English

年度	2024年度	開講部局	工学部
講義コード	K6219020	科目区分	専門教育科目
授業科目名	ＣＭＯＳ集積化設計工学
授業科目名 （フリガナ）	シイモスシュウセキカセッケイコウガク
英文授業科目名	CMOS Integrated Design
担当教員名	佐々木　守
担当教員名 (フリガナ)	ササキ　マモル
開講キャンパス	東広島	開設期	3年次生   後期   ４ターム
曜日・時限・講義室	(4T) 月3-4：工220, (4T) 金5-6：工103
授業の方法	講義	授業の方法 【詳細情報】
			講義中心
単位	2.0	週時間		使用言語	J : 日本語
学習の段階	3 : 中級レベル
学問分野（分野）	25 : 理工学
学問分野（分科）	12 : 電子工学
対象学生	工学部第二類　令和２年度入学生および過年度生
授業のキーワード	アナログ回路，モデル化，バイアス方法，小信号等価回路，段間接続，能動負荷，電流ミラー，負帰還回路技術，安定化法，CMOS演算増幅器
教職専門科目		教科専門科目
プログラムの中での この授業科目の位置づけ （学部生対象科目のみ）	電子回路、集積回路基礎、CMOS論理回路設計から続く回路関係の応用、設計を中心とした発展的内容
到達度評価 の評価項目 （学部生対象科目のみ）	電子システムプログラム （能力・技能） ・電子システム分野の基礎概念，知識および手法を具体的・専門的な問題に応用する能力
授業の目標・概要等	集積回路(LSI)はエレクトロニクスの基盤であり，その設計技術を身につけることは極めて重要であるとともに，社会的需要も大きい。一方，技術が集積回路に閉じ込められているためか，必要な技術がわかりにくくなっている．本講義では，集積回路に関する基礎知識を有した学生が，それらの知識を体系化・統合化して，集積回路設計として，実際に応用できることを目指す． なお，「知識・理解」，「能力・技能」の評価項目は，下記のとおりである。 ・電気・電子・システム・情報の各分野において必須とされる基礎的問題の定式化能力とその解決能力
授業計画	第1回　能動素子のモデル化 　電流‐電圧特性から能動素子を電圧制御電流源でモデル化できることを説明する。 第2回　電圧増幅原理の説明 　電圧制御電流源と負荷抵抗だけで電圧増幅器の基本は構成できることを理解する。 第3回　バイアスと伝達コンダクタンス 　バイアス電流で電圧制御電流源の比例係数（伝達コンダクタンス）が定まることを説明する。 第4回　バイアス方法とその安定化 　バイアス方法の説明を通して、その安定化が重要であることを理解する。 第5回　段間接続 　バイアス電圧の異なる段間の接続には容量が必要なことと、そのために低周波信号の増幅が困難になることを電気回路の知識によって理解する。 第6回　能動負荷 　増幅率のため、負荷抵抗を大きくすると電源電圧まで大きくする必要があることを説明する。その解決策として能動負荷を導入する。 第7回　負荷曲線 　能動負荷を採用した場合のバイアス条件を負荷曲線によって理解する。 第8回　差動入力と直接接続 　差動入力と負帰還によって段間のバイアス電圧を等しくでき、容量なしに直接接続できる。そのため、OPアンプは直流信号から増幅できることを説明する。 第9回　差動対 　差動入力を実現する差動対（回路）について説明する。差動信号、同相信号、同相除去比を説明して、同相増幅率を抑える必要性を理解する。 第10回　電流ミラー 　電流ミラーの動作原理を理解して、差動対と電流ミラーによって増幅部のバイアス条件が容易に実現できることを説明する。 第11回　電流バイアス 　２段目の増幅器を接続して、バイアス条件を実現する方法を考える。 第12回　ボード線図による安定解析（1） 　負帰還回路が不安定化する理由をボード線図によって説明する。 第13回　ボード線図による安定解析（2） 　２段構成のOPアンプの伝達関数を小信号等価回路から求める。その伝達関数をボード線図で表して、不安定化する要因を検討する。 第14回　ボード線図による安定解析（3） 　安定化させるための方策を説明して、それを集積回路上で実現するためミラー容量を導入する。 第15回　ボード線図による安定解析（4） 　MOSトランジスタでは、さらに零点の影響を除く必要があることを理解して、その解決方法を学ぶ。 第16回：期末試験 試験に関して：期末試験を行う． 宿題に関して：レポートを課題として課す．
教科書・参考書等	教科書：松澤　昭，「基礎電子回路工学」ーアナログ回路を中心にー，オーム社，2009年 参考書：P.R.グレイ／R.G.メイヤー共著，「超LSIのためのアナログ集積回路設計技術 （上、下）」，培風館，1990年
授業で使用する メディア・機器等
	【詳細情報】	使用する視聴覚教材の種類(プロジェクタ，PC，web)
授業で取り入れる 学習手法
予習・復習への アドバイス	授業内容に関して、まとめや理解できなかった箇所をレポートとして提出する。自ら進んで学習してください。そのため、授業終了後の質問には、丁寧に対応します。
履修上の注意 受講条件等	回路理論I，II，半導体デバイス基礎，過渡現象論，集積回路基礎，電子回路，CMOS論理回路設計を履修していることが望ましい．
成績評価の基準等	レポート（30％）と期末試験（70％）により100点満点で評価し、60点以上を合格とする。
実務経験
実務経験の概要と それに基づく授業内容
メッセージ	講義に関する連絡事項などのアナウンスはもみじの掲示板にて連絡する． オフィスアワーは特に設けないが、希望に応じて対応します。
その他	この科目は第二類の学生を対象とした専門科目であり，第二類における 学習・教育目標の「B：数学，物理および電気・電子・システム・情報分野で必要とされる基礎知識と 論理的思考力」，「C：電気・電子・システム・情報分野における専門知識の修得とこれらを応用する能 力」に対応している．第二類の学習・教育目標の詳細については下記の第二類のホームページ（関連URL1）を参照されたい。 http://www.huis.hiroshima-u.ac.jp/c2/
すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。 回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。