1. Início
  2. Faculdade de Ciências e Tecnologia
  3. Engenharia Aeroespacial
  4. Sistemas de Aviónica
  5. Nanocircuitos e Sistemas Analógicos

Nanocircuitos e Sistemas Analógicos

Objetivos

Dar ao aluno a capacidade de utilizar técnicas de projeto elétrico (analítico) de circuitos integrados, nomeadamente projeto de topologias clássicas e avançadas de amplificadores e análise de funções de transferência de circuitos realizados em condensadores comutados (CC).

Compreender a tecnologia CMOS, as suas potencialidades e limitações. Aprender as equações que regem os dispositivos MOS nas suas diferentes regiões de operação, os esquemas de polarização ótimos, bem como os seus modelos de pequenos sinais a baixas e a médias/altas frequências. Compreender os efeitos de corpo, efeitos de modulação de canal e efeitos de canal curto nos dispositivos MOS. Adquirir as noções básicas sobre ruído em circuitos.

Saber analisar diversos circuitos em CC no domínio do tempo discreto e saber analisar e projetar filtros de 1ª ordem em CC. Compreender bem os efeitos nefastos inerentes à injeção de carga dependente e independente de sinal bem como as técnicas mais utilizadas para os minimizar.

Caracterização geral

Código

10501

Créditos

6.0

Professor responsável

João Carlos Palma Goes

Horas

Semanais - 4

Totais - 52

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Ter realizado e tido aproveitamento nas UCs de TCE (CEE), Eletrónica I e Eletrónica II.

Bibliografia

- [recomendado / recommended] David Johns, Ken Martin, Analog Integrated Circuit Design, 1997/2011, John Wiley & Sons.
- [opção 1 / option 1] Behzad Razavi, Design of Analog CMOS Integrated Circuits, 2001, McGraw-Hill.
- [opção 2 / option 2] Willy Sansen, Analog Design Essentials, 2006, Springer.
- Diapositivos /slides disponíveis / available no / in Moodle.

Método de ensino

Nas aulas teórico-práticas (um total de 14) as metodologias e técnicas de projecto de circuitos são apresentadas e explicadas em detalhe. Os alunos ao frequentarem estas aulas adquirem os conceitos teóricos de suporte necessários para o projecto de circuitos. Em cada aula, pelo menos um exemplo prático é dado, o que ilustra os conceitos dados e permite uma maior compreensão por parte dos alunos. As aulas teóricas têm a duração de duas horas e são semanais. As aulas teóricas incidem na apresentação de métodos e ferramentas analíticas necessárias para a análise e dimensionamento óptimo de amplificadores CMOS de moderada complexidade bem como da análise de circuitos em condensadores comutados quer o domínio do tempo quer na frequência. São frequentemente utilizadas transparências mas a resolução e análise dos circuitos é sempre efectuada no quadro (a giz) de forma muito detalhada.

As aulas práticas têm uma duração de 2 horas, havendo uma aula semanal (num total de 12 aulas). Em cerca de 25% das aulas práticas (3 aulas num total de 12) são resolvidos pelos alunos alguns problemas associados à matéria teórica (exceptuando-se os circuitos em condensadores comutados que são cobertos de forma exaustiva e exclusiva nas aulas teóricas). As restantes aulas são habitualmente dedicadas a execução dos dois trabalhos de laboratório (com duração de várias aulas) onde, no segundo e último trabalho, se dá total autonomia aos alunos.

Método de avaliação

A avaliação é feita através de 2 trabalhos feitos em grupos de três alunos e de 2 Testes (T) individuais ou, opcionalmente, 1 exame individual de recurso.

Os testes terão pesos diferenciados de 2/3 e 1/3, respetivamente para o 1º e para o 2º.

Os trabalhos práticos serão realizados em várias aulas práticas e conduzem a uma nota de frequência, calculada como a sua média aritmética.

 A nota final (NT) é obtida através da nota de frequência dos 2 trabalhos de laboratório (NF) e da nota da média ponderada dos 2 Testes (NT = 2/3*NT1+1/3*NT2) ou do exame final (NE), de acordo com: NT = (0.3*NF+0.7* (NT ou NE)). Só são considerados aprovados alunos com NF e NE não inferior a 9.5 valores (onde NT_i >= 8.0).

Conteúdo

A unidade curricular encontra-se dividida em 5 macro-módulos:
- Tecnologia CMOS;
- Projecto de Amplificadores CMOS;
- Tipos de ruído, ruído amostrado (kT/C) e cálculo do factor de excesso de ruído em amplificadores CMOS;
- Análise e projecto de circuitos em condensadores comutados (CC) no domínio do tempo discreto;
- Projecto de filtros discretos utilizando técnicas de condensadores comutados.