Transcript 전자회로 II 1 1st Lecture

1st Lecture:
Electronic Circuit Design
Hoi-Jun Yoo
2013. 9. 2
Semiconductor System Laboratory
Dept. of E.E. KAIST
SS L
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전자회로 II 1
Professor Smith
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전자회로 II 2
Outline
• 무엇을 배울 것인가?
– What is different from other classes?
– Analog system의 요소들
• Why do you need this class?
– Do we really need learn these “Circuits”?
– Software vs Hardware
• What is “Design”?
– Engineer or Designer?
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전자회로 II 3
아는만큼 보인다!
못 보던 것을 볼 수가 있고
못 느끼던 것을 느낄 수가 있고
생각하지 못했던 것을 생각할 수 있으며
새로운 삶을 살 수가 있다.
Level Shifter
VPP
Level Shifter
VPP
Q1 Q 2
VCC
Q3
OSC
VCC
QM
Q4
CP
VCC
g
f
VCC
Q5
VCC
ENABLE
a
VCC
b
Q0
d
OSC
NOR
e
VCC
c
Q' 0 (Long)
OSCEN
Ring Oscillator
Charge Pump
Level Monitor
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전자회로 II 4
스마트 폰 속 보기
TX부
PAM
RFT
RX부
IFR
RF Block
PLL
Melody chip
Base Band Block
MSM
UIM
MEMORY
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전자회로 II 5
스마트 폰 기능 블록
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전자회로 II 6
Tablet PC 속 보기
Flash / DRAM / Unknown Parts
Motorola DSP
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Dragonball
전자회로 II 7
Tablet PC 기능 블록
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전자회로 II 8
Electronic Circuits
• Analog/RF: TV, 휴대폰Receive a small RF signal
Amplify it
Driver the Speaker
• Digital: MP3 Player, PDARead digital data
Decode the data
Convert digital data into
analog signal
Drive the speaker
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S
SET
Q
x1
*/*
u1
R
CLR
Q
x2
전자회로 II 9
Electronics vs Digital vs System Design
• V, I: Continuous Time, Cont. Amplitude
• V, I + Information Theory  Digital
• V, I + IT + Software  System
Active Load
입력단
증폭단
출력단
Bias회로
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전자회로 II 10
HW vs SW
응용
서비스
Software
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소자
회로
시스템
Hardware
Flexible
Dedicated
Low Performance
High Performance
전자회로 II 11
미래 시스템
 HW + SW + Application
Service
Solution
Satisfaction
Hardware
System
VLSI
회로
RISC
I$
BEQ
D$
PPO
Software
Solution
DP-SRAM
3DRE
Texture
Memory
Depth
Buffer
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Frame
Buffer
전자회로 II 12
회로들로 시스템을 만든다
in
VCC
Circuit
PMOS
out
in
NMOS
out
VCC
VSS
in
VSS = GND
out
Logic
in
out
in
out
VCC
P+
P+
N+
VSS
N+
Device
n-well
P-Subtrate
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전자회로 II 13
시스템 설계의 비밀
• 단순화/추상화:Abstraction
– 복잡한 대상을 쉽게 다룰 수 있도록 도와준다.
System
Model(?)
B rainB oard
S RA M
capacit y: int=6
se ndIm ageData
1
MCU
st orage Image ...
writeIm ageData
instruction Set: int=32
freq uency:int= 50M
sp eedV oiceP roc:int= 0.0004
proce ssi ngT imeColor:in t=0.1
1
FP GA
ima geData_y:int
comp ressibility:in t
1
1
tran sIm ageData
V ideoDecode r
ima geData_X :int
ima geData_Y :int
V oiceRecogniti on
Comma nder
tran sInf o
receive Info
1
1
B luetoo th
LCD
display
1
displayBit:int= 32
tran sInf o():void
receive Info(): vo id
display():voi d
conversionA D():void
voiceComm and
1
recog Words:char= 20
voiceIn terrup t():void
checkColo r():void
checkLEDNu mberOn ():void
contro lMotio n():void
checkBotto m():void
checkDam ageP oint():vo id
checkMotorS pee d():void
checkBulle t():void
comm andS hoot():void
comp ressImag eSi.. .
voiceIn terrup t
1
se ndIm geData
1
comm andS hoo t
1
checkBull etNumber
checkDam ageP oint
B ody
1
get Bott omeS tatu s
1
inp utImag eData
A reaS ensor
ima geDataA :int
sp eedT rans:int=3 0
bot tomStatus:int
checkLED
1
so undOn
1
1
decLE D
sh ootIR
1
1
sp eed:i nt
dire ct ion:in t
E ncoder
S ound
sp eedM otion: int
mo ve Dire ct ion():v...
mo ve Spe ed():void
1
checkSpe ed
Mo torDriver
Numbe rOn:int= 10
decea se():void
sh ootIR():void
se nsin gDa mage ():void
contro l
1
LE D
comm unicate
1
Our Forces Rob ot
bul letNumber:int=3 0
dam ageP oint :int
sh ootDelay:in t=3
sh ootDista nce:int= 1
checkBot tomSta...
getI mageData ():void
1
IR
Camera
1
dam age
E nemy1
turn On ():void
checkSpe ed():void
se ndS peed
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전자회로 II 14
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
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전자회로 II 15
알림판
• 강의: 유 회 준 교수(Semiconductor System Lab)
– 사무실: 전자과 1층 1221호,
– 전화: (042)350-3468
– E-mail: [email protected]
• 조교
– 하언수(박1): [email protected] T-8068
– 김유창(석2): [email protected] T-5468
• 숙제 제출 장소: 반도체 시스템 실험실
– 전자과 1층 1233호
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전자회로 II 16
Books
• 교재
– “Microelectronic Circuits” by Sedra and Smith
• 참고 도서
– “Fundamentals of Microelectronics” by Razavi
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전자회로 II 17
강의 일정-1
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Date
Lecture Contents
9월2일(월)
Introduction and Why Microelectronics?
9월4일(수)
OP-Amp revisited
9월6일(금)
Basic Physics of Semiconductor
9월9일(월)
Basic Physics of Semiconductor
9월11일(수)
Diode Models and Circuits
9월13일(금)
Diode Models and Circuits
9월16일(월)
Physics of Bipolar Transistor
9월18일(수)
Physics of Bipolar Transistor
9월20일(금)
Physics of Bipolar Transistor
9월23일(월)
Bipolar Amplifiers
9월25일(수)
Bipolar Amplifiers
9월27일(금)
Bipolar Amplifiers
Homework
SPICE Simulation
OP Amp Design
BJT Models
전자회로 II 18
강의 일정-2
9월30일(월)
Bipolar Amplifiers (Make-up)
10월2일(수)
Bipolar Amplifiers (Make-up)
10월4일(금)
Physics of MOS Transistoirs
BJT Amp Design
10월7일(월)
Physics of MOS Transistoirs
10월9일(수)
Physics of MOS Transistoirs
10월11일(금)
CMOS Amplifiers
10월14일(월)
ISSCC 출장
10월16일(수)
CMOS Amplifiers
10월18일(금)
CMOS Amplifiers
BJT Amp Experiment
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10월21일(월)
Mid-Term Exam
10월23일(수)
Mid-Term Exam
10월25일(금)
Mid-Term Exam
전자회로 II 19
강의 일정-3
10월28일(월)
CMOS Amplifiers
10월30일(수)
Cascode and Current Mirrors
11월1일(금)
Cascode and Current Mirrors
11월4일(월)
Cascode and Current Mirrors
11월6일(수)
Differential Amplifiers
11월8일(금)
Differential Amplifiers
11월11일(월)
Differential Amplifiers
11월13일(수)
OP-Amp
11월15일(금)
ISSCC 출장
11월18일(월)
OP-Amp
11월20일(수)
OP-Amp
CMOS Transistors
CMOS Amp Design
2-Stage Amp Design
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11월22일(금)
OP-Amp
11월25일(월)
OP-Amp
전자회로 II 20
강의 일정-4
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12월11일(수)
Wrap-up
12월13일(금)
Wrap-Up
12월16일(월)
Final Exam
12월18일(수)
Final Exam
12월20일(금)
Final Exam
전자회로 II 21
Homeworks & Projects
• 매 Chapter마다 5-10개의 연습 문제 풀이 숙제
• Project 1
– Two Stage Transistor Amp.의 설계, 분석 및 실제
회로 꾸미기 등으로 각각 방법의 차이와 일치점을 찾
아 볼 것.
• Project 2
– OP Amp회로 SPICE Simulation
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전자회로 II 22
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 Penalty있음.
• 신청자 한하여 구두 시험 볼 수 있음.
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전자회로 II 23
What you have learned….
•
•
•
•
•
회로에 대한 개념
Passive + Active회로(주로 OP Amp)
Diode, Diode 회로
Transistor, Transistor회로
Large Signal Model: DC Analysis
– Bias 잡는 방법
• ……
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전자회로 II 24