vaikuttaa komponenttien sähköiseen toimintaan. Hän tietää kuinka puolijohdesiru voidaan liittää pakkauksen sisällä. Opiskelija tuntee piirin pakkauksen tai kotelon perusliitostavat kytkentäalustalle. Hän osaa tarkasti pn-liitoksen ja MOS-transistorin toiminnan ja merkityksen puolijohdetekniikassa. Opiskelija osaa ja ymmärtää tarkasti staattisen CMOS-invertterin toiminnan ja tuntee CMOS-peruslogiikkaporttien toiminnan.
Sisältö
| Sisältöalue | Ydinaines | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | IC-mikropiirin suunnittelun abstraktiotasot,
IC-mikropiirin suunnitteluvuo, IC-mikropiirin suunnittelusäännöt DRC Digitaalisuunnittelun metriikka (fan-in, yield jne.) |
SPICE simulaattorin käyttö.
IC-mikropiirin SPICE simulointi + mallit. Digitaalisuunnittelun historiaa lyhyesti |
|
| 2. | MOS-transistorin piensignaalimalli,
MOS-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.
BJT-transistorin piensignaalimalli BJT-transistori ja layoutin vaikutus piensignaalimalliin, |
|
| 3. | IC-mikropiirin rakennemateriaalit pii-teknologiassa,
IC-mikropiirin valmistus yleisellä tasolla (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 harjoitustyö, tentti ja verkkotehtävät.
Opintojakson arviointikriteerit
| Osasuoritukset | Kiitettävä | Erittäin hyvä | Hyvä | Erittäin tyydyttävä | Tyydyttävä | Hylätty |
| Tentti | Syvällinen ymmärtäminen Tiedollinen: Erinomainen tiedollinen taso. Opiskelija tietää laajasti aiheeseen liittyvää käsitteistöä ja osaa kertoa siitä yksityiskohtaisesti. Taidollinen: Sujuvaa, tarkkaa ja selkeää kirjoittamista Ymmärtäminen: Opiskelija pystyy sijoittamaan uuden asian laajempaan yhteyteen. Osaa soveltaa oppimaansa uusissa tilanteissa ja yhteyksissä sekä arvioimaan omia ratkaisujaan. Oma ajattelu näkyy kautta linjan. | Asioiden välisten suhteiden ymmärtäminen Tiedollinen: Erittäin hyvä tiedollinen taso. Taidollinen: Hyvä ja tarkka tekninen merkintä ja kirjoittaminen Ymmärtäminen: Opiskelija on luonut opiskeltavasta asiasta yhtenäisen kokonaiskuvan ja osoittaa pystyvänsä soveltamaan oppimaansa tietoa. Hän kykenee tunnistamaan teoreettisen tiedon hyvät ja huonot sovellukset toisistaan. | Asioiden ymmärtäminen Tiedollinen: Hyvä tiedollinen taso Taidollinen: Kirjoittaminen ja merkitseminen selkeää. Hyvin vähän puutteita merkinnöissä. Ymmärtäminen: Opiskelija osoittaa ymmärtävänsä erillisiä asioita ja kykenee pohtimaan niitä. Hän ei vielä kykene muodostamaan täyttä kokonaiskuvaa eikä kykene täysin soveltamaan oppimaansa uutta tietoa. Olennaiset asiat ymmärretty lähes oikein. | Vähäinen ymmärtäminen Tiedollinen: Tyydyttävä tiedollinen taso Taidollinen: Vähäisiä puutteita merkinnöissä Ymmärtäminen: Opiskelija ymmärtää yksittäisiä opiskeltavia asioita, mutta lievien väärinkäsitysten takia ei kykene muodostamaan kokonaista selkeää käsitystä asiasta. Olennaisissa asioissa lieviä puutteita | Niukka ymmärtäminen, Tiedollinen: osoittaa osaavansa niukasti käsitteitä ja määritelmiä, osaa nimetä aihepiirin liittyviä asioita, Taidollinen: Olennaisia puutteita merkinnöissä ja epäselvää kirjoittamista Ymmärtäminen: osittaisia väärinkäsityksiä asioista, jotka estävät ymmärtämistä ja kokonaisuuden hahmottamista. Olennaisissa asioissa paljon puutteita | Ei riittävästi osaamista |
| Harjoitustehtävistä saatavat pisteet arvioidaan tentin kriteerien perusteella |
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 | ELE-1030 Elektroniikan perusteet III | 5 | Pakollinen |
Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen TTY Intranetiin)
Tietoa esitietovaatimuksista
Kurssi on johdatus mikroelektroniikkaan. Perustiedot elektroniikasta, kuten asiat elektroniikan peruskursseilta, tulee hallita.
Huomautuksia
Harjoituksilla voi saada 50-60% tenttipisteistä. Tarkemmat tiedot kurssin kotisivuilta lähempänä kurssin toteutusta. Tilaa kurssi itsellesi Moodle-sivujen kautta!
Tieto- ja viestintätekniikan (TVT) käyttö opetuksessa
- tiedottamisessa kotisivuilla, uutisryhmissä tai s-postilistoilla esim. ajankohtaiset asiat, aikataulut
- harjoitustöiden, materiaalin jne. jakelussa ja/tai palauttamisessa
- asioiden ja ilmiöiden havainnollistamisessa esim. animaatiot, demot, simulaatiot, videoleikkeet
- vuorovaikutuksessa ja keskusteluissa mm. verkkokeskustelut, chat
- tentissä tai osaamisen/oppimisen arvioinnissa
- opintojaksolla on käytössä oppimisalusta: Moodle
- Lähiopetuksen osuus: 55 %
- Etäopetuksen osuus: 10 %
- Opiskelijan itseopiskelun osuus: 35 %
Luennot ovat vapaaehtoiset, mutta erittäin suositeltavat. Perinteisen tyylin tentti tulee suorittaa. Kysymykset tentissä ovat ymmärtämistä testaavia. Opiskelija tekee bonusharjoituksia, pakollisen harjoitustyön ja pakollisia verkkotehtäviä.
| Opetusmuodot | Tuntia |
| Luennot | 27 |
| Harjoitukset | 18 |
| Harjoitustyöt | 12 |
| Tieto- ja viestintätekniikan käyttö | 20 |
| Oppimateriaali | Tuntia |
| Kirja: Rabaey | 17 |
| Kirja: Tummala | 18 |
| Vieraskielinen verkkomateriaali | 5 |
| Muu mitoitettu | Tuntia |
| Tentti/välikokeet | 3 |
| Kaikki yhteensä | 120 |
Opintojakson opetukseen ja oppimiseen liittyvät periaatteet ja lähtökohdat
Opintojaksoon liittyviä lisätietoja
Opintojakso toteutetaan nyt toisen kerran.
| Viimeksi muokattu | 25.08.2006 |
| Muokkaaja | Jarmo Tanskanen |