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 courant électrique 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 des matériaux 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 intégré. Fournit la base structurelle pour les diodes et tous les dispositifs à jonction.

Leçon 1 • Modèles et caractéristiques des diodes

Aborde les modèles de diodes idéaux, linéaires par morceaux et à petit signal 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 diodes Schottky, varicap, LED et photodiodes ainsi que leurs contextes d'application. Élargit les options de conception au-delà des applications standard de redressement.

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'une alimentation continue stable.

Leçon 1 • Techniques de polarisation en courant continu

Aborde les circuits de polarisation fixe, par diviseur de tension et par stabilisation par résistance d'émetteur pour la stabilité du point de repos. Prépare les étudiants à définir 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 de la région 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 la chute aux basses et hautes fréquences en utilisant les condensateurs de couplage et les capacités parasites. Relie les limitations de bande passante 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 réaction de drain pour les FET. Applique des méthodes graphiques et analytiques pour établir des points de fonctionnement stables.

Leçon 2 • Configurations d'amplificateurs à FET à petit signal

Applique les modèles petit signal des FET aux topologies d'amplificateurs en 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

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

Leçon 1 • Modèle et propriétés de l'amplificateur opérationnel idéal

Définit les hypothèses de gain infini, d'impédance d'entrée et de bande passante du modèle d'amplificateur opérationnel idéal. Fournit le cadre analytique pour toute analyse de circuit linéaire à amplificateur opérationnel.

Leçon 2 • Paramètres non idéaux de l'amplificateur opérationnel

Examine les effets de la tension de décalage, du courant de polarisation, de la vitesse de balayage et de la bande passante finie sur les performances du circuit. Permet une conception précise de circuits à amplificateur opérationnel réel et un budget d'erreur.

Leçon 3 • Intégrateurs et différenciateurs

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

Leçon 4 • Configurations de circuits linéaires à amplificateur opérationnel

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

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

Applique les diagrammes de Bode d'amplitude et de 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 la manière dont la rétroaction négative modifie le gain, la bande passante, 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

Introduit 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 • Présentation du flux de conception VLSI

Introduit la conception RTL, la synthèse logique, le placement et routage, et les étapes de vérification physique. Trace le chemin complet depuis la spécification jusqu'au routage 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 pour la sélection des familles logiques dans la conception de systèmes à signaux mixtes.

Leçon 3 • Conception de circuits logiques combinatoires

Aborde 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 • Routage CMOS et règles de dessin

Applique les règles de dessin pour le routage des transistors CMOS, les régions de caisson et les interconnexions métalliques. Garantit que les étudiants peuvent créer des cellules conformes au routage qui réussissent la vérification de fabrication.

Leçon 1 • Topologies de convertisseurs DC-DC

Analyse les convertisseurs abaisseur, élévateur et abaisseur-élévateur en modes de conduction continue et discontinue. 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

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

Leçon 3 • Références et régulateurs de tension

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

Leçon 4 • Commande par modulation de largeur d'impulsion 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 la commande des alimentations à découpage.