Última actualización: 10/06/2021


Curso Académico: 2022/2023

Microelectrónica
(14037)
Titulación: Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática (223)


Coordinador/a:

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Tecnología Electrónica

Tipo: Optativa
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Requisitos (Asignaturas o materias cuyo conocimiento se presupone)
Fundamentos de Ingeniería Electrónica Electrónica Analógica I Electrónica Digital Diseño de Circuitos Integrados (opcional)
Objetivos
Al terminar con éxito esta asignatura, los estudiantes serán capaces de: 1. Tener un conocimiento adecuado de los métodos y herramientas para el diseño de circuitos microelectrónicos analógico, digitales y mixtos. 2. Aplicar su conocimiento y comprensión para identificar, formular y resolver problemas relacionados con la microelectrónica utilizando técnicas avanzadas de emplazamiento y rutado, layout y simulaciones post-layout de circuitos microelectrónicos. 3. Aplicar su conocimiento para desarrollar y llevar a cabo diseños que cumplan unos requisitos específicos 4. Tener comprensión de las metodologías de diseño y las diferentes técnicas de optimización en el diseño de circuitos integrados analógicos, digitales y de señal mixta, atendiendo a requisitos de velocidad, consumo y área, y la capacidad para utilizarlos. 5. La capacidad de diseñar en el nivel de layout circuitos integrados, simular su comportamiento, interpretar los resultados y caracterizar las prestaciones del circuito integrado obtenido. 6. Tener competencias técnicas y de laboratorio. 7. Seleccionar y utilizar equipos, herramientas y métodos adecuados 8. Combinar la teoría y la práctica para resolver problemas de diseño óptimo de circuitos microelectrónicos digitales, analógicos y mixtos. 9. Tener comprensión de métodos y técnicas aplicables en el ámbito de las nuevas tendencias en nanoelectrónica y sus limitaciones.
Competencias y resultados del aprendizaje
Descripción de contenidos: Programa
Tema 1. Introducción a la Microelectrónica. 1.1 Revisión transistores MOSFET. 1.2 Revisión tecnologías digitales 1.3 Revisión tecnología CMOS. Tema 2. Fabricación y encapsulado de CIs. 2.1 Procesos involucrados en la fabricación. 2.2 Fabricación de un circuito CMOS. 2.3 Componentes pasivos. 2.4 Encapsulado y Montaje 2.5 Circuitos Integrados de Aplicación Específica y dispositivos programables. Tema 3. Análisis y diseño de CIs digitales en el nivel físico. 3.1 Máscaras y Reglas de diseño. 3.2 Herramienta Microwind. 3.3 Layout y Simulación de circuitos integrados digitales 3.4 Puertas lógicas, elementos secuenciales, buffers triestado Tema 4Consideraciones Tecnológicas de CIs digitales. 4.1 Retardo, reloj y alimentación 4.2 Latch¿up, ruido y metaestabilidad. Tema 5. Circuitos integrados analógicos básicos 5.1 Fuente de corriente 5.2 Espejo de corriente 5.3 Par diferencial 5.4 Cascodo. 5.5 Ejemplos de aplicación Tema 6. Amplificadores integrados 6.1 Amplificadores en fuente común. (Modelo en pequeña señal) 6.2 Amplificador en drenador común. 6.3 Amplificador en cascodo. 6.4 Amplificador CS compensación de Miller. 6.5 Amplificador de transimpedancia. 6.6 Clase AB Amplificador diferencial. Respuesta en DC, AC, CMRR, PSRR, Slew¿Rate. Matching y Layout. Ejemplos de aplicación. 6.7 Amplificadores operacionales. A.O. ideal. Circuitos con A.O. Circuito OTA Ejemplos de aplicación de A.O. Tema 7. Aplicaciones de los Circuitos Integrados 7.1 PLLs Digitales. 7.2 Detector de fase. VCO. 7.3 Filtro de lazo. DLL. 7.4 Ejemplos: circuitos de recuperación de reloj. 7.5 Fundamentos de convertidores de datos. 7.5.1 S&H. 7.5.2 Capacidades conmutadas. 7.5.3 Convertidores D/A y A/D. 7.6 Layout de circuitos de señal mixtos. 7.7 Ejemplos de aplicación. Convertidor D/A R¿2R. Convertidor A/D Flash y SAR 8. Computer aided tools for integrated circuits design. 8.1 Layout CAD Tools for Digital Integrated Circuits Analysis and Design 8.2 CAD Tools for Analog Integrated Circuits Analysis and Design
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
- Clases magistrales (1,2 ECTS) clases teóricas destinadas a adquirir las competencias específicas de la asignatura mediante visualización de material audiovisual, charlas teóricas o resolución de ejercicios. Se realizarán dos exámenes parciales en esta parte. Se facilitarán apuntes de clase y se recomendará bibliografía de referencia para profundizar en los aspectos más interesantes. - Clases de grupo reducido (1,2 ECTS) presenciales para resolución de ejercicios o de resolución de dudas - Prácticas de laboratorio (1,2 ECTS) destinadas al diseño y desarrollo de circuitos integrados elementales mediante herramientas CAD específicas, contando con la ayuda del profesorado. Estas prácticas serán presenciales. - Realización de proyectos individuales (2,4 ECTS), orientados a la adquisición de habilidades prácticas orientadas al diseño de circuitos integrados analógicos y digitales, en el laboratorio docente. Al final del proyecto se realizará una evaluación del mismo. - Tutorías individuales y trabajo personal del alumno; orientados a la adquisición de conocimientos teóricos. - Exámenes de evaluación, presenciales
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 10
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 90
Calendario de Evaluación Continua
Bibliografía básica
  • A. Rubio, J. Altet, X. Aragonés, J.L. González, D. Mateo, F. Moll . Diseño de circuitos y sistemas integrados. UPC. 2003
  • M. RABAEY, A. CHANDRAKASAN, B. NIKOLIC. Digital Integrated Circuits. Prentice-Hall International. 2003
  • NAISH, P., BISHOP, P. Designing ASICs. Ellis Horwood Limited. 1988
  • WESTE, N., HARRIS, D.. Principles of CMOS design - A circuits and systems perspective. Addison-Wesley. 2005
Bibliografía complementaria
  • Razavi, Behzad. Design of analog CMOS integrated circuits . McGraw Hill. 2001
  • SEDRA, Adel S.. Circuitos microelectrónicos . McGraw-Hill Interamericana. 2006

El programa de la asignatura podría sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.