1st lecture: electronic circuit design
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1st Lecture: Electronic Circuit Design. Hoi-Jun Yoo 2013. 9. 2 Semiconductor System Laboratory Dept. of E.E. KAIST. Professor Smith. Outline. 무엇을 배울 것인가 ? What is different from other classes? Analog system 의 요소들 Why do you need this class? Do we really need learn these “Circuits”? - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
전자회로 II 1
1st Lecture: Electronic Circuit Design
Hoi-Jun Yoo
2013. 9. 2
Semiconductor System Laboratory
Dept. of E.E. KAIST
전자회로 II 2SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
Professor Smith
전자회로 II 3SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
Outline
• 무엇을 배울 것인가 ?– What is different from other classes?– Analog system 의 요소들
• Why do you need this class?– Do we really need learn these “Circuits”?– Software vs Hardware
• What is “Design”?– Engineer or Designer?
전자회로 II 4SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
아는만큼 보인다 !
Q 1 Q 2
ENABLE
Level Shifter VPPLevel Shifter V PP
VCC
VCC
VCC
Q M
b
Q 0
Q' 0 (Long)VCC
OSCEN
NOR
a OSC
OSCV CC
VCCf g
VCC
C PQ 3 Q 4
d
e
c
Q 5
Level MonitorRing Oscillator Charge Pump
못 보던 것을 볼 수가 있고 못 느끼던 것을 느낄 수가 있고생각하지 못했던 것을 생각할 수 있으며새로운 삶을 살 수가 있다 .
전자회로 II 5SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
스마트 폰 속 보기
MSM
MEMORY
Base Band Block
RF Block
Melody chip
UIM
IFR
RFTPLL
TX 부 RX 부
PAM
전자회로 II 6SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
스마트 폰 기능 블록
전자회로 II 7SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
Tablet PC 속 보기
DragonballMotorola DSP
Flash / DRAM / Unknown Parts
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Tablet PC 기능 블록
전자회로 II 9SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
Electronic Circuits
• Analog/RF: TV, 휴대폰 -Receive a small RF signal
Amplify it
Driver the Speaker
• Digital: MP3 Player, PDA-Read digital data
Decode the data
Convert digital data into analog signal
Drive the speaker
u1
x2
x1
* / *
Q
QSET
CLR
S
R
전자회로 II 10SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
Electronics vs Digital vs System Design
• V, I: Continuous Time, Cont. Amplitude• V, I + Information Theory Digital• V, I + IT + Software System
입력단 출력단증폭단
Bias 회로
Active Load
전자회로 II 11SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
HW vs SW
소자회로
시스템응용
서비스
HardwareSoftware
DedicatedFlexible
Low Performance High Performance
전자회로 II 12SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
미래 시스템 HW + SW + Application
R ISC
3DRE
BEQ DP -SRAM
T ex tu reM em ory
F ram eB u ffe r
D ep thB u ffe r
I$ D $
PPO
SatisfactionVLSI회로
HardwareSystem
SoftwareSolution
ServiceSolution
전자회로 II 13SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
회로들로 시스템을 만든다
Device
Circuit in
VCC
PMOS
NMOS
VSS = GND
out
in
out
VCCin
V SS
out
P-Subtrate
n-wellP + P + N +N +
inoutVCC
V SS
in outLogic
전자회로 II 14SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
시스템 설계의 비밀• 단순화 / 추상화 :Abstraction
– 복잡한 대상을 쉽게 다룰 수 있도록 도와준다 .
Model(?) SystemBrainBoard
MCU
instructionSet: int=32frequency:int=50MspeedVoiceProc:int=0.0004processi ngT imeColor:in t=0.1
checkColo r():voidcheckLEDNumberOn():voidcontro lMotion():voidcheckBottom():voidcheckDam agePoint():vo idcheckMotorSpeed():voidcheckBulle t():voidcomm andShoot():void
Bluetoo th
comm unicate
1
transInfo
1
receive Info1
FPGA
imageData_y:intcompressibi l i ty:in t
compressImageSi.. .
LCD
displayBit:int=32
display():voi d
display1
SRAM
capacity: int=6
storage Image...
writeIm ageData 1
sendIm ageData1
VoiceRecogniti on
recogWords:char=20
voiceIn terrup t():void
voiceComm and1voiceIn terrup t1
VideoDecoder
imageData_X:intimageData_Y:int
conversionAD():void
transIm ageData1
getBottomeStatus1
sendIm geData1
checkBull etNumber
1
contro l
1checkSpeed
1
soundOn
1
comm andShoo t
1
checkDam agePoint
1
checkLED 1
decLED
1
transInfo
1
receive Info1
display1
writeIm ageData 1
sendIm ageData1
voiceIn terrup t1
transIm ageData1
inputImageData
1
Body
AreaSensorCamera
Encoder
IR
shootIR
1
dam age
1
LEDMotorDriver
sendSpeed
1
Sound
getBottomeStatus1
sendIm geData1
inputImageData
1
checkSpeed
1
checkBull etNumber
1
comm andShoo t
1
checkDam agePoint
1
checkLED 1
decLED
1
contro l
1
sendSpeed
1
soundOn
1
Commander
voiceComm and1
Commander
Our Forces Robot
comm unicate
1
Our Forces Robot
Enemy1
shootIR
1
dam age
1
Enemy1
전자회로 II 15SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
당신은 디자이너인가 엔지니어인가 ?
• 설계와 Design– 자동차 설계 or 자동차 디자인– TV 설계 or TV 디자인
• 엔지니어 = 과학자 + 디자이너 + 경영자– 빌 게이츠 , 스티브 쟙스 , 진대제 장관
전자회로 II 16SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
알림판
• 강의 : 유 회 준 교수 (Semiconductor System Lab)– 사무실 : 전자과 1 층 1221 호 , – 전화 : (042)350-3468– E-mail: [email protected]
• 조교– 하언수 ( 박 1): [email protected] T-8068– 김유창 ( 석 2): [email protected] T-5468
• 숙제 제출 장소 : 반도체 시스템 실험실– 전자과 1 층 1233 호
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Books
• 교재– “Microelectronic Circuits” by Sedra and Smith
• 참고 도서– “Fundamentals of Microelectronics” by Razavi
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강의 일정 -1Date Lecture Contents Homework
9 월 2 일 ( 월 ) Introduction and Why Microelectronics?
9 월 4 일 ( 수 ) OP-Amp revisited
SPICE Simulation9 월 6 일 ( 금 ) Basic Physics of Semiconductor
9 월 9 일 ( 월 ) Basic Physics of Semiconductor
9 월 11 일 ( 수 ) Diode Models and Circuits
9 월 13 일 ( 금 ) Diode Models and Circuits
9 월 16 일 ( 월 ) Physics of Bipolar Transistor
OP Amp Design9 월 18 일 ( 수 ) Physics of Bipolar Transistor
9 월 20 일 ( 금 ) Physics of Bipolar Transistor
9 월 23 일 ( 월 ) Bipolar Amplifiers
BJT Models9 월 25 일 ( 수 ) Bipolar Amplifiers
9 월 27 일 ( 금 ) Bipolar Amplifiers
전자회로 II 19SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
강의 일정 -2
9 월 30 일 ( 월 ) Bipolar Amplifiers (Make-up)
BJT Amp Design
10 월 2 일 ( 수 ) Bipolar Amplifiers (Make-up)
10 월 4 일 ( 금 ) Physics of MOS Transistoirs
10 월 7 일 ( 월 ) Physics of MOS Transistoirs
10 월 9 일 ( 수 ) Physics of MOS Transistoirs
10 월 11 일( 금 )
CMOS Amplifiers
10 월 14 일( 월 )
ISSCC 출장
BJT Amp Experiment
10 월 16 일( 수 )
CMOS Amplifiers
10 월 18 일( 금 )
CMOS Amplifiers
10 월 21 일( 월 )
Mid-Term Exam
10 월 23 일( 수 )
Mid-Term Exam
10 월 25 일( 금 )
Mid-Term Exam
전자회로 II 20SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
강의 일정 -310 월 28 일
( 월 )CMOS Amplifiers
CMOS Transistors10 월 30 일
( 수 )Cascode and Current Mirrors
11 월 1 일 ( 금 ) Cascode and Current Mirrors
11 월 4 일 ( 월 ) Cascode and Current Mirrors
CMOS Amp Design
11 월 6 일 ( 수 ) Differential Amplifiers
11 월 8 일 ( 금 ) Differential Amplifiers
11 월 11 일( 월 )
Differential Amplifiers
11 월 13 일( 수 )
OP-Amp
11 월 15 일( 금 )
ISSCC 출장
11 월 18 일( 월 )
OP-Amp
2-Stage Amp Design
11 월 20 일( 수 )
OP-Amp
11 월 22 일( 금 )
OP-Amp
11 월 25 일( 월 )
OP-Amp
전자회로 II 21SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
강의 일정 -4
12 월 11 일( 수 )
Wrap-up
12 월 13 일( 금 )
Wrap-Up
12 월 16 일( 월 )
Final Exam
12 월 18 일( 수 )
Final Exam
12 월 20 일( 금 )
Final Exam
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Homeworks & Projects
• 매 Chapter 마다 5-10 개의 연습 문제 풀이 숙제
• Project 1– Two Stage Transistor Amp. 의 설계 , 분석 및 실제
회로 꾸미기 등으로 각각 방법의 차이와 일치점을 찾아 볼 것 .
• Project 2– OP Amp 회로 SPICE Simulation
전자회로 II 23SS LS em i c on duc tor S y stem L ab
시험 및 성적
• 중간 고사 및 기말 고사– 시간 무제한 ( 여한이 없도록 답안을 채우고 나가기 )
• 성적– 중간고사 : 35%– 기말고사 : 35%– 프로젝트 : 20%– 숙제 : 10%
• 프로젝트와 숙제에서는 “창의성”을 높이 평가할 것임 . 베낀 숙제와 프로젝트는 Penalty 있음 .
• 신청자 한하여 구두 시험 볼 수 있음 .
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What you have learned….
• 회로에 대한 개념• Passive + Active 회로 ( 주로 OP Amp)• Diode, Diode 회로• Transistor, Transistor 회로• Large Signal Model: DC Analysis
– Bias 잡는 방법
• ……