2006/2007 FEUP/DEEC 4º/LEEC-3º/MIEEC Vítor Grade Tavares Aula 1: Apresentação Sumário: Objectivos da disciplina. Conteúdo programático. Bibliografia. Funcionamento da disciplina. Processo de avaliação. Tempo de trabalho semanal previsto (ECTS). 2 1
Objectivos Projecto e desenho de circuitos integrados (CI) CMOS. Dimensionamento de células analógicas (linear e nãolinear) e digitais. Simulação eléctrica. Desenho estrutural (layout) e simulação post-layout. Módulos Electrónicos. Realização de filtros: Activos e passivos. Tempo contínuo e discreto. Conversores A/D e D/A 3 Conteúdo Vocação para o projecto e dimensionamento. Duas grandes divisões: Projecto e dimensionamento de CI CMOS ao nível do dispositivo (transístor) e componente (OTA, fontes de referência...). Projecto e dimensionamento de alguns módulos electrónicos. Na estrutura lógica do desenho de um circuito integrado iremos estudar: Fluxo de projecto. Processo de fabrico. Desenho estrutural e regras de desenho (DRC). Modelos eléctricos do MOSFET. 4 2
Conteúdo (cont.) Circuitos digitais. Componentes Lógica estática e dinâmica. Projecto, dimensionamento e desenho estrutural de circuitos lógicos (layout). Células analógicas lineares. Fontes de referência de tensão e corrente. Amplificadores de sinal (sinais simples ou diferenciais). Projecto, dimensionamento e desenho estrutural de amplificadores (layout). 5 Conteúdo (cont.) Células analógicas não-lineares. Comparadores. Circuitos translineares. Filtros. Funções de aproximação: Butterworth, Chebychev, Bessel, Elípticos. Síntese de filtros: Passivos RLC. Módulos Activos, MOSFET-C, GM-C. De tempo discreto: Condensadores comutados. 6 3
Conteúdo (cont.) Conversores A/D e D/A Condicionamento de sinal. Caracterização e figuras de mérito. Diferentes arquitecturas. 7 Bibliografia Sedra, Adel S.; Microelectronic circuits. ISBN: 0-19-5116909 Johns, David; Analog integrated circuit design. ISBN: 0-471-14448-7 Baker, R. Jacob; CMOS circuit design, layout, and simulation ISBN: 0-7803-3416-7 Slides das aulas Monografias 8 4
Funcionamento da Disciplina Disciplina de avaliação distribuída com exame final. 2h semanais de aulas teóricas (1h+1h). 2h semanais de práticas. 2h dedicadas para consulta fora das aulas. Quartas-feiras 14h00-16h00. Fora deste horário convém enviar e-mail para confirmar que há disponibilidade do docente no momento (vgt@fe.up.pt). 9 Funcionamento da Disciplina (cont.) Aulas teóricas: De exposição, com alguma resolução de problemas. O nível de aprofundamento será dimensionado para permitir um aprofundamento posterior, em autoestudo, adequado. Exige-se, portanto, algum esforço extra por parte do aluno para complementar as aulas. Proposta semanal, ou bissemanal, de um conjunto de exercícios referentes a conteúdos leccionados no período correspondente. 10 5
Funcionamento da Disciplina (cont.) Aulas práticas: Trabalhos em grupo ( 2) Cinco trabalhos práticos com guião. Projecto e dimensionamento de um inversor lógico Introdução à simulação SPICE. Desenho Estrutural do Inversor Introdução ao desenho de layouts em CAD. Em perspectiva: projecto, dimensionamento, simulação e desenho estrutural de células analógicas Trabalho em equipa (turma) de um CI completo. Dimensionamento e simulação de um filtro de condensadores comutados. 11 Funcionamento da Disciplina (cont.) Aulas práticas (cont.): Apresentação Oral do trabalho desenvolvido no desenho do CI. A eventual resolução de alguns exercícios exemplo para sedimentar conteúdos teóricos. Resolução individual de alguns dos exercícios propostos nas aulas teóricas. Os trabalhos práticos serão relatados num caderno de registos. 12 6
Avaliação 40% do exame final + 60% da componente de avaliação contínua. O exame final será composto por duas componentes. Uma componente eminentemente teórica para responder sem consulta durante ½ hora. Uma componente prática para responder em 2 horas com consulta. Permite-se a consulta de livros, apontamentos, notas e material didáctico desenvolvido durante o semestre. Permite-se o uso de máquina de calcular, mas estão definitivamente excluídas as consultas aos vossos colegas e aos meus. 13 Avaliação (cont.) A componente de avaliação contínua é subdividida em: 40% para a resolução individual de exercícios propostos na aula teórica. Para estes exercícios não são permitidas calculadoras alfanuméricas. Seremos inflexíveis e totalmente insensíveis neste aspecto. 60% para o desempenho nos trabalhos práticos. A ter em conta: Desempenho e interesse demonstrado durante as aulas presenciais. Ritmo e evolução do trabalho durante a aula e entre aulas. Assiduidade e pontualidade. Qualidade do caderno de registos. Apresentação oral do trabalho desenvolvido. Cuidado com o limite de faltas. ¼ das aulas => chumbar. 14 7
Avaliação (cont.) Para obter aprovação na disciplina de E3 necessita: Obter uma frequência com o mínimo de 8 valores na média ponderada da avaliação distribuída. 9,5 valores na média ponderada do exame com a avaliação distribuída. 6,5 valores mínimo no exame. Os alunos que já possuam frequência em anos anteriores, tendo obtido pelo menos 8 valores, não necessitam de frequentar novamente a componente distribuída. A nota obtida será mantida no corrente ano lectivo. 15 Trabalho previsto (ECTS) 4 horas semanais de contacto directo (14 semanas) = 56 horas. 6 horas semanais para auto-estudo, desenvolvimento de trabalhos e preparação de aulas (14 semanas) = 84 horas. 17,5 horas na preparação para o exame final. 2,5 horas de exame. Total: 160 horas 6 Créditos. 16 8