Detail předmětu

Modelování a počítačová simulace

FEKT-KMPSAk. rok: 2011/2012

Simulace a modelování v elektronice: úroveň technologická, součástková a obvodová. Simulace technologických procesů v mikroelektronice a vytváření modelů. Simulace elektrických vlastností součástek, charakterizace, tvorba a použití modelů. Simulační programy na obvodové úrovni, makromodely.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

7

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Háze, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mikroelektroniky (UMEL)

Výsledky učení předmětu

Přehled v prosesu simulace a tvorby modelů na různých úrovních. Ovládání simulátorů na obvodové úrovni.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

1) Simulace a modelování v elektronice: úroveň technologická, součástková a obvodová.
2) Simulace technologických procesů v mikroelektronice a vytváření modelů.
3) Simulace elektrických vlastností součástek, charakterizace, tvorba a použití modelů.
4) Simulační programy na obvodové úrovni, makromodely.


Učební cíle

Základní postupy pro modelování a simulaci mikroelektronických struktur, prvků a obvodů

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Donald O. Pederson, Kartikea Mayaram: Analog Integrated Circuits for Communication, Kluwer Academic Publishers. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BK bakalářský

    obor BK-MET , 2. ročník, letní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Háze, Ph.D.

Osnova

Simulace a modelování v elektronice: úroveň technologická, součástková, obvodová.
Principy matematických metod: metoda konečných prvků, generace sítí pro simulaci.
Simulace technologických procesů: iontová implantace, difůze, oxidace. Vytvoření matematického modelu.
Numerické modely 2D, 3D a zjednodušené analytické modely. Modelování vedení tepla. Příklad dostupných simulátorů.
Simulace elektrických vlastností součástek: Poissonova rovnice, rovnice kontinuity. Modely pohyblivostí elektronů a děr, rekombinace a generace, okrajové podmínky.
Simulace přechodu PN. Bipolární tranzistor.
Tranzistor MOSFET.
Příklady dostupných simulátorů a modelů.
Simulační programy na obvodové úrovni, PSpice, Hspice.
Analýza elektronických obvodů a mikroelektronických struktur.
Základní hradla a registry CMOS.
Základní analogové bloky CMOS.
Hierarchie a makromodely.

Cvičení na počítači

52 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Háze, Ph.D.

Osnova

Simulační programy na obvodové úrovni.
Použití a srovnání HSPICE a PSPICE.
Analýza elektronických obvodů a mikroelektronických struktur.
Základní hradla a registry CMOS
Základní analogové obvody CMOS, operační zesilovače, spínané kapacity.
Význam a použití různých typů analýz.
Modely aktivních prvků a bloků.
Algoritmy simulace, konvergence řešení.
Charakterizace součástek a obvodů.
Zpracování dokumentace, katalogové listy.
Instalace, administrace, vzdálený přístup.
Týmová práce, sdílení knihoven.
Zápočet