Cours de microélectronique

Leçon 1 • Transport des porteurs de charge

Analyse la dérive et la diffusion comme les deux principaux mécanismes de transport des porteurs. Relie les équations de transport au flux de courant dans les dispositifs semiconducteurs.

Leçon 2 • Propriétés des matériaux semiconducteurs

Examine les semiconducteurs intrinsèques et extrinsèques, les mécanismes de dopage et les concentrations de porteurs. Relie la composition du matériau au contrôle de la conductivité électrique.

Leçon 3 • Fondamentaux de la jonction P-N

Présente la jonction P-N, la formation de la zone de déplétion et le potentiel interne. Fournit la base structurelle pour les diodes et tous les dispositifs à jonction.

Leçon 1 • Modèles et caractéristiques des diodes

Couvre les modèles de diodes idéaux, linéaires par morceaux et petits signaux pour l'analyse de circuits. Fait le pont entre la physique des semiconducteurs et les approximations pratiques au niveau circuit.

Leçon 2 • Diodes spéciales

Présente les types de diodes Schottky, varicap, LED et photodiode ainsi que leurs contextes d'application. Élargit les options de conception au-delà des applications redresseuses standard.

Leçon 3 • Filtrage et régulation de tension

Examine les filtres à condensateur, la tension d'ondulation et la régulation de tension par diode zener. Relie la sortie du redresseur à la conception d'alimentation continue stable.

Leçon 1 • Techniques de polarisation continue

Couvre les circuits de polarisation fixe, par diviseur de tension et stabilisée par résistance d'émetteur pour la stabilité du point de repos. Prépare les étudiants à établir des points de fonctionnement fiables dans les conceptions d'amplificateurs.

Leçon 2 • Régions de fonctionnement du BJT

Définit les régions de blocage, active et de saturation à l'aide des caractéristiques courant-tension et des droites de charge. Permet une identification correcte des régions pour la conception d'amplificateurs et de commutateurs.

Leçon 3 • Structure et fonctionnement du BJT

Explique les structures des transistors NPN et PNP, l'injection de porteurs minoritaires et le gain en courant. Établit la base physique de l'amplification par BJT.

Leçon 4 • Réponse en fréquence des amplificateurs à BJT

Analyse les chutes de fréquence aux basses et hautes fréquences à l'aide des condensateurs de couplage et des capacités parasites. Relie les limitations de largeur de bande aux contraintes pratiques de conception d'amplificateurs.

Leçon 1 • Polarisation des FET et conception du point de repos

Analyse la polarisation automatique, par diviseur de tension et par rétroaction de drain pour les FET. Applique des méthodes graphiques et analytiques pour établir des points de fonctionnement stables.

Leçon 2 • Configurations d'amplificateurs petits signaux à FET

Applique les modèles petits signaux des FET aux topologies d'amplificateurs source commune, grille commune et drain commun. Quantifie le gain en tension, l'impédance d'entrée et l'impédance de sortie pour chaque configuration.

Leçon 3 • Fonctionnement et types de MOSFET

Explique les structures des MOSFET à enrichissement et à appauvrissement, la tension de seuil et la formation du canal. Établit le type de dispositif dominant dans les circuits intégrés modernes.

Leçon 4 • Structure et caractéristiques du JFET

Couvre le fonctionnement des JFET à canal N et à canal P, le pincement et les caractéristiques de drain. Présente le comportement de source de courant commandée en tension distinct des BJT.

Leçon 1 • Modèle et propriétés de l'ampli-op idéal

Définit les hypothèses de gain infini, d'impédance d'entrée et de largeur de bande du modèle d'ampli-op idéal. Fournit le cadre d'analyse pour toute analyse de circuits linéaires à ampli-op.

Leçon 2 • Paramètres non idéaux de l'ampli-op

Examine les effets de la tension de décalage, du courant de polarisation, de la vitesse de balayage et de la largeur de bande finie sur les performances du circuit. Permet une conception précise de circuits à ampli-op réels et une estimation des erreurs.

Leçon 3 • Intégrateurs et différenciateurs

Conçoit des circuits intégrateurs et différenciateurs à ampli-op et analyse leur comportement dans le domaine fréquentiel. Relie les opérations dans le domaine temporel aux applications de filtrage et de mise en forme de signaux.

Leçon 4 • Configurations de circuits linéaires à ampli-op

Analyse les topologies d'amplificateurs inverseur, non inverseur, sommateur et différence. Construit une boîte à outils de configurations standard pour les applications de conditionnement de signaux.

Leçon 1 • Analyse de stabilité à l'aide des diagrammes de Bode

Applique les diagrammes de Bode en amplitude et en phase pour déterminer la marge de phase et la marge de gain. Fournit des outils graphiques pour prédire et prévenir l'oscillation des amplificateurs.

Leçon 2 • Effets de la rétroaction sur les paramètres de l'amplificateur

Quantifie comment la rétroaction négative modifie le gain, la largeur de bande, l'impédance d'entrée et l'impédance de sortie. Démontre le compromis entre le gain et l'amélioration des performances.

Leçon 3 • Fondamentaux de la théorie de la rétroaction

Présente le modèle général de rétroaction, le gain de boucle et les quatre topologies de rétroaction. Établit le cadre mathématique pour analyser tout amplificateur à rétroaction.

Leçon 4 • Circuits oscillateurs

Applique le critère de Barkhausen pour concevoir des circuits oscillateurs RC, LC et à quartz. Relie la théorie de la rétroaction positive aux applications pratiques de génération de signaux.

Leçon 1 • Aperçu du flux de conception VLSI

Présente la conception RTL, la synthèse logique, le placement-routage et les étapes de vérification physique. Trace le chemin complet de la spécification au layout de puce fabriquable.

Leçon 2 • Familles logiques et caractéristiques électriques

Compare les familles logiques CMOS, TTL et ECL en termes de vitesse, de puissance et de marge de bruit. Fournit des critères de sélection des familles logiques dans la conception de systèmes mixtes.

Leçon 3 • Conception de circuits logiques combinatoires

Couvre l'algèbre de Boole, les tableaux de Karnaugh et les blocs combinatoires standard. Développe des méthodes systématiques pour minimiser et implémenter des fonctions logiques.

Leçon 4 • Layout CMOS et règles de dessin

Applique les règles de dessin pour le layout des transistors CMOS, les caissons et les interconnexions métalliques. Assure que les étudiants peuvent créer des cellules correctes du point de vue layout qui passent la vérification de fabrication.

Leçon 1 • Topologies de convertisseurs continu-continu

Analyse les convertisseurs abaisseur, élévateur et abaisseur-élévateur en modes de conduction continu et discontinu. Développe les compétences en rapport de conversion de tension et en conception d'inductance pour les régulateurs à découpage.

Leçon 2 • Blocs de base des circuits intégrés analogiques

Couvre les miroirs de courant, les paires différentielles et les étages cascode comme sous-circuits analogiques intégrés de base. Fournit les cellules fondamentales utilisées dans la conception de circuits intégrés d'ampli-op et de convertisseurs de données.

Leçon 3 • Références de tension et régulateurs

Conçoit des références de tension à bande interdite et des régulateurs linéaires pour la génération d'alimentation stable sur puce. Complète l'ensemble des compétences de conception de sous-système de gestion d'alimentation pour les circuits intégrés.

Leçon 4 • Commande PWM et rétroaction dans les convertisseurs

Applique la modulation de largeur d'impulsion et la rétroaction en boucle fermée pour réguler la tension de sortie du convertisseur. Relie la théorie de la rétroaction à la conception pratique de commande d'alimentation à découpage.