Rádiófrekvenciás integrált áramkörök tervezése és alkalmazása I.

A tantárgy angol neve: Design and application of RF ICs

Adatlap utolsó módosítása: 2012. május 30.

Tantárgy lejárati dátuma: 2013. január 31.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar
Villamosmérnöki szak

 

Mérnök informatikus szak

 

Szabadon választható tárgy
Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIEEJV45   4/0/0/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Zólomy Imre,
4. A tantárgy előadója
Dr. Zólomy Imre

 

egyetemi tanár

 

Elektronikus Eszközök

 

Benedek Zsolt

 

ipari szakértő

 

SZTAKI

 

Bognár György

 

egyetemi adjunktus

 

Elektronikus Eszközök TSz.

 

Katona József

 

ipari szakértő

 

Silicon Laboratories Hungary

 

Dr. Marozsák Tamás

 

egyetemi tanársegéd

 

Szélessávú Hirk. és Elm. Vill., Sil. Lab.

 

Dr. Zólomy Attila

 

egyetemi docens

 

Szélessávú Hirk. és Elm. Vill., Sil. Lab. 

 

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Elektronika

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVIEEAV45") )

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:

Tematikaütközés miatt a tárgyat csak azok vehetik fel, akik korábban nem hallgatták a következő tárgyakat: VIEEAV45 Rádiofrekvenciás integrált áramkörök tervezése és alkalmazása I.

7. A tantárgy célkitűzése A mikroelektronika rohamos fejlődésével együtt járt az integrált áramkörök sebességének fejlődése. Ez lehetővé tette integrált áramkörök kifejlesztését és alkalmazását a rádiófrekvenciás technika területére. A tárgy célja a rádiófrekvenciás áramkörök bemutatása és tervezésének ismertetése, végül ezek alkalmazásának leírása is a különböző rádiofrekvenciás rendszerekben.

 

8. A tantárgy részletes tematikája

Zajok

 

1. hét.

Zajok fizikai forrásai, ellenállászaj, sörétzaj, árameloszlási zaj, rekombinációs zaj, flicker (villódzási) zaj. Ekvivalens zajgenerátorok, zajforrások összegezése, zajkorrelációk. Zajtényező, zajhőmérséklet.

 

Rádiófrekvenciás integrált áramkörök alkatrészei

 

2. hét

Aktív eszközök: Dióda nagyfrekvenciás működése. Keverődióda, Schottky dióda.

3. hét

PIN dióda. MOS FET, bipoláris tranzisztor, heteroátmenetes tranzisztor nagyfrekvenciás működése és kisjelű modellei. Különleges nagyfrekvenciás tranzisztorok:

4. hét

MESFET és HEMT. Működési alapelv, I-U karakterisztikák, nagyfrekvenciás viselkedés, határfrekvenciák. Eszközmodellek, zajtulajdonságok.

Passzív integrált áramköri elemek: integrált kapacitás, ellenállás, induktivitás, transzformátor. Felépítés, működése, karakterisztikák, nagyfrekvenciás modellek

 

Áramköri technológiák

 

5. hét

 

CMOS, BiCMOS, SiGe, III-V vegyületfélvezetős technológiák (GaAs, GaAlAs, InP, SiC, GaN)

 

CMOS áramkörök speciális problémái

 

6. hét

ESD védelem és RF problémái, latch-up

 

Alapáramkörök:

7. hét

bandgap referencia,

ptat áram, áramtükör,

differenciálerősítő,

8. hét

D/A(benne delta-sigma)

A/D

Keverő áramkörök (Gilbert cella, passzív keverő)

Kristályoszcillátorok

 

Nagyfrekvenciás méréstechnika:

 

9. hét

Spectrum analizis

S paramétermérés

Zajmérés

Mérésautomatizálás

 

Eszközmodellek paramétereinek meghatározása DC, kis és nagyfrekvenciás mérésekből

 

10. hét

 

·        Bipoláris modellek (Gummel-Poon és VBIC részletesebben, Philips MEXTRAM és HICUM érintőlegesen)

·        MOS tranzisztormodellek közül a BSIM3 ismertetése, illetve a miniatürizálás miatt fellépő új hatások bemutatása a BSIM4-ben

11. hét

·        A tárgyalt modellek helyettesítő képének elemzése, majd a működést leíró egyenletek áttekintése, modellparaméterek csoportosítása

·        Módszerek ismertetése a paraméterek meghatározására (DC és RF mérések + optimalizáció)

 

Modern CAD rendszerek

 

12. hét

·        Tervezési módszerek (top-down, bottom-up)

·        RF tervezést segítő rendszerek a különböző absztrakciós szinteken

 

Nagyfrekvenciás működést befolyásoló hatások

 

13. hét

·        Layout okozta paraziták, csatolások

·        Tokozásból adódó paraziták

·        Nyomtatott áramkörök parazitái

 

ECL osztó tervezése (gyakorlat)

 

14. hét

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

Előadás, melyeken példákat is bemutatunk.

10. Követelmények

a.       A szorgalmi időszakban: a tárgyból 1 nagy zárthelyi dolgozatot iratunk. Az aláírás megszerzésének és a vizsgára bocsátás feltétele a zh legalább elégséges szintű teljesítése.

b.       A vizsgaidőszakban: Írásbeli vizsga

c.              Elővizsga: Van

11. Pótlási lehetőségek

            A zh pótlására a szemeszter végén egyszeri lehetőséget biztosítunk. Pót-pót zh a pótlási héten írható.

12. Konzultációs lehetőségek

            Vizsgák előtti napon, valamint az előadókkal való egyeztetés alapján.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

S.M. Sze:High-Speed Semiconductor Devices, Wiley-Interscience Publication, 1990, ISBN

0-471-62307-5

 

B. Razotti: RF Microelectronics, Prentice Hall, 1998, ISBN 0-13-887571-5

. 

Alan B. Grenebe: Bipolar and MOS Analog Integrated Circuit Design, John Wiley & Sons,

 

New York 1983, ISBN 0-471-08529-4

 

 

 

Zhong Yuan Chang, Willy M.C. Sansen: Low-Noise Wide-Band Amplifiers in Bipolar and CMOS Technologies  Kluwer Academic Publishers, London 1991, ISBN 0-7923-9096-2

 

Ezen kívül aktuális cikkek, konferenciaanyagok és az internet-en elérhető anyagok

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra56
Félévközi készülés órákra20
Felkészülés zárthelyire 
Házi feladat elkészítése 
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása20
Vizsgafelkészülés24
Összesen120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
Dr. Zólomy Imre

 

egyetemi tanár

 

Elektronikus Eszközök Tsz

 

Dr. Zólomy Attila

 

egyetemi docens

 

Nagysebességű Hirközlés és Villamosságtan Tsz

 

Katona József

 

Ipari szakértő

 

Silicon Laboratories