Plan de estudios del examen de la Universidad de Fudan
Esquema del examen de diseño de circuitos integrados y circuitos electrónicos para graduados de la Universidad de Fudan 2005
Este esquema de revisión es para Está formulado para facilitar que los candidatos revisen el curso "Circuitos electrónicos y diseño de circuitos integrados". El programa de estudios proporciona algunos libros de referencia y los candidatos pueden elegir el libro de referencia adecuado según su situación real.
Primera parte de circuitos analógicos
Preguntas tipo test: preguntas y respuestas, análisis y cálculo.
Libros de referencia: ① Tong et al., "Basics of Analog Electronic Technology" (3.ª edición), Higher Education Press, 2001.
(2) Xie et al., ed., "Linear Part of Electronic Circuits" (4ª edición), Higher Education Press, 1999.
Lan Hongxiang, Conceptos básicos de circuitos electrónicos, People's Education Press, 1981.
Puntuación total: 50 puntos
1 Análisis de circuitos (③ o el primer capítulo de otros libros de texto de análisis de circuitos)
Leyes y teoremas básicos de circuitos;
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Ley de tensión y corriente de Master Kirchhoff; ley de fuente de tensión equivalente; principio de superposición de fuente de corriente equivalente;
Las redes de circuitos lineales se pueden resolver mediante el método de tensión de nodo.
Métodos generales de análisis de circuitos lineales:
Ser capaz de escribir la función de transferencia de redes de circuitos lineales.
Comprender los conceptos básicos del análisis de estado estacionario y del análisis transitorio.
Dominar los conceptos básicos de las características de amplitud-frecuencia y características de fase-frecuencia de redes lineales.
Las características de frecuencia se pueden analizar mediante diagramas de Bode.
2. Dispositivos semiconductores (① o ②)
Comprender la estructura y los principios de las uniones PN y dominar las características voltamperaje de las uniones PN.
Dominar las curvas características y parámetros de los diodos semiconductores y sus aplicaciones básicas: rectificación, limitación y sujeción.
Transistores bipolares:
Comprender la estructura y el principio de amplificación de los transistores bipolares.
Dominar las características voltamperios de los transistores bipolares; Circuito equivalente de CA de pequeña señal de un transistor bipolar y calcular cada parámetro.
Transistores de efecto de campo:
Domina la estructura y el principio de funcionamiento de los transistores de efecto de campo y distingue las diferencias entre los seis tipos de transistores de efecto de campo;
Domina la comunicación de transistores de efecto de campo Circuito equivalente de señal pequeña y puede calcular varios parámetros.
3. Circuito amplificador básico (① o ②)
Indicadores de rendimiento del circuito amplificador:
Ganancia (factor de amplificación), impedancia de entrada e impedancia de salida, y Dominar sus conceptos y métodos de cálculo.
Transistor * * *Circuito amplificador emisor:
Distinga entre ruta de CC y ruta de CA;
Utilice un método de estimación aproximado para determinar el punto de funcionamiento de CC del amplificador. circuito;
Utilice el método del circuito equivalente de pequeña señal para estimar los indicadores de rendimiento del circuito amplificador: ganancia, impedancia de entrada e impedancia de salida;
Utilice el método gráfico para determinar la dinámica de salida rango y distorsión de la forma de onda de salida.
Transistor * * * base y ** conjunto de circuito amplificador.
Comprenda los principios de funcionamiento y las características del circuito de los dos circuitos anteriores.
Los dos circuitos de amplificación anteriores; circuitos Los indicadores de rendimiento del circuito se pueden estimar simplemente: ganancia, impedancia de entrada, impedancia de salida;
Estar familiarizado con las similitudes y diferencias en los indicadores de rendimiento de los tres circuitos de amplificación y poder elegir el circuito apropiado en diferentes situaciones;
Comprender las similitudes y diferencias en las características de frecuencia de los tres circuitos amplificadores conectados.
Circuito amplificador de fuente FET * * *;
Según las características de voltios-amperios del transistor de efecto de campo, se puede determinar el punto de funcionamiento de CC del circuito amplificador; >
Utilice señales pequeñas, etc. Se utiliza el método de circuito efectivo para estimar el índice de rendimiento del circuito amplificador.
Circuito amplificador diferencial:
Estar familiarizado con el principio de funcionamiento y las características del circuito de los circuitos amplificadores diferenciales;
Dominar el método de estimación del índice de rendimiento de los circuitos amplificadores diferenciales.
Circuito de salida complementario:
Estar familiarizado con el principio de funcionamiento y las características del circuito de salida complementario;
Comprender las causas y los métodos de eliminación de la distorsión cruzada en el circuito de salida complementario.
Circuito amplificador multietapa:
Domina el método de estimación de ganancia, impedancia de entrada e impedancia de salida del circuito amplificador multietapa.
Cuarto, retroalimentación negativa (① o ②) en el circuito amplificador
Concepto básico de retroalimentación:
Comprender correctamente el bucle abierto
Los conceptos de retroalimentación positiva y retroalimentación negativa, retroalimentación de CC y retroalimentación de CA, retroalimentación de voltaje y retroalimentación de corriente, retroalimentación en serie y retroalimentación en paralelo;
Ser capaz de utilizar correctamente el método de polaridad instantánea para determinar la polaridad de la retroalimentación. .
Configuración del circuito de amplificación de retroalimentación negativa;
Juzga correctamente cuatro configuraciones diferentes de retroalimentación negativa;
Domina las características del circuito de cuatro configuraciones diferentes de retroalimentación negativa y sus respectivas similitudes y diferencias que afectan el rendimiento del circuito;
Se pueden introducir formas de retroalimentación apropiadas en el circuito según sea necesario.
Análisis del circuito amplificador de retroalimentación negativa profunda:
Domine el método de cálculo del circuito amplificador de retroalimentación negativa profunda.
Oscilación autoexcitada del circuito amplificador de retroalimentación negativa y su método de eliminación:
Comprender las causas de la autooscilación del circuito amplificador de retroalimentación negativa y los métodos para eliminar la oscilación.
Verbo (abreviatura de verbo) amplificador operacional integrado y sus bases de aplicación (① o ②)
Estar familiarizado con los parámetros de rendimiento del amplificador operacional integrado;
Ganancia de modo diferencial, **ganancia de modo, **relación de rechazo de modo, compensación de entrada, ancho de banda de ganancia unitaria, velocidad de respuesta, etc.
Métodos básicos de análisis de circuitos lineales basados en amplificadores operacionales integrados:
Dominar los métodos básicos de análisis de circuitos amplificadores operacionales ideales: método de cortocircuito virtual y método de circuito abierto virtual;
Capaz de escribir la función de transferencia de un circuito lineal compuesto por un amplificador operacional integrado.
Análisis de circuito de aplicación típica basado en amplificador operacional integrado:
Análisis de circuito operativo básico;
Circuito fuente de corriente;
Amplificador de carga activa análisis de circuito;
Análisis de circuito amplificador multietapa de acoplamiento directo;
Análisis de circuito de etapa de salida complementaria;
Principio de funcionamiento y análisis del circuito amplificador operacional integrado método.
Análisis de circuitos de filtros activos de primer orden y segundo orden;
Análisis de circuito de oscilación RC: frecuencia de oscilación y condiciones de arranque:
Basado en funcionamiento integrado Análisis de fuente de alimentación regulada en serie de amplificador;
Análisis de circuito amplificador de potencia basado en amplificador operacional integrado y circuito complementario;
Otros circuitos de aplicación compuestos por amplificador operacional integrado.
Parte 2 Circuitos Digitales
Preguntas de examen: preguntas y respuestas, análisis y cálculo.
Bibliografía: ①Chen, Fundamentos de lógica digital, Fudan University Press, 2004.
Yong Xinsheng, Diseño lógico de circuitos digitales integrados, Fudan University Press, 1987.
Puntuación total: 50 puntos
1. Álgebra lógica
Dominar las operaciones básicas, teoremas, leyes y leyes del álgebra lógica;
Utilice álgebra lógica y mapas de Karnaugh para simplificar funciones lógicas:
Domine los métodos de conversión mutua de varias formas de funciones lógicas;
Y, O, Y NO, O NO, Y NO , XOR, XOR.
Dominar el método de simplificación del mapa de Karnaugh;
Dominar el método de simplificación de funciones lógicas determinadas de forma incompleta;
Dominar el método de simplificación de funciones lógicas de múltiples salidas.
2. Circuito lógico de combinación de puerta (① o ②)
Domina las características básicas de entrada y salida del circuito de puerta;
Circuito de puerta TTL, puerta CMOS circuito;
Puerta de tres estados, compuerta de colector abierto (drenaje).
Dominar los métodos de análisis de circuitos lógicos combinacionales;
Estar familiarizado con la estructura y funciones lógicas de los módulos de circuitos lógicos combinacionales de uso común;
Codificadores y decodificadores;
Circuito aritmético;
Comparador digital;
Multiplexor;
Demultiplexor
Master El proceso de diseño de combinacional circuitos lógicos;
Diseño basado en circuitos de compuerta;
Diseño de circuito lógico combinacional basado en módulos de circuitos lógicos combinacionales de uso común.
Comprender los fenómenos de riesgo en los circuitos lógicos combinacionales y cómo eliminarlos.
Tres. Flip-flops y circuitos lógicos secuenciales
1. Flip-flops y sus circuitos de aplicación simples (① o ②)
Domine los cuatro tipos básicos de flip-flops y sus descripciones de estado;
Tipo RS, tipo JK, tipo d, tipo t.
Domina los métodos de conversión mutua de tipos de disparadores.
Domina las aplicaciones sencillas de los disparadores:
Grabador, contador de ondas viajeras.
2.Análisis y diseño de circuitos secuenciales síncronos (② y ①)
Comprender la descripción de circuitos secuenciales.
Método:
Dos modelos de circuitos secuenciales: modelo de Milly y modelo de Moore:
Similitudes y diferencias entre los dos modelos;
Conversión de modo de dos modelos.
Dominar los métodos de análisis de circuitos secuenciales síncronos;
Tablas de transición de estados, diagramas de transición de estados y diagramas de tiempos.
Estar familiarizado con la estructura y funciones lógicas de los módulos de circuitos secuenciales síncronos comunes;
Registros de desplazamiento;
Contadores síncronos.
Dominar el método de simplificación de estados de circuitos secuenciales;
Describir completamente la simplificación de la tabla de estados;
Describir de manera incompleta la simplificación de la tabla de estados.
Dominar el proceso de diseño de circuitos secuenciales síncronos;
Diseño de circuitos secuenciales síncronos basados en flip-flops (diseño de máquinas de estados);
Máquinas de estados con estados redundantes Diseño;
Diseño de contador síncrono basado en flip-flops;
Diseño de contador síncrono basado en módulo contador;
Problema de autoarranque en diseño de circuito secuencial síncrono.
3. Análisis y diseño de circuitos secuenciales asíncronos (② y ①)
Comprender dos tipos de circuitos secuenciales asíncronos:
Circuitos secuenciales asíncronos básicos;
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Circuito secuencial asíncrono de impulsos.
Dominar los métodos de análisis de circuitos secuenciales asíncronos.
Comprender los fenómenos de riesgo y contención en circuitos secuenciales asíncronos básicos y sus métodos de eliminación;
La diferencia entre contención crítica y contención no crítica;
A través del Diagrama de flujo de estados Métodos para descubrir la competencia crítica;
Método de eliminación de la competencia crítica;
Fenómenos de riesgo en circuitos secuenciales asíncronos.
4. Circuito lógico array (2)
Los principios básicos de la memoria de sólo lectura y su aplicación en lógica combinacional.
Principios básicos del PLA y su aplicación en lógica combinacional.
La tercera parte es el diseño de circuitos integrados
Preguntas tipo test: pregunta y respuesta, análisis y cálculo.
Bibliografía: ①Yu Yi, "Circuitos integrados de aplicaciones específicas" (Capítulos 1, 2, 3, 5), Electronic Industry Press, 2004.
②Jan M. Rabaey, Circuitos integrados digitales, Prentice Hall, 1999.
③Razavi, "Diseño de circuito integrado CMOS analógico", Xi'an Jiaotong University Press, 2003.
Puntuación total: 50 puntos
I. Diseño de circuitos integrados analógicos
1. Introducción al diseño de circuitos integrados analógicos CMOS
2. Conceptos físicos básicos de los dispositivos MOS
3. Análisis de amplificadores de una sola etapa
Se analiza la ganancia, linealidad, oscilación de voltaje, consumo de energía e impedancia de entrada/salida del circuito.
* * * Nivel de fuente, seguidor de fuente, * * * nivel de puerta, * * * nivel de fuente * * * puerta.
4. Amplificador diferencial
Análisis básico de pares diferenciales
Amplificador diferencial cargado MOS
Amplificador diferencial CMOS
5. Respuesta de frecuencia del amplificador de una sola etapa
* * * Análisis de respuesta de frecuencia de la etapa fuente, seguidor de fuente, * * nivel de puerta, * * nivel de puerta * * * fuente y amplificador diferencial.
6. Circuito de polarización
Fuente de corriente básica
Fuente de corriente cascode de bajo voltaje.
Circuito de polarización independiente de la potencia y la temperatura
7. Amplificador operacional CMOS
Parámetros de rendimiento del amplificador operacional CMOS
Primeros dos Amplificadores operacionales CMOS de etapa y aumento de ganancia
Amplificadores operacionales CMOS de dos etapas: estructura general, rango de entrada, * * retroalimentación de modo, velocidad de respuesta y compensación de frecuencia.
2. Diseño de circuitos integrados digitales
1 Dispositivos de circuito integrado
1.1 Diodo PN (características ideales y efecto de segundo orden)
1.2 Transistor de efecto de campo MOS (características ideales y efecto de segundo orden)
2 Inversor CMOS
2.1 Características y parámetros estáticos
2.2 Características y parámetros dinámicos
2.3 Características del consumo de energía
3 Lógica combinacional CMOS
3.1 Lógica CMOS complementaria estática
3.2 Lógica CMOS proporcional (estructura cuasi-NMOS)
3.3 Lógica de transistor de paso
3.4 CMOS dinámico
Lógica secuencial 4 CMOS
4.1 Registros y pestillos estáticos
4.2 Registros y pestillos dinámicos
4.3 Circuitos secuenciales no biestables
En tercer lugar, conocimientos básicos sobre diseño asic
1, Conceptos básicos asic
1.1 Tipos y características de circuitos integrados para aplicaciones específicas
1.2 Proceso de diseño y fabricación de circuitos integrados
1.3 Estado actual y tendencias de desarrollo de la tecnología ASIC
2.Proceso de diseño ASIC y método de diseño
2.1 Proceso de diseño de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba
2.2 Lenguaje de descripción de hardware y descripción del diseño
2.3 Métodos de diseño
Síntesis lógica, verificación de nivel de comportamiento, verificación de temporización dinámica y estática, verificación de diseño y simulación posterior al diseño, etc.
3.Método de prueba ASIC
3.1 Método de prueba del circuito combinacional
3.2 Método de prueba del circuito secuencial
3.3 Diseño de capacidad de prueba
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4. Herramientas generales de diseño
5. Conocimientos básicos sobre FPGA