A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

A tantárgy célkitűzése: A tantárgy legfontosabb célja egy analóg áramkörös szemlélet kialakítása, amelyhez a CMOS IC-k alapvető analóg áramköri technikája szolgáltatja az alapot. A hallgatók megtanulnak kapcsolási rajzot olvasni, a kapcsolási rajzból minimális kiegészítő információk alapján áramköri részletek (esetleg az egész áramkör) funkcióját identifikálni, munkaponti beállításokat megbecsülni. Ehhez meg kell ismerkedjenek az analóg CMOS alapáramkörök egyszerű közelítő, tájékoztató „kézi“ számítási módszereivel és azok korlátaival. Megtanulják, hogy a becsült adatokkal beállított áramkört hogyan lehet szimulációval „finomhangolni“, az elérhető optimális tulajdonságokat a szimulátor segítségével „lekérdezni“. Ennek érdekében kitérünk a szimulátorok képességeinek és lehetőségeinek a bemutatására és az aktív eszközök modellezési kérdéseire is.

1. előadás

A CMOS technológia áttekintése. Alkatrészkészlet. Problémák a mély szubmikron tartományban.

A tolerancia kocka. Paraméterszórás, DAP és TAP. Tervezés gyárthatóságra.

2. előadás

A MOS tranzisztorok karakterisztikái:

DC karakterisztikák, kisjelű helyettesítő képek és paraméterek áttekintése.

Egyszerű modellek tájékoztató kézi számításokhoz, ezek értékelése.

Számítógépi szimulációs modellek.

Szimulációs kérdések:

Analóg áramkörszimuláció elvi kérdései.

Modern MOS modellek, a paraméterek kinyerése mérésekkel.

Mixed-mode szimuláció.

3. előadás

Az alapvető erősítő kapcsolások rövid bemutatása.

Tipikus analóg részáramkörök:

             áramtükör, alapáramkör és javított változatok,

4. előadás

Az áramtükör, mint erősítők (aktív) munkaellenállása.

A közös gate-es kapcsolás speciális tulajdonságai.

5. előadás

            Kaszkód struktúrák.

Ellenütemű (push-pull) erősítők, az inverter mint erősítő.

6. előadás

Differenciál páros: erősítés, közös módus elnyomás (CMRR), DC működési tartomány.

A műveleti erősítő (OpAmp):

             áramköri felépítés és a működés alapjai,

             kivezérlési tartomány a bemeneten valamint a kimeneten (rail-to-rail).

7. előadás

OpAmp optimalizálási lehetőségei:

             nagy erősítés,

             nagy kimeneti áramterhelés,

             kis zaj,

             kis tápfeszültség,

             kis fogyasztás.

Szimmetrikus kimenet, közös módus beállítás.

8. előadás

OpAmp: Frekvenciafüggés, fázistartalék és kompenzálása.

Gyakorlati kérdések: a bemeneti offset és kompenzálása.

9. előadás

Műveleti erősítők precíziós visszacsatolt alkalmazásokban.

Termikus és layout kérdések.

Erősítő osztályok: hatásfok és torzítás.

10. előadás

Abszolút feszültségreferencia: Band-gap reference áramkör.

Szorzó és keverő áramkörök.

11. előadás

Mintavevő és tartó áramkörök.

Kapcsolt kapacitású erősítők.

12. előadás

Órajel-vezérelt analóg komparátor.

Becslés a komparálás sebességére.

13. előadás

Digitális vezérlésű áramgenerátor

Tápfeszültség ellátás: DC-DC konverterek.

14. alkalom

            ZH írás

Előadás, laboratóriumi bemutatók

A szorgalmi időszakban:

            A félév során egy db. zárthelyit íratunk az utolsó előtti oktatási héten, valamint egy számítás jellegű házi feladatot adunk ki a 7. héten. Ennek beadása a 13. héten esedékes.

Pótzh-t az utolsó oktatási héten, pót-pótzh-t a pótlási héten lehet írni.

A házifeladat pótlás jelleggel a pótlási héten beadható.

Az előadókkal történő személyes megbeszélés képezi a konzultáció alapját.

Gärtner Péter: Analóg áramkörtervezés a mikroelektronikában - Segédlet az előadások anyagához. EET belső jegyzet.