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Integrationsgerechte Schaltungstechnik

Modulbezeichnung: Integrationsgerechte Schaltungstechnik
Modulbezeichnung (engl.): Integration-Compatible Circuitry
Studiengang: Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018
Code: E2610
SWS/Lehrform: 2V+2PA (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: 6
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Seminarvortrag (20%), Projektarbeit (80%)
Zuordnung zum Curriculum:
E2610 Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018, 6. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
E2105 Digitaltechnik
E2303 Elektronik 1
E2401 Elektronik 2
E2408 CAD in der Mikroelektronik


[letzte Änderung 18.07.2019]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Albrecht Kunz
Dozent: Prof. Dr. Albrecht Kunz

[letzte Änderung 10.09.2018]
Lernziele:
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sollen die Lernenden in der Lage sein, bei gegebenem Anforderungsprofil die Auswahl geeigneter Schaltkreisfamilien vorzunehmen und damit künftige Entwicklungsvorhaben erfolgreich zu bewältigen. Hierzu setzen sie im Vorfeld der technologischen Realisierung die Ergebnisse numerischer Simulationen (Spice Simulator) ein.
 
Die Studenten kennen die aktuell verwendeten mikroelektronischen Produktionsverfahren zur Herstellung von integrierten Halbleiterbauelementen und die dazugehörigen Schaltkreisfamilien.
 
Die Studierenden vergleichen die Performance der gebräuchlichen Schaltkreisfamilien hinsichtlich Verlustleistung, Gatterlaufzeit und Störspannungsabstand.
  
Sie verstehen die Unterschiede zwischen den unterschiedlichen Schaltkreisfamilien und schätzen unter Zuhilfenahme von numerisch erzeugten Simulationsergebnissen die Möglichkeiten und Grenzen hinsichtlich möglicher Anwendungsfälle ab.
 
Die Studierenden demonstrieren, wie sich am Beispiel eines gebräuchlichen Operationsverstärkers aus einfachen Grundschaltungen eine komplexere Analogschaltung zusammensetzen lässt.
 
Im Rahmen von mehreren Projektaufgaben erarbeiten sich die Studierenden in kleinen Teams Schaltungskonzepte bzw. simulieren ausgewählte Schaltungen mit Hilfe eines Spice Simulators. Die Ergebnisse der Projekte sollen anschließend gemeinsam diskutiert und ausgearbeitet werden.
  
Während des Seminarvortrags sollen die Studierenden die Ergebnisse aus den Projektarbeiten zielgerichtet und verständlich präsentieren, so dass Ihre Kommilitoninnen und Kommilitonen über die Themenstellungen der Projekte umfassend informiert werden.


[letzte Änderung 18.02.2019]
Inhalt:
1. Technologische Prozesse zur Schaltungsrealisierung
1.1 Trends in der Mikroelektronik, Materialien
1.2 Technologien zur Schaltungsintegration
 
2. Halbleiter-Schaltkreisfamilien
2.1 TTL-Technologie
2.2 Emitter gekoppelte Logik
2.3 NMOS / PMOS - Schaltungen
2.4 CMOS-Technologie (statische und dynamische Logik)
 
3.Elektronische Speicher
3.1 Typenübersicht
3.2 ROM, PROM, EPROM, EEPROM
3.3 SRAM, DRAM
 
4.Integrierte Analogschaltungen
4.1 Stromspiegel
4.2 Differenzverstärker
4.3 Aufbau und Entwurfsprinzipien von Operationsverstärkern
 
5. Simulation von Anwendungsbeispielen mittels LTspice

[letzte Änderung 18.02.2019]
Lehrmethoden/Medien:
Vorlagen und Aufgabenblätter in elektronischer Form, Präsentation mit Tafel und Beamer, Nutzung von Simulationswerkzeugen (LTspice), Seminarvorträge mit PowerPoint, Flipchart, Tafel.

[letzte Änderung 18.02.2019]
Literatur:
Baker, R. Jacob.: CMOS: Circuit Design, Layout, and Simulation, Wiley, 2010,
ISBN 978-0470881323
DeMassa, Thomas A.: Digital Integrated Circuits, John Wiley & Sons, 2008,
ISBN 978-0471108054
Ehrhardt, Dietmar: Integrierte analoge Schaltungstechnik: Technologie, Design, Simulation und Layout, 2000, ISBN 978-3528038601
Heinemann, Robert.: PSPICE, Hanser, 2011, ISBN 978-3446426092
Jaeger, Richard C.: Microelectronic Circuit Design, McGraw-Hill, 2010, ASIN B01FKSLDLQ
Ayers, John E. Digital Integrated Circuits, CRC Pr Inc, 2009, ISBN 978-1420069877
Razavi, Behzad: Fundamentals of Microelectronics, Wiley, 2011, ISBN 978-1118156322
Uyemura, John P.: CMOS Logic Circuit Design, Springer, 2013, ASIN B017V53ZLC


[letzte Änderung 18.02.2019]
[Fri May 29 08:22:19 CEST 2020, CKEY=e3E2610, BKEY=ei, CID=E2610, LANGUAGE=de, DATE=29.05.2020]