Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    VLSI áramkörök fizikája

    A tantárgy angol neve: Physics of VLSI Circuits

    Adatlap utolsó módosítása: 2015. április 14.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    PhD
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIEED213 PhD 4/0/0/v 5 1/1
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Mizsei János, Elektronikus Eszközök Tanszéke
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Zólomy Imre

    Egyetemi tanár

    Elektronikus Eszközök Tsz

    Dr. Mizsei János

    Egyetemi tanár

    Elektronikus Eszközök Tsz

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Elektronika, Elektronikai technológia

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:

    Tematikaütközés miatt a tárgyat csak azok vehetik fel, akik korábban nem hallgatták a következő tárgyakat:

    -

    7. A tantárgy célkitűzése

    Az igen nagy bonyolultságú integrált áramkörök fejlesztésével és tervezésével kapcsolatban felmerülő félvezető fizikai problémák áttekintése mind az eszközök, mind a teljes áramkör vonatkozásában. A kis méretek következtében fellépő új jelenségek ismertetése. Az összetett rendszerek integrálásának fizikai korlátjaival kapcsolatos megfontolások áttekintése.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    Az integráció szükségszerűsége és eredménye, a mikroelektronika: áttekintés, a bonyolult rendszer fogalma.

    Az elektronika eszközeinek azon alapvető tulajdonságai, amelyek lehetővé teszik, illetve korlátozzák az információ feldolgozását (nemlinearitások, zaj jelenségek, a különféle eszközök összehasonlítása az előbbiek alapján).

    Az energia (feszültség) szerepe az információ tárolásában és továbbításában: a potenciálgödör, mint általános töltéstárolási (információ tárolási) lehetőség, a hőmérséklet szerepe, energiaszóródás, mint az információ feldolgozást kísérő jelenség.

    A méretcsökkentés fizikai és technológiai korlátjai: (elvi és gyakorlati korlátok), az IC gyártástechnika alapjai és az ezekhez kapcsolódó fizikai korlátok, karakterisztikus távolságok és időtartamok, kapcsolatuk a félvezető tulajdonságaival. Az arányos méretcsökkentés szabályai.

    Méretcsökkentés következményei MOS FET áramkörökben. Küszöb alatti szivárgás, rövid és keskenycsatornás effektusok, forró elektronok injekciója a MOS oxidba, tunneláramok fellépése az oxidon keresztül. Kvantumeffektusok a MOS inverziós rétegben. Parazita bipoláris működés. HMOS, DMOS, LDD konstrukciók. Az a-részecskék problémája DRAM-okban.

    Méretcsökkentés CMOS áramkörökben. A latchup jelensége és magyarázata a tirisztor analógia alapján, a jelenség kiküszöbölésére szolgáló konstrukciós módszerek.

    A heteroátmenetes bipoláris tranzisztor különböző formái (poliszilicium emitteres, SiGe vegyeskristályos, III-V alapú). Ezen tranzisztorok főbb tulajdonságai, előnyeik a hagyományos bipoláris tranzisztorhoz képest.

    Különleges, igen nagysebességü integrált áramkörök aktív elemei, a MESFET és a HEMT.

    A nagy integráltság és a kis jellemző méretek következtében fellépő különleges fizikai jelenségek (nagy áramsűrűség, térerő, hőáramsűrűség, erős termikus csatolás), kvantumjelenségek és az ezekhez kapcsolódó korlátok az IC technikában.

    Különleges logikák (fuzzy, többértékű) és fizikai reprezentációik, szupravezető logikák, magas hőmérsékletű szupravezetők.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    (előadás, gyakorlat, laboratórium):

    előadás

    10. Követelmények
    1. A szorgalmi időszakban:
    2. A félév folyamán egy zárthelyi legalább elégséges megírása az aláírás megszerzésének feltétele. A megszerzett aláírás továbbvihető.

      Az irodalom feldolgozásához angol nyelvismeret szükséges.

    3. A vizsgaidőszakban:
    4. A vizsga szóbeli.

    5. Elővizsga:

    Min. jó zh. esetén lehetséges elővizsgázni.

    11. Pótlási lehetőségek

    Eredménytelen zárthelyi esetén a szorgalmi időszakban egy alkalommal javításra lesz lehetőség. Vizsgaidőszakban a TVSz szerint lehet aláírást megszerezni

    12. Konzultációs lehetőségek

    Konzultálni az előadókkal történt személyes egyeztetés alapján lehetséges.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    VLSI technology

    S.M. Sze, (McGraw-Hill Comp., 1985)

    Physics of Semiconductor Devices

    S.M. Sze, (John Wiley & Sons, 1981)

    The Physics of VLSI Systems

    Robert W. Keyes, (Addison Wesl. 1987)

    Solid State Technology, Solid State Electronics folyóiratok friss számai

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

    (a tantárgyhoz tartozó tanulmányi idő körülbelüli felosztása a tanórák, továbbá a házi feladatok és a zárthelyik között (a felkészülésre, ill. a kidolgozásra átlagosan fordítandó/elvárható idők félévi munkaórában, kredit x 30 óra, pl. 5 kredit esetén 150 óra)):

     

    Kontakt óra

    60

    Félévközi készülés órákra

    30

    Felkészülés zárthelyire

    30

    Házi feladat elkészítése

     

    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

     

    ..

     

    Vizsgafelkészülés

    30

    Összesen

    150

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Zólomy Imre

    Egyetemi tanár

    Elektronikus Eszközök Tsz

    Dr. Mizsei János

    Egyetemi tanár

    Elektronikus Eszközök Tsz