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Neuromorphic circuits and devices
GIUSEPPE IANNACCONE
Academic year2023/24
CourseELECTRONIC ENGINEERING
Code1129I
Credits6
PeriodSemester 1
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
CIRCUITI E DISPOSITIVI NEUROMORFICIING-INF/01LEZIONI60
STEFANO DI PASCOLI unimap
GIUSEPPE IANNACCONE unimap
SEBASTIANO STRANGIO unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Teoria del MOSFET sottosoglia.

Criteri di progettazione di circuiti analogici sottosoglia.

Circuiti notevoli: amplificatore operazionel mono e bi-stadio, riferimenti

di tensione e corrente.

Knowledge

Theory of operation of MOS transistors in  the subthreshold region.

Design criteria od subthreshold analog circuits.

Basic circuits: OPAMP, voltage end current references.

Modalità di verifica delle conoscenze

Prova Orale

Assessment criteria of knowledge

Oral test.

Capacità

Simulare con SPICE circuiti analogici in regime sottosoglia

Skills

SPICE simulation of subthreshold analog circuit.

Modalità di verifica delle capacità

Analisi di un circuito presentato in letteratura.

Assessment criteria of skills

Analisys of a circuit from a published paper.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Conoscenza della teoria dei dispositivi a semiconduttore.

Prerequisites

Theory of semiconductor devices.

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Riepilogo del MOSFET e introduzione del funzionamento sottosoglia. Descrizione
fenomenologica del funzionamento sottosoglia. Confronto con il BJT.
Pendenza sottosoglia.

Teoria della conduzione sottosoglia e calcolo della carica
mobile di canale in debole inversione.

Parametri sottosoglia gm e gm/Ids. Cenni al modello EKV. Parametri e
cifre di merito tratte dal modello EKV. Flusso di progetto. Uso di SPICE
in regime sottosoglia.

Esempi di dimensionamento di circuiti sottosoglia: amplificatore
operazionale monostadio.

Rumore nei NOSFET  sottosoglia. Simulazione SPICE del rumore.
Generatore di corrente autopolarizzante.

Amplificatore operazionale a due stadi: dimensionamento.

Dipendenza di Vth dalla temperatura. Circuito PTAT e bandgap. Esempi.

Esempi dalla letteratura.

Syllabus

Recap of MOSFET theroy and introduction to subthreshold operation. Basic description of subthreshold operation.Comparison with BJT. Subthreshold slope factor.

 

Subthreshold theory of operation and calculation of mobile charge in weak inversion regime.

Subthreshold parameters gm and gm/Ids. Introduction to EKV model. Parameters and FOM from EKV model. Design procedures for subthreshold circuits. SPICE simulation in subthreshold region.

Subthreshold design example: single stage opamp.

Noise in subthreshold MOSFETs. SPICE noise simulation.
Self-biasing current generator

Two stage opamp: design.

Temperature dependance of Vth. PTAT and Bandgap circuits. Examples

Example circuits from literature.

Modalità d'esame

Analisi articolo a scelta in rosa suggeritas dal docente.

Prova orale

Updated: 04/09/2023 17:09