|
ELE-2150 Integroitujen piirien perusteet, 4 op
|
Kati Kokko
Luentoajat ja -paikat | Kohderyhmä, jolle suositellaan | |
Toteutus 1 |
|
3.-n. vuosikurssi
Kandiopiskelijat Signaalinkäsittelyn ja tietoliikennetekniikan koulutusohjelma Sähkötekniikan koulutusohjelma Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta |
Hyväksytysti suoritetut harjoitustyö, tentti ja pakollisiksi merkityt verkkotehtävät.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan
-
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 (nand ja nor) toiminnan.
Sisältö | 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. |
Opintojakson suorittamiseksi kiitettävästi opiskelijan tulee hallita opintojakson ydinaines hyvin, sekä omata peruskäsitys täydentävästä tietämyksestä. Harjoitustyö arvioidaan hyväksytty/hylätty -periaatteella. Hyväksytty vastaa arvosanaa 3 tai enenmmän.
Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)
Tyyppi | Nimi | Tekijä | ISBN | URL | Painos,saatavuus... | Tenttimateriaali | Kieli |
Kirja | Digital Integrated Circuits | Rabaey, Jan E | 0-13-120764-4 | ISBN 0-13-120764-4, International edition, | Englanti | ||
Kirja | Fundamentals of Microystems Packaging | Tummala, Rao | 0-07-137169-9 | ISBN 0-07-137169-9 | Englanti | ||
Muu kirjallisuus | Digital Microelectronics | Haznedar | 0-8053-2821-1 | Englanti | |||
Muu kirjallisuus | Electronic Assembly Fabrication: Chips, Circuit Boards, Packages, and Components | Harper | Englanti | ||||
Muu kirjallisuus | Electronic Packaging: Design, Materials, Process, and Reliability | Lau | Englanti | ||||
Muu kirjallisuus | Tulevaisuuden elektroniikan pakkaus- ja komponenttitekniikat | Lenkkeri, et al. | (VTT:n julkaisu) | Suomi | |||
Muu verkkomateriaali | Esikatsottu materiaali web-linkkien kautta | Eri tekijöitä | Englanti |
Opintojakso | P/S | Selite |
ELE-1030 Elektroniikan perusteet III | Pakollinen |
Tietoa esitietovaatimuksista
Kurssi on johdatus mikroelektroniikkaan. Perustiedot elektroniikasta, kuten asiat elektroniikan peruskursseilta, tulee osata ja hallita.
Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
|
|
Kurssi on jaettu sisällöllisesti kahtia. Osuus 1 käsittelee sähköisen suunnittelun kannalta mikroelektroniikkaa ja osuus 2 on pakkaus- ja liitostekniikan perusasioita käsittelevä.
Kuvaus | Opetusmuodot | Toteutustapa | |
Toteutus 1 | Lukuvuosi 2009-2010 | Luennot Harjoitukset Harjoitustyöt |
Lähiopetus: 0 % Etäopetus: 20 % Itseopiskelu: 0 % |