TÜMLEŞİK MİKRODALGA ENTEGRE DEVRELER

AMAÇ

Bu dersin amacı doktora öğrencilerine modern GaAs ve GaN tabanlı yarıiletken Teknolojileri kullanarak Multi-Throw Switch, Voltage Controlled Oscillator, Low Noise Aamplifier, Power Amplifier, Distributed Amplifier, Image Reject Mixer gibi aktif ve pasif MMIC devrelerinin analiz ve tasarımını öğretmek ve bunlarla ile ilgili en son gelişmeler konusunda iyi bir donanım edindirmektir. Haftalık anlatılan derslerin yanısıra güncel yayınlanmış makaleler öğrencilerle birlikte incelenip çalışmanın detayları mütela edilecektir. Bu ders proje tabanlı işlenmektedir. Öğrenciler dönem içi projelerinin yanısıra final projesi olarak seçenekler arasından istedikleri bir konuda GaAs veya GaN bir MMIC teknolojisi kullanarak tasarımlar yapacaktır. Projelerin tasarım, benzetim, serim detayları haftalık yapılacak ara sunumlarda ve dönem sonundaki final sunumunda detaylı olarak tartışılacaktır. Bu dersin sonunda, öğrenciler Keysight’s ADS yazılımı kullanılarak yapılan tipik bir MMIC tasarım akışının kritik adımlarına aşina olacaklardır.

İÇERİK

Bu ders; MMIC’e Giriş, MMIC Nedir? Uygulamaları,MMIC’e Giriş, MMIC Tasarım, İmalat Süreçleri,Yarı İletken Teknolojileri GaAs süreci: Teknoloji, Çalışma Prensipleri, Modeller,Yarı İletken Teknolojileri GaN süreci: Teknoloji, Çalışma Prensipleri, Modeller,Termal Simülasyonlar Termal Analiz, Maksimum Bağlantı Sıcaklığı, Termal Direnç, Termal Kapasitans,Anahtar Yapıları, Teorisi, Performans Metrikleri,Anahtar Yapıları Türler, Topolojiler,Güç Yükselteçleri, Çalışma Teorisi, Performans Metrikleri,Güç Yükselteçleri Sınıfları, Türleri ve Topolojileri,Aşağı/Yukarı Çeviriciler, Karıştırıcılar, Çalışma Teori, Performans Metrikleri ,Aşağı/Yukarı Çeviriciler, Karıştırıcılar Türleri, Topolojileri,Düşük Gürültü Yükselteçleri Teori, Performans Metrikleri, Türler, Topolojiler,Dağılmış Parametreli Yükselteçler Teori, Performans Metrikleri, Türler, Topolojiler,Voltaj Kontrollü Osilatörler Teori, Performans Metrikleri, Türler, Topolojiler; konularını içermektedir.

1. 1

   Students understand the hardware components and their design principles of transceiver systems operating in millimeter frequency bands such as modern 5G communication systems and Radar applications.

   Öğretim yöntemi: Beyin Fırtınası Tekniği, Tersine Beyin Fırtınası Tekniği, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Ödev, Proje Görevi

2. 2

   Students understand the hardware components and operating principles of transceiver systems operating in millimeter frequency bands such as modern 5G communication systems and Radar applications.

   Öğretim yöntemi: Beyin Fırtınası Tekniği, Tersine Beyin Fırtınası Tekniği, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Ödev, Proje Görevi

3. 3

   Students analyze the design principles of circuit elements such as Multi-Throw Switch, Voltage Controlled Oscillator, Low Noise Amplifier, Power Amplifier, Distributed Amplifier and Mixer used in the RF stage of a typical transceiver circuit.

   Öğretim yöntemi: Beyin Fırtınası Tekniği, Tersine Beyin Fırtınası Tekniği, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Ödev, Proje Görevi

4. 4

   Students gain in-depth and up-to-date knowledge about the system structure, sub-components and operating principle, critical design parameters, different types and architectures, design and production steps of wireless transceiver circuits and measurement devices such as Vector Network Analyzer and Spectrum Analyzer.

   Öğretim yöntemi: Beyin Fırtınası Tekniği, Tersine Beyin Fırtınası Tekniği, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Ödev, Proje Görevi

5. 5

   Students gain the ability to make schematic designs and simulations in various semiconductor processes such as GaAs, GaN, IPD, which are used in the design of MMIC circuits.

   Öğretim yöntemi: Beyin Fırtınası Tekniği, Tersine Beyin Fırtınası Tekniği, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Ödev, Proje Görevi

6. 6

   Students conduct a literature review of articles published in the last 5 years on the subject and obtain up-to-date information.

   Öğretim yöntemi: Öğretme – öğrenme yöntem ve stratejileri, öğrencilerin kendi kendine çalışma, yaşam boyu öğrenme, gözlem yapma, başkasına öğretme, sunma, eleştirel düşünme, takım çalışması, bilişimden etkin yararlanma gibi becerilerini arttıracak şekilde seçilmektedir. Ayrıca, öğretim tarzının farklı kabiliyetleri olan öğrencileri destekleyecek biçimde olmasına dikkat edilir. Programında kullanılan eğitim-öğretim metotları aşağıdaki listede verilmiştir **: Eğitim - Öğretim Yöntemleri *, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Ödev

7. 7

   Students gain the ability to perform thermal analysis by using thermal information in the datasheets of various circuits.

   Öğretim yöntemi: Beyin Fırtınası Tekniği, Tersine Beyin Fırtınası Tekniği, Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Ödev, Proje Görevi

8. 8

   Students understand the difference between an MMIC circuit and MIC technologies and conduct cost performance analysis between them.

   Öğretim yöntemi: Deneyimle Öğrenme Modeli · Değerlendirme: Ödev

HAFTALIK PLAN

1. HAFTA 1

   MMIC’e Giriş, MMIC Nedir? Uygulamaları

   Ön hazırlık: Ders notları, ders kitabı, referans kitaplar

2. HAFTA 2

   MMIC’e Giriş, MMIC Tasarım, İmalat Süreçleri

   Ön hazırlık: Ders notları, ders kitabı, referans kitaplar

3. HAFTA 3

   Yarı İletken Teknolojileri GaAs süreci: Teknoloji, Çalışma Prensipleri, Modeller

   Ön hazırlık: Ders notları, ders kitabı, referans kitaplar

4. HAFTA 4

   Yarı İletken Teknolojileri GaN süreci: Teknoloji, Çalışma Prensipleri, Modeller

   Ön hazırlık: Ders notları, ders kitabı, referans kitaplar

5. HAFTA 5

   Termal Simülasyonlar Termal Analiz, Maksimum Bağlantı Sıcaklığı, Termal Direnç, Termal Kapasitans

   Ön hazırlık: Ders notları, ders kitabı, referans kitaplar

6. HAFTA 6

   Anahtar Yapıları, Teorisi, Performans Metrikleri

   Ön hazırlık: Ders notları, ders kitabı, referans kitaplar

7. HAFTA 7

   Anahtar Yapıları Türler, Topolojiler

   Ön hazırlık: Ders notları, ders kitabı, referans kitaplar

8. HAFTA 8

   Güç Yükselteçleri, Çalışma Teorisi, Performans Metrikleri

   Ön hazırlık: Ders notları, ders kitabı, referans kitaplar

9. HAFTA 9

   Güç Yükselteçleri Sınıfları, Türleri ve Topolojileri

   Ön hazırlık: Ders notları, ders kitabı, referans kitaplar

10. HAFTA 10

    Aşağı/Yukarı Çeviriciler, Karıştırıcılar, Çalışma Teori, Performans Metrikleri

    Ön hazırlık: Ders notları, ders kitabı, referans kitaplar

11. HAFTA 11

    Aşağı/Yukarı Çeviriciler, Karıştırıcılar Türleri, Topolojileri

    Ön hazırlık: Ders notları, ders kitabı, referans kitaplar

12. HAFTA 12

    Düşük Gürültü Yükselteçleri Teori, Performans Metrikleri, Türler, Topolojiler

    Ön hazırlık: Ders notları, ders kitabı, referans kitaplar

13. HAFTA 13

    Dağılmış Parametreli Yükselteçler Teori, Performans Metrikleri, Türler, Topolojiler

    Ön hazırlık: Ders notları, ders kitabı, referans kitaplar

14. HAFTA 14

    Voltaj Kontrollü Osilatörler Teori, Performans Metrikleri, Türler, Topolojiler

    Ön hazırlık: Ders notları, ders kitabı, referans kitaplar

DEĞERLENDİRME

• Ara Sınavın Başarıya Oranı50%
• Genel Sınavın Başarıya Oranı50%

İŞ YÜKÜ

KAYNAKLAR

• I.D. Robertson and S. Lucyszyn, “RFIC and MMIC Design and Technology”, IET Steve Marsh, “Practical MMIC Design”, A. Marzuki, A. I. Abdul Rahim, M. Loulou, “Advanced in Monolithic Microwave Inegrated Circuits for Wireless Systems: Modeling and Design Technologies”

ÖĞRETİM ELEMANLARI

• Assoc.Prof. Hüseyin Şerif SAVCIKOORDİNATÖR
• Assoc.Prof. Hüseyin Şerif SAVCI