Program tanımları
Elektronik Mühendisliği Doktora Programı
Ders Listesi
Physics of Advanced Semiconductor Devices
Advanced Topics in Electronics
RF Circuit Design
Sistem Kuramına Geometrik Yaklaşım
Low-power Electronic System Design
Uzmanlık Alan Dersi
VLSI Teknolojisinde Temel Süreçler
Advanced Topics in Electronics
Elektronik Devrelerin Yapay Sinir Ağları ile Tasarımı
Elastik Dalga Elemanları ve Uygulamaları
Phase-Locked Systems
MOSFET Modeling and Analog Circuit Design with BSIM3
Design of Integrated Data Converters
Uzmanlık Alan Dersi
Ders İçerikleri
Physics of Advanced Semiconductor Devices (İleri Yarıiletken Elemanların Fiziği)
Katı hal fiziğinin temel kavramları. Yarıiletken elemanların fiziği ve işleyişine ilişkin temel kavramlar; yarıiletken eleman içinde yük taşınması olayının modellenmesi. Heterojonksiyonlar ve heterojonksiyonlu elemanların çalışma temelleri; Schottky ( Mott) bariyeri; Schottky diyodunun işleyişi ve modellenmesi. Derin mikronaltı boyutlara ufaklaştırılmış MOSFETlerin modellenmesi; sıcak taşıyıcılar ve sıcak taşıyıcı etkilerinin modellenmesi, Silicon-On-Insulator teknolojisi (SOI) ve SOI tranzistorların modellenmesi. Özel yarıiletken elemanların yapıları ve çalışma temellerinin incelenmesi (FLASH ROM, SiGe MOSFET vb.).
Advanced Topics in Electronics (Elektronikte İleri Konular )
RF Circuit Design (Yüksek Frekans Devrelerinin Tasarımı)
Devre tanımları; devrelerin matris gösterimleri, etkin elemanların modelleri , saçılma ve zincir saçılma parametreleri tanıtımları, kararlılık koşulları.İki kapılı devrelerde gürültü; iki kapılı devrelerin gürültü modelleri, ardışık bağlı devrelerin gürültü sayıları, gürültü ilinti matrisi. RF tranzistor S parametreleri, güç ve gürültü uyumu; SBP transistor, GaAs MESFET ve hetereojonksiyon transistor için küçük işaret ve gürültü modelleri, d.a kutuplama yöntemleri, geniş bandlı empedans uyum kuramı. YF kuvvetlendirici tasarım yöntemleri; tek katlı tasarım, çok katlı tasarım. YF osilatörleri tasarım yöntemleri; bastırılmış smith abağı, iki kapılı osilatör tasarımı, osilatör çıkış gücü, doğrusal olmayan osilailatör modelleri. YF karıştırıcıları; diyotlu karıştırıcı kuramı, dengesiz karıştırıcılar, tek ve çift dengeli karıştırıcılar, FET karıştırıcılar.
Sistem Kuramına Geometrik Yaklaşım
Matematiksel ön bilgiler: Doğrusal dönüşümler ve matris gösterilimleri, bölüm uzayları ve değişmez alt uzaylar. Yönetilebilirlik ve gözlenebilirliğin geometrik yorumu, Kalman ın kanonik ayrışımı, karalılaştırılabilirlik, sezilebilirlik. Geometrik yaklaşımla geri beslemeli sistem tasarımı:kutup yerleştirme ve kararlılaştırma. Bozucu bastırma ve çıkış kararlılaştırma problemi, (A,B) değişmez alt uzaylar. Gözleyici tasarımı ve uygulamaları: indirgenmiş dereceli gözleyiciler, bozucu bastırılmış kestirim problemi, (C,A) değişmez alt uzaylar. Yönetilebilirlik alt uzayları, iletim sıfırları, yönetilebilirlik indisleri. Yörünge izleme ve denetim: İç kararlı denetleyici, yapısal kararlı denetleyici problemleri. Etkileşimsiz kontrol problemi.
Low-power Electronic System Design (Düşük Güçlü Elektronik Sistem Tasarımı)
Sistem seviyesi modeller ve tasarım problemleri: Sistemin tanımı, kaynaklar, mimari yapılar, haberleşme mimarileri, donanım/yazılım bölmeleme. Donanım güç tüketimi optimizasyonu: Verinin gösterilim şekli seçenekleri, veri korelasyonu, veri yolu kodlaması ve veri yolu arayüz tasarımı, bellek tasarımı, işlemci tasarımı. Dinamik güç tüketimi yönetimi: Gerekler, güç tüketimi yönetimi, gerçekleme örnekleri. Projeler: Tasarım deneyleri, geliştirme araçlarının kullanımı.
Uzmanlık Alan Dersi
Danışmanın yönetimindeki tez seviyesinde olan tüm doktora öğrencilerinin çalışma konularının ve bu konulardaki yeni gelişmelerin değerlendirilmesi.
VLSI Teknolojisinde Temel Süreçler
Tümdevre teknolojisine genel bakış. Silisyum ve III-V yarıiletken teknolojilerinin karşılaştırılması, slisyum tümdevre üretim sürecinin temel adımları. Litografi ve litografi cihazları. Gaz kinetiği ve plazma. CVD ve PVD yöntemleri ile ince filmlerin oluşturulması. Oksit, nitrit ve polisilisyum katmanlar ve bunların VLSI ve ULSI teknolojilerinde kullanım alanları. Katkılama süreçleri, iyon ekme, difuzyon ve epitaksi. Kuru aşındırma süreçleri ve değişik katmanların aşındırılması. VLSI ve ULSI teknolojisinde kontaklama ve metalizasyon. Mikronaltı teknolojilerde yalıtım yöntemleri. CMOS ve BiCMOS süreç integrasyonuna örnekler.
Advanced Topics in Electronics (Elektronikte İleri Konular)
Elektronik Devrelerin Yapay Sinir Ağları ile Tasarımı
Elektronik devre ve düzeneklerinin bilgisayar destekli tasarım ve modellenmesinde yapay sinir ağlarının yeri, bu amaç için kullanılabilecek yapay sinir ağlarının tanıtımı, RF/mikrodalga devrelerinin tasarımında yapay sinir ağları, tüm devre tasarımında optimizasyon tekniklerinin yapay sinir ağları ile uygulanması. Yapay sinir ağlarının fiziksel gerçeklenmesi.
Elastik Dalga Elemanları ve Uygulamaları
İzotropik anizotropik ortamlarda akustik kitle ve yüzey dalgalar. Analog ve /veya sayısal eleman olarak elastik dalga elemanlarının incelenmesi. Piezoelektrik transdüktörler, hareketlendiriciler, bantgeçiren süzgeçler, IDT transdüktörler, Analog hücresel alıcılar, Sayısal hücresel alıcılar, dalga kılavuzları, konvolver ve korrelatörler, Akusto-optik etkileşim ve elemanlar, Akustik dalga osilatörleri, Anten dupleksör merdiven süzgeçleri.
Phase-Locked Systems(Faz Kilitlemeli Sistemler)
Geri beslemeli sistemlere genel bakış, faz ve frekans kilitleme kavramları, faz-kilitlemeli çevrim (FKÇ), çevrim analizi, kararlılık, çevrim dinamiği ve diğer karakteristikleri, işaret yakalama ve izleme, faz gürültüsü, FKÇlerin gürültü performansı, çevrim filtreleri, faz dedektörleri, faz/frekans dedektörleri, normal ve kristalli gerilim kontrollü osilatörler, referans osilatörler, bölücüler, sayıcılar ve ön-bölücüler, frekans sentezleme, FKÇ frekans sentezleyiciler, frekans ötelemeli çevrimler, çoklu çevrim ve kesirli-N sentezleyiciler, faz ve frekans modülasyon ve demodülasyonu, sayısal FKÇ, örnek sistemler, bilgisayarla FKÇ analizi ve tasarımı, sayısal sentezleyiciler.
MOSFET Modeling and Analog Circuit Design with BSIM3
1. BSIM3 ile MOSFET modellenmesine giriş.
2. BSIM3 akım-gerilim modeli.
*Çekirdek I-V modeli: Yük-yoğunluk modelinin birleştirilmesi; transistor akım modelinin geliştirilmesi ve birleştirilmesi; efektif kanal genişliği ve uzunluğu; eşik gerilimi; ABULK ve eşikaltı eğim parametreleri; taşıyıcıların hareket modeli; geçit fakirleşme etkisi.
*Doymanın yüksek doğrulukta modellenmesi: Kanal boyu modülasyonu etkisi; savak etkili bariyer düşümü etkisi; doymah çalışmada başlangıç I-V eğim karakteristikleri; taban-akimi etkili gövde etkisi.
3. MOSFET dinamiklerinin quasi-statik modellenmcsi.
*Fiziksel nedenler.
*İç yük modeli: Savak ve kaynak yükleri; geçit yükü.
*Quasi-statik modelin BSIM3 formülasyonu: İçsel yükler; dış kapasiteler.
4. Gürültü.
*Model tanımı ve Fiziksel kökenler.
*BSIM3 e adapte edilmiş SPICE2 modelleri: Isıl gürültü; l/f gürültüsü.
*BSIM3 modelleri: Isıl gürültü; l/f gürültüsü.
5. BSIM3 de sıcaklık etkilerinin modellenmesi.
6. BSIM3 ile analog devre tasarımı.
*Genel model.
*DC model.
*Küçük işaret modelhGeçiş iletkenliği; savak-kaynak direnci.
*PMOS transistor: Genel modeli; DC modeli; küçük işaret modeli.
*Analog tasarım denklemleri: NMOS tasarım denklemleri; PMOS tasarım denklemleri.
*Analog tasarım örnekleri: Basit akım referansı ve aynası; kaskod akım kaynağı; akım kaynağı yüklü kuvvetlendirici; kayank izleyici; iki katlı işlemsel kuvvetlendirici.
7. Analog devre tasarım projesi.
*Genel tanımlar ve özellikler.
*Çalışma detayları.
*Tasarım planı.
*Sonuçların oluşturulması, sınama, ve geliştirme.
Design of Integrated Data Converters (Tümleşik Veri Dönüştürücü Tasarımı)
Veri Çevirici temelleri, Başarım sınırlamaları, Karşılaştırıcılar, İzle-Tut devreleri, Nyquist hızlı ADC mimarileri: Flash, İki adımlı çeviriciler, İşhattı, Ardışıl yaklaşıklık, İntegral temelli çeviriciler, Yük dağılımlı, Direnç-kapasite karması, Algoritmik, Katlamalı ve enterpolasyonlu, Zaman bölüşümlü. Nyquist hızlı DAC mimarileri: Merdiven mimarileri, Yük dağılımlı, Karma çeviriciler, Akım yönlendirmeli mimariler. Aşırı örneklemeli çeviriciler: Gürültü şekillendirme olmaksızın aşırı örnekleme, Gürültü şekillendirmeli aşırı örnekleme, Delta-Sigma ADC ve DAC ların sistem mimarisi, Sayısal ondabir süzgeçleri, Yüksek dereceli modülatörler
Uzmanlık Alan Dersi
Danışmanın yönetimindeki tez seviyesinde olan tüm doktora öğrencilerinin çalışma konularının ve bu konulardaki yeni gelişmelerin değerlendirilmesi.
