【授業の目的】
応用生命システムをはじめ、広く電子システムに用いられる集積回路設計の基礎となるCMOS論理回路について、基本的な動作原理からシステム設計、そして現状の最先端LSI設計までを概観する。飽和動作を含むMOSの電流-電圧特性を完全に理解すると共に、論理回路の基本である各種インバータ回路について、および、最先端LSIの設計について学ぶ。将来のシステム設計について自分で考えてみる。
【授業の到達目標】
MOSトランジスタの電流飽和のメカニズムがわかる。 CMOSの動作原理がわかる。 nMOS各種インバータの原理がわかる。 最先端LSI設計における問題点がわかる。 最新のトランジスタ開発動向が分かる。
【授業概要(キーワード)】
CMOS、論理回路、インバータ回路、LSI設計、システム設計
【科目の位置付け】
この科目は、電気回路・電子回路の学習を経て、さらに深くMOSFET動作を学ぶとともに、論理設計の基礎から最先端LSI開発動向を学ぶことにより、実際にシステム設計をする際に必要となるシステム設計の基礎知識を習得する。
【授業計画】
・授業の方法
毎回板書あるいはパワーポイントによる説明と、演習とを組み合わせる。毎回宿題を課す。最後に最終レポートを課す。
・日程
SoC,SiP,SOBについて MOSトランジスタの電流電圧特性式の導出~飽和特性のメカニズム MOSキャパシタのC-V特性 MOSトランジスタの飽和メカニズム ムーアの法則、デナード則、速度飽和、短チャネル効果 最新トランジスタ動向 各種ロジック(DTL、TTL、nR/E、nE/E、nE/D、CMOS等) 性能指標としての電力遅延時間積
【学習の方法】
・受講のあり方
受講にあたっては、単位に黒板を書き写すだけでなく、原理を理解し応用できるようになる事をこころがける。そのために、毎回習ったことを復習しさらにそれらを応用できるような具体例をいれた宿題を課しているので、よく復習すること。
・授業時間外学習へのアドバイス
CMOS ICや現代の電子回路システムについて興味を持つ事が大事。身の回りの電子機器がどういう仕組みでどう設計して作られているのかをつねに考える習慣をつける。毎回宿題を課すので、復習を兼ねて次週までに解いてみる。
【成績の評価】
・基準
SoC,SiP,SOBについてわかる。 MOSFETの電流電圧特性式を飽和のメカニズムがわかる。 MOSキャパシタのC-V特性がわかる。 ムーアの法則、デナード則、速度飽和、短チャネル効果がわかる。 最新トランジスタ動向がわかる。 DTL、TTL、nR/E、nE/E、nE/D、CMOSがわかる。 性能指標としての電力遅延時間積がわかる。
・方法
出席点と毎回の宿題の出来具合(約20点)、最終レポートの内容(約80点)で成績を評価する。
【テキスト・参考書】
配布プリントを中心に進める。
【その他】
・学生へのメッセージ
身の回りの電子機器に使用されている最先端のLSIについて、興味をもつ習慣をつけよう。
・オフィス・アワー
授業時間の前後の時間帯
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