Институт электроники и телекоммуникаций. Направление «Электроника и наноэлектроника»

1.

Направление «Электроника и
наноэлектроника»
Институт электроники и телекоммуникаций
Руководитель образовательного направления, доцент, к.ф.-м.н. Лобода В.В.

2.

Направление образовательной программы
Приобретение знаний, умений и навыков в области теоретических и
экспериментальных исследований, а также математического и компьютерного
моделирования, проектирования объектов микро- и наноэлектронной компонентной
базы.

3.

Процесс обучения
• Изучение и исследование физических процессов в материалах электронной
техники.
• Изучение методов построения приемно-передающих беспроводных устройств, СВЧ
интегральных схем, синтезаторов частот, усилителей мощности и других
устройств.
• Изучение
современного
программного
обеспечения
для
моделирования
и
проектирования объектов электронной компонентной базы.
• Знакомство с основами
технологий полупроводникового производства изделий
микро- и наноэлектроники.

4.

В результате обучения студенты научатся
• Определять и измерять параметры и характеристики компонентов и
устройств микро- и наноэлектроники различного назначения.
• Выбирать функциональные материалы и подходящие тех. процессы для
изготовления устройств микро- и наноэлектроники.
• Разрабатывать и моделировать устройства полупроводниковой техники.
• А также разрабатывать принципиальные электрические схемы цифровых и
аналоговых блоков.

5.

Основные дисциплины
Теория электрических цепей
Физические основы электроники
Материалы электронной техники
Физика конденсированного состояния
Основы компьютерного моделирования микроэлектронных устройств
Аналоговая и цифровая схемотехника
Устройства СВЧ и антенны
Основы технологии электронной компонентной базы
Основы оптоэлектроники
Основы теории связи
Основы построения устройств приема, обработки и передачи сигналов

6.

Научные направления работ
СВЧ интегральные схемы малошумящих усилителей, синтезаторы частот, генераторы
тактовых импульсов, усилителей мощности, МЭМС
Генератор тактовых импульсов
на рабочей плате
Один из видов реализации
электрической
схемы генератора тактовых
импульсов
Акселерометр в виде МЭМС

7.

Научные направления работ
Аналоговые
интегральные схемы и
аналого-цифровые преобразователи,
цифроаналоговые преобразователи на основе КМОП с различными выходными
параметрами.
Суть работы АЦП
Электрическая схема
дельта-сигма АЦП
АЦП в виде законченного
изделия в корпусе

8.

Научные направления работ
Волоконно-оптические датчики, фотодиоды, устройства сбора энергии, в том числе
термоэлектрические генераторы
Солнечные панели, составленные
из множества фотоэлементов
Конструкция полупроводникового
термоэлектрического генератора
Исполнение фотодиода в корпусе и его
обозначение на электрической схеме

9.

Научные направления работ
Высокотемпературная электроника для космической отрасли и приемопередающие
антенны
Конструкция четырехканального
приемного СВЧ-модуля
Структурная схема и внешний вид
антенного переключателя, выполненного
в виде многослойной интегральной
схемы

10.

Научные направления работ
Базовые основы программирования в том
числе микроконтроллеров
Схематичное изображение структуры
микроконтроллера

11.

Научные направления работ
Изучение и расчеты характеристик, свойств, совместимости и синтез перспективных
материалов, востребованных в устройствах полупроводниковой отрасли
Реализации гибкой электроники на
органических полевых транзисторах
Пример нового изотропного теплопроводящего полимера - поли(3гексилтиофена), получаемого осаждением из паровой фазы, который
имеет перспективные высокие показатели теплопроводности

12.

Разработка и проектирование
Разработка схемотехнических решений, в зависимости от задачи, производится на программном
обеспечении для автоматизации проектирования электронных устройств Microwave Office,
Advanced Design System (ADS), Cadence Design System, ANSYS, Comsol, LTSpice.
Карта нагрева интегральной схемы
полученная в среде ANSYS
Проектирование в среде разработки Cadence Virtuoso

13.

Разработка и проектирование
Современное программное обеспечение при проектировании схемотехники будущего
устройства поддерживает так называемое вложение или наследуемость элементов
Реализация
логического
элемента И-НЕ
на КМОП
транзисторах
Логический
элемент
И-НЕ
Реализация Dтриггера на
логических
элементах И-НЕ
Счетчик на
D-триггерах
D - триггер

14.

Производство
Разрабатываются как заказные интегральные схемы, так и библиотечные компоненты
на основе Si КМОП, КНИ, GaAs, GaN, МЭМС технологий.
Организация производства представляет фаблесс модель. Изготовление кристаллов
интегральных схем осуществляется по программе Europractice либо на зарубежных
полупроводниковых фабриках UMC, X-Fab, IHP, Winsemiconductors, либо на
отечественных предприятиях Санкт-Петербурга, Зеленограда.

15.

Оборудование
Rohde & Schwartz ZVA40 и ZVL
Векторный анализатор цепей (до 40 ГГц)
и Анализатор электрической цепи (до 6 ГГц, 50 Ом)
Cascade Microtech PA200
Автоматическая зондовая станция для
радиочастотных измерений

16.

Оборудование
SBA 458 Nemesis
Устройство для измерения электропроводности,
термо-ЭДС (коэф. Зеебека) в различных газовых
средах и вакууме
K&S 4522
Ручной полуавтоматический сварочный аппарат с
возможностью соединения проводов до 18 микрон

17.

Примеры выполненных работ
Интегральная КМОП-схема
приемного тракта системы
СВЧ
идентификации.
Используется
для
идентификации
транспортных средств и
контроля
доступа
на
объекты
повышенной
безопасности.

18.

Примеры выполненных работ
Микроэлектронные IP блоки системы
мониторинга
высокотемпературных
объектов

19.

Примеры выполненных работ
Интегральная
схема
фазоамплитудного манипулятора
с
использованием
КМОПтехнологии компании UMC с
минимальным
разрешением
180 нм. Полоса рабочих частот
фазоамплитудного манипулятора
от 2,7 до 3,1 ГГц

20.

Сотрудничество и партнеры

21.

Предстоящее мероприятие
Все желающие приглашаются посетить обзорную экскурсию 31 октября в Научноисследовательский
корпус
(НИК)
Санкт-Петербургского
политехнического
университета Петра Великого ауд. Г3.40.

22.

Вопросы
1. Что такое интегральная схема?
2. По какому принципу изготавливаются разработанные интегральные схемы?
3. В чем преимущества органической тонкопленочной электроники?
4. Где применяется высокотемпературная электроника?
5. Помимо разработки самих схем, чем еще занимается направление?