Disciplina Curricular
Microeletrónica Micro
Mestrado Bolonha em Engenharia Aeroespacial - MEAer 2021
Contextos
Grupo: MEAer 2021 > 2º Ciclo > Área Principal > Especializações > Especialização Principal - Aviónica > Especialização Secundária - Aviónica > Eletrónica e Telecomunicações
Período:
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Pré-requisitos
Conhecimento básico de grandezas elétricas: Lei de Ohm e leis de Kirchhoff (dos nós e das malhas). Modelos, de primeira ordem, dos transístores MOS para o funcionamento nas zonas de corte, tríodo e saturação.
Objectivos
No final da unidade curricular, os alunos serão capazes de: - Compreender a tecnologia CMOS: passos de fabrico, dispositivos possíveis de implementar, parasitas e opções de encapsulamento. - Identificar a função de cada transístor MOS em circuitos básicos digitais e mistos: interruptor, fonte de corrente constante, transimpedância, transcondutância, limitador de tensão (incluindo cascode) e diodo. - Identificar os parasitas mais relevantes em cada dispositivo de circuitos digitais, mistos ou de entrada/saída (IOs). - Projetar, no nível de esquema eléctrico e de desenho de máscaras (layout), células digitais e circuitos analógicos simples: espelhos de corrente, pares diferenciais, geradores de tensões e correntes de referência e osciladores em anel.
Programa
1. Introdução: projeto de sistemas discretos versus System-on-Chip. 2. Fluxo de projeto de circuitos analógicos e digitais em microeletrónica: informação tecnológica, ferramentas para CAD e metodologia de projeto. 3. Tecnologia de fabrico CMOS: passos do processo de fabrico, dispositivos concretizáveis, parasitas e modelos, proteção ESD, padring, encapsulamento. 4. Projeto de circuitos digitais: células digitais básicas e complexas. 5. Projeto de circuitos analógicos: projeto de fontes de corrente e de tensão de referência, par diferencial, amplificadores diferenciais, comparadores, DLLs e PLLs, modo inativo (power down).
Metodologia de avaliação
50% de avaliação continua/50% de avaliação não continua
Componente de Competências Transversais
Os grupos de laboratório são compostos por 3 alunos. É encorajada a interacção e entreajuda dentro do grupo e entre grupos. Quando um grupo mostra dificuldade num processo, um outro grupo que tenha ultrapassado o ponto respectivo é convidado a prestar auxílio aos colegas. A percentagem de avaliação associada a essas competências deverá ser da ordem dos 10%.
Componente Laboratorial
Os grupos de laboratório são formados por três alunos. A componente laboratorial começa com um tutorial (3h). Este tutorial guia os alunos através do fluxo de projeto de circuitos mistos usando o virtuoso para edição dos esquemas eléctricos e projeto de máscaras (layout). Esta ferramenta está disponível através do programa Europractice. O tutorial não é avaliado. Após o tutorial há dois trabalhos de laboratório agendados. O primeiro (9h) foca-se no modo de funcionamento dos transístores MOS na saturação, usando espelhos de corrente como exemplo. O segundo trabalho de laboratório (9h) consiste na simulação de um amplificador folded cascode, medindo a margem de saturação dos transístores, a margem de fase, PSRR, e completando o layout.
Componente de Programação e Computação
É usado o software da Cadence virtuoso schematic and layout editor, bem como a ferramenta de validação (DRC e LVS) assura. Para simulação ao nível de transístor é usado o simulador spectre.
Princípios Éticos
Todos os membros de um grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.