Основная цель курса дать практические знания в области современной микросхемотехники на базе быстродействующих твердотельных активных элементов, в том числе с использованием наногетероструктур. Подробно анализируется работа транзисторных ключей, цифровых и аналоговых преобразователей и генераторов.
Продолжительность курса 1 семестр

Содержание курса

Раздел 1. Краткий обзор развития микросхемотехники. Понятие дискретной и интегральной схемотехники. Влияние развития технологии интегральных микросхем на изменение конкретных схемотехнических решений, идеология проектирования микросхем.

Раздел 2. Транзисторный ключ как основа цифровой микросхемотехники. Общие вопросы ключевого режима работы твердотельных активных элементов. Характеристики ключевого режима и связь их с параметрами активных элементов. Методы анализа быстродействия транзисторных ключей. Метод заряда. Схемные решения транзисторных ключей. Быстродействующие транзисторные ключи.

Раздел 3. Формы представления логических функций. Достоинства и недостатки табличной и алгебраической форм. Способы перехода от табличной к алгебраической – совершенная дизъюнктивная нормальная форма, совершенная конъюнктивная нормальная форма. Минимизация логических функций с использованием основных положений алгебры логики и карт Карно.

Раздел 4. Аналоговая форма представления информации о протекающих процессах, в том числе для проведения технологических и диагностических операций. Первичные преобразователи информации – датчики. Вопросы согласования электрических датчиков (выходное сопротивление, частотная характеристика, мощность выходного сигнала) с входными параметрами микросхем. Достоинства и недостатки аналоговой формы представления информации. Цифровая форма представления информации, ее достоинства: удобство хранения, возможность обработки по любому алгоритму в реальном масштабе времени.

Раздел 5. Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП). Принцип действия ЦАП. ЦАП с резисторами «веса», его непригодность в микроэлектронном исполнении. ЦАП с резисторной матрицей. Независимость количества номиналов резисторов от разрядности
ЦАП. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Основные схемные решения АЦП. АЦП последовательных приближений: принцип действия, достоинства и недостатки, параметры, области применения. АЦП с двойным интегрированием: принцип действия, достоинства и недостатки, параметры, области применения. Применение ЦАП и АЦП в системах управления технологическими процессами в микро- и наноэлектронике.

Раздел 6. Проблемы управления технологическими процессами и при проведении контрольных и измерительных операций. Схемные решения управления временем проведения технологического процесса и его отдельными стадиями. Задатчики временных интервалов. Генераторы линейно изменяющихся напряжения (ГЛИН) и тока. Нелинейность выходного напряжения и точность временных интервалов. Принцип действия генераторов ЛИН. ГЛИН с токостабилизирующим элементом. ГЛИН с положительной и отрицательной связью.

Литература
1. Алексенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника. – М.: Радио и связь, 1990.
2. Басканов С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Высшая школа, 2000.
3. Быстров Ю.А., Мироненко И.Г. Электронные цепи и микросхемотехника. Учебник. – М.: Высшая школа, 2002.
4. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ-Петербург, 2001.
5. Сиберт У.М. Цепи, сигналы, системы. Ч. I, II/ Пер. с англ. – М.: Мир, 1990.
6. Бабич Н.П., Жуков И.А. Основы цифровой схемотехники. – М.: Издательский дом «Дод-эка», 2007.
7. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Цифровые устройства. – СПб.: Политехника, 1996.
8. Электроника: Справочная книга / Ю.А. Быстров, Я.М. Великсон, В.Д. Вогман и др.; Под ред. Ю.А. Быстрова – СПБ.: Энергоатомиздат, 1996.
9. Каяухас А.А. Основы радиоэлектроники. – М.: Высшая школа, 1988.
10. Хорвиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. (в 3-х томах) – М.: Мир, 1993.