Generuj PDF tej strony

Nazwa modułu:
Rok akademicki:
Wydział:
Kierunek:
Układy elektroniki analogowej 1
2016/2017
Kod: EME-1-302-s
Punkty ECTS:
7
Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
Mikroelektronika w technice i medycynie
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Język wykładowy: Polski
Specjalność:
Forma i tryb studiów:
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Semestr: 3
Strona www:
Osoba odpowiedzialna:
Gryboś Paweł ([email protected])
Osoby prowadzące: Gryboś Paweł ([email protected])
KMON Piotr ([email protected])
Kłeczek Rafał ([email protected])
Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM
Student, który zaliczył moduł
zajęć wie/umie/potrafi
Powiązania z EKK
Sposób weryfikacji efektów
kształcenia (forma zaliczeń)
M_W001
scharakteryzować
podstawowe konfiguracje
jednostopniowych
wzmacniaczy opartych o
tranzystory bipolarne i MOS
scharakteryzować parametry
źródeł napięcia i źródeł
prądowych
ME1A_W13, ME1A_W17,
ME1A_W25
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych, Wykonanie
ćwiczeń, Kolokwium, Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W002
opisać odpowiedź
częstotliwościową
podstawowych wzmacniaczy
ME1A_W13, ME1A_W17,
ME1A_W25
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych, Wykonanie
ćwiczeń, Kolokwium, Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W003
narysować schemat ideowy
wzmacniacza różnicowego,
źródła prądowego,
referencyjnego źródła
napięciowego
ME1A_U01,
ME1A_U07,
ME1A_U13,
ME1A_U17,
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych, Wykonanie
ćwiczeń, Kolokwium, Egzamin,
Aktywność na zajęciach
Wiedza
ME1A_U06,
ME1A_U10,
ME1A_U16,
ME1A_U24
Umiejętności
1/6
Karta modułu - Układy elektroniki analogowej 1
M_U001
opisać odpowiedź
częstotliwościową stopni CE i
CS oraz CB i CG, kaskod,
wzmacniacz róznicowego
ME1A_U01,
ME1A_U07,
ME1A_U13,
ME1A_U17,
ME1A_U06,
ME1A_U10,
ME1A_U16,
ME1A_U24
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych, Wykonanie
ćwiczeń, Kolokwium, Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_U002
oszacować podstawowe
parametry jednostopniowych
wzmacniaczy
tranzystorowych,
oszacować punkt pracy
wzmacniaczy
jednotranzystorowych
ME1A_U01,
ME1A_U07,
ME1A_U13,
ME1A_U17,
ME1A_U06,
ME1A_U10,
ME1A_U16,
ME1A_U24
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych, Wykonanie
ćwiczeń, Udział w dyskusji,
Kolokwium, Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_U003
sklasyfikować jednostopniowe
wzmacniacze tranzystorowe w
kontekście ich wzmocnienia,
rezystancji
wejściowej/wyjściowej,
odpowiedzi częstotliwościowej
ME1A_W13, ME1A_W17,
ME1A_W25
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych, Wykonanie
ćwiczeń, Kolokwium, Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_U004
policzyć zera i bieguny
podanego układu
elektronicznego, policzyć
transmitancję podanego
układu elektronicznego
ME1A_U01,
ME1A_U07,
ME1A_U13,
ME1A_U17,
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych, Wykonanie
ćwiczeń, Kolokwium, Egzamin,
Aktywność na zajęciach
ME1A_U06,
ME1A_U10,
ME1A_U16,
ME1A_U24
Kompetencje społeczne
M_K001
pracować w zespole, ma
świadomość
odpowiedzialności za pracę
własną i zespołu, a także
jest gotowy podporządkować
się zasadom pracy
zespołowej.
ME1A_U01, ME1A_U02,
ME1A_U03
Zaliczenie laboratorium
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Konwersatori
um
Zajęcia
seminaryjne
Zajęcia
praktyczne
Zajęcia
terenowe
Zajęcia
warsztatowe
scharakteryzować
podstawowe konfiguracje
jednostopniowych
wzmacniaczy opartych o
tranzystory bipolarne i MOS
scharakteryzować parametry
źródeł napięcia i źródeł
prądowych
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
M_W002
opisać odpowiedź
częstotliwościową
podstawowych wzmacniaczy
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
E-learning
Ćwiczenia
projektowe
M_W001
Inne
Ćwiczenia
laboratoryjne
Forma zajęć
Ćwiczenia
audytoryjne
Student, który zaliczył moduł
zajęć wie/umie/potrafi
Wykład
Kod EKM
Wiedza
2/6
Karta modułu - Układy elektroniki analogowej 1
M_W003
narysować schemat ideowy
wzmacniacza różnicowego,
źródła prądowego,
referencyjnego źródła
napięciowego
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U001
opisać odpowiedź
częstotliwościową stopni CE i
CS oraz CB i CG, kaskod,
wzmacniacz róznicowego
-
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U002
oszacować podstawowe
parametry jednostopniowych
wzmacniaczy
tranzystorowych,
oszacować punkt pracy
wzmacniaczy
jednotranzystorowych
-
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U003
sklasyfikować jednostopniowe
wzmacniacze tranzystorowe
w kontekście ich
wzmocnienia, rezystancji
wejściowej/wyjściowej,
odpowiedzi częstotliwościowej
-
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
M_U004
policzyć zera i bieguny
podanego układu
elektronicznego, policzyć
transmitancję podanego
układu elektronicznego
-
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
Umiejętności
Kompetencje społeczne
M_K001
pracować w zespole, ma
świadomość
odpowiedzialności za pracę
własną i zespołu, a także
jest gotowy podporządkować
się zasadom pracy
zespołowej.
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład
Wzmacniacze CMOS
-
Podstawy (układy pracy, polaryzacja)
wzmacniacz w konfiguracji CE/CS (2h) oraz w konfiguracji z degeneracją
wzmacniacz w konfiguracji CB/CG
wtórnik napięciowy
Wzmacniacze CMOS
-
Podstawy (układy pracy, polaryzacja)
wzmacniacz w konfiguracji CE/CS (2h) oraz w konfiguracji z degeneracją
wzmacniacz w konfiguracji CB/CG
wtórnik napięciowy
Żródła prądowe i stopnie kaskodowe
- Kaskody (prosta, zawiniąta, z podbiciem wzmocnienia)
- Źródła prądowe
3/6
Karta modułu - Układy elektroniki analogowej 1
Wzmacniacze różnicowe
-
Podstawy (sygnały róźnicowe i stopnie różnicowe, CMRR),
Wzmacniacz różnicowy oparty na tranzystorach bipolarnych,
Wzmacniacz różnicowy oparty na tranzystorach MOS,
Para różnicowa z obciążeniem aktywnym.
Napięciowe źródła referencyjne
- Zasada działania referencyjnych źródeł napięcia.
- Podstawowe konfiguracje napięciowych źródeł napięcia,
Odpowiedź częstotliwościowa układów elektronicznych
-
Funkcja przejścia, Odpowiedź częstotliwościowa, Wykresy Bodego, Zera i Bieguny,
Zachowanie tranzystora dla bardzo dużych częstotliwości,
Odpowiedź częstotliwościowa stopni CE i CS,
Odpowiedź częstotliwościowa stopni CB i CG
Odpowiedź częstotliwościowa kaskody, wzmacniacza różnicowego
Ćwiczenia audytoryjne
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Wzmacniacze CMOS
Żródła prądowe i stopnie kaskodowe
Wzmacniacze różnicowe
Wzmacniacze operacyjne
Napięciowe źródła referencyjne
Odpowiedź częstotliwościowa układów elektronicznych
Sprzężenie zwrotne
Ćwiczenia laboratoryjne
1.Wzmacniacz w konfiguracji CE/CS
7. Para różnicowa
2.Wzmacniacz w konfiguracji CB/CG
3.Źródła prądowe
4. Wzmacniacz operacyjny i jego zastosowanie
6.Wzmacniacze operacyjne i ich zastosowania
Sposób obliczania oceny końcowej
Ocena końcowa jest wystawiana na podstawie oceny z laboratorium i z ćwiczeń audytoryjnych.
Warunki zaliczenia laboratorium i ćwiczeń audytoryjnych będą podane na zajęciach organizacyjnych.
Przewiduje się przeprowadzenie kilku kolokwiów sprawdzających w ciągu semestru.
Ocena końcowa obliczana jest na podstawie punktów procentowych zgodnie z regulaminem studiów.
Wymagania wstępne i dodatkowe
Podstawy fizyki półprzewodników
Znajomość zasad działania podstawowych elementów elektronicznych
Teoria obwodów
Podstawy analizy matematycznej
Zalecana literatura i pomoce naukowe
1. "CMOS Analog Circuit Design", Phillip E. Allen, Douglas R. Holberg
2. "Analog Design Essentials", Willy M.C. Sansen
4/6
Karta modułu - Układy elektroniki analogowej 1
3. "Analysis and Design of Analog Integrated Circuits", Paul R. Gray, Paul J. Hurst, Stephen H. Lewis,
Robert G. Meyer
4. "Układy Elektroniczne cz. I i cz. II", J. Baranowski, Z. Nosal
5. "Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe", A. Filipkowski
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu
1. P. Grybos, A. Drozd, R. Kleczek, P. Maj, and R. Szczygiel, “Digitally assisted low noise and fast signal
processing charge sensitive amplifier for single photon counting systems,” in 2015 IEEE International
Conference on Industrial Technology (ICIT), 2015, pp. 1445–1450.
2. R. Kleczek, P. Grybos, and R. Szczygiel, “Charge sensitive amplifier for nanoseconds pulse processing
time in CMOS 40 nm technology,” in 2015 22nd International Conference Mixed Design of Integrated
Circuits & Systems (MIXDES), 2015, pp. 292–296.
3. R. Kłeczek, P. Gryboś, “FSDR16 – Fast and Low Noise Multichannel ASIC with 5th Order Complex
Shaping Amplifier”, IEEE Transactions on Nuclear Science, 2013, no. 60, 2188 – 2195.
4. R. Kłeczek, P. Gryboś. R. Szczygieł, “Low power analog readout front-end electronics for time and
energy measurements”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, European Science
Foundation, Elsevier, 2014, no. 748, 54 – 60.
5. R. Kłeczek, P. Gryboś, “Tests of a readout front-end electronics for a pixel detector based on inverter
amplifier”, IEEE MIXDES 2013, Mixed Design of Integrated Circuits and Systems, 2013, 273 – 278.
6. R. Kłeczek, R. Szczygieł, P. Gryboś, P. Otfinowski, K. Kasiński, „Time and Energy Measuring Front-End
Electronics for Long Silicon Strip Detectors Readout”, IEEE NSS-MIC 2013, Nuclear Science Symposium
and Medical Imaging Conference, 2013.
Energy Efficient Low-Noise Multichannel Neural Amplifier in Submicron CMOS Process, P. Kmon, P.
Gryboś, IEEE Transactions on Circuits and Systems—I: Regular Papers, Vol. 60, No. 7, July 2013
Digitally assisted neural recording and spike detection multichannel integrated circuit designed in 180
nm CMOS technology, P. Kmon, Microelectronics Journal, Elsevier, Volume 45, Issue 9, September 2014,
Pages 1187–1193
Efficient neural amplifiers using MOS and MIM capacitors in 180 nm CMOS process, P. Kmon, P. Gryboś,
R. Szczygieł, M. Żołądź, Elektronika, Konstrukcje, Technologie, Zastosowania, pp. 20 – 24, no 12/2012
Analiza szumowa kanału odczytowego przeznaczonego do wielokanałowych układów scalonych
dedykowanych do eksperymentów neurobiologicznych, P. Kmon, P. Otfinowski, Informatyka Automatyka
Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, 2013 nr 1 s. 21–23
Multichannel integrated circuit for complex neurobiology experiments, P. Kmon, Pomiary, Automatyka,
Kontrola, 2012, vol. 58, No. 4, 355-357
Effective Noise Minimization in Multichannel Recording Circuits Processed in Modern Technologies for
Neurobiology Experiments, P. Kmon, P. Gryboś, M. Żołądź, R. Szczygieł, BioCAS November 2014,
Laussane, Switzerland
CMRR improvement for multichannel integrated recording circuits processed in submicron technologies
dedicated to neurobiology experiments, P. Kmon, MIXDES 2014, 21st International Conference “Mixed
Design of Integrated Circuits and Systems”, June, 2013, Lublin, Poland
Design of a reconfigurable stimulator for multichannel integrated systems dedicated to neurobiology
experiments, P. Kmon, MIXDES 2014, 21st International Conference “Mixed Design of Integrated Circuits
and Systems”, June, 2013, Lublin, Poland
Neural Recording and Spike Detection Multichannel Integrated Circuit for Broad Range of Biomedical
Signals Recording, P. Kmon, P. Grybos, R. Szczygieł, M. Zoladz, EMBS November 2013, San Diego, USA
A complete 256-channel reconfigurable system for in vitro neurobiological experiments, M. Zoladz, P.
Kmon, J. Rauza, P. Grybos, T. Kowalczyk, B. Caban, BioCAS November 2013, Rotterdam, Netherlands
NRSD8 – Neural Recording and Spike Detection Multichannel Integrated Circuit Designed in 180nm
CMOS Technology, P. Kmon, MIXDES 2013, 20th International Conference “Mixed Design of Integrated
Circuits and Systems”, June, 2013, Gdynia, Poland
Area Efficient Low Power Neural Amplifiers Using MOS and MIM Capacitors in Submicron Technologies
for Ultra Low Corner Frequencies, P. Kmon, P. Grybos, R. Szczygiel, M. Zoladz, MIXDES 2012, 19th
International Conference “Mixed Design of Integrated Circuits and Systems”, May 24-26, 2012, Warsaw,
Poland
Front-end amplifier optimization for integrated circuits fabricated in the submicron processes dedicated
to the neurobiology experiments, P. Kmon, P. Otfinowski, EMBC 2012 San Diego : 34th annual
international conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society : 28 August – 1
September, 2012, San Diego, California
High uniformity of the main parameters of the integrated electronics dedicated to record broad range of
the biopotentials, P. Kmon, M. Żołądź, P. Gryboś, R. Szczygieł, International Meeting on SubstrateIntegrated Microelectrode Arrays, Reutlingen, Germany, June 2012
Wielokanałowy układ scalony do złożonych eksperymentów neurobiologicznych, P. Kmon, Modelowanie i
5/6
Karta modułu - Układy elektroniki analogowej 1
Symulacja Systemów Pomiarowych, Krynica Zdrój, maj 2012
Family of Mulitchannel ASICs for Measurements Electrical Activity of Neural Networks, P. Grybos, M.
Zoladz, P. Kmon, R. Szczygiel, CDNLive! EMEA 2012, Munich May 2012
Noise analysis of the recording channel dedicated to the multichannel integrated circuits for
neurobiology experiments, P. Kmon, P. Otfinowski, 2012, Warsztaty Doktoranckie oraz letnia szkoła
metod numerycznych, Lublin, 2012
Informacje dodatkowe
Brak
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta
Obciążenie
studenta
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe
12 godz
Udział w wykładach
28 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych
28 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych
28 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć
10 godz
Przygotowanie do zajęć
80 godz
Sumaryczne obciążenie pracą studenta
186 godz
Punkty ECTS za moduł
7 ECTS
6/6