| 科目名 |
ディジタル集積回路 |
| 担当教員 |
真田 克 |
| 対象学年 |
3年 |
クラス |
学部：専門001 |
| 講義室 |
Ａ１０４ |
開講学期 |
２学期 |
| 曜日・時限 |
火１,金１ |
単位区分 |
選択 |
| 授業形態 |
一般講義 |
単位数 |
2 |
| 準備事項 |
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| 備考 |
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| 授業の詳細1 |
「授業の目的」
電子産業を牽引するシステムはディジタル集積回路である．そのため、集積回路の形で実現されるディジタル回路技術を修得しておく必要である．本教科は基本的な事項に絞って講義することで
（１）ディジタル集積回路の基本となるTTL（Transistor Transistor Logic) とCMOS（Complementary MOS) の汎用（標準）ロジックICを用いて中規模な組合せ回路と順序回路を実現する能力を習得すること，
（２）大規模なディジタル回路については，その回路構成を理解する能力を習得することを目的とする．
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| 授業の詳細2 |
「授業の進め方」
本講義の最初に，本教科を履修する上での重要な予備知識として論理回路，接合トランジスタ（バイポーラトランジスタ），MOSトランジスタについて簡単に補足説明する．
ついで，接合トランジスタを用いるTTLとMOSトランジスタを用いるCMOSの両方の回路方式で，NOT，NAND, NOR，EXORなどの論理機能を実現する論理ゲート，RS，D，T, JKなどのフリップフロップの回路を解説する．基本となるNOT回路については，入出力特性を計算する方法も解説する．
講義の後半では，これらの基本回路を相互接続するインターフェースの課題（入力・出力に要求される電圧・電流レベル）について解説し，さらに，これらの基本回路の発展としてより大きな規模の回路，例えば比較器，符号/復号器，記憶回路，加算/減算回路，カウンタ, シフトレジスタを含む重要な応用回路について解説する．
次に、AD／DA変換回路、メモリー回路（DRAM、FRAM、MRAM、FeRAM、RPAM、フラッシュメモリーなど）に関して最新テクノロジーの動向を交えて述べる。 |
| 授業の詳細3 |
「授業の目標」
１．TTLとCMOSのNOT回路について入出力特性を計算できること．
２．TTLとCMOSの論理ゲートについてトランジスタレベルで回路を表示でき,回路動作を説明できること．
３．フリップフロップについては「RS,D,T,JK」の機能の違いを理解し回路を表示できること及び、エッジトリガーについて回路動作を理解すること.
４．論理ゲートを接続するための入力・出力の電圧レベル,電流レベルを理解すること．
５．メモリ回路、A/DとD/A変換回路を理解すること．
６．コンピュータ回路動作の基本となる順序回路構成の理解と簡単なシステムが設計できること.
７．時間があれば比較器，符号/復号器，マルチプレクサ/デマルチプレクサ、記憶回路，加算/減算の演算回路，カウンタ,シフトレジスタなどに言及する。
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| 授業の詳細4 |
「授業計画」
1-2. 本講義の目的と内容，本教科の位置付け，講義スケジュールを説明する．
論理回路について、
論理関数の表現および、順序回路の概念の補足説明をする．
（蜜山先生「論理回路」は是非復習してしておくこと．）
3-4. ディジタル回路を構成する２値動作素子に関して，
ダイオード静特性、
接合トランジスタ静特性と動作点及びパルス応答など、
MOSトランジスタの素子パラメータに注目した動作を説明する．
（「電子デバイス」を復習してから聴講すること．）
5-8. 標準形TTLに関して，入出力特性を中心にファンインとファンアウトの概念，
オープンコレクタなどについて説明する．
また、TTLの歴史についても説明する．
9-11. CMOS論理に関して，
構造と動作原理と入出力特性及び、
Tr動作点から識別される駆動領域の特徴などについて説明する．
12-14.フリップフロップに関して，
RS，D，T，JKフリップフロップの回路と特性（真理値表），
クロック制御，
エッジトリガ，
マスタスレーブの動作について説明する．
15-16.ディジタル集積回路として、
①メモリ回路、
②D-AとA-D変換器、
③コンピュータ回路動作の基本となる順序回路構成、
④その他として比較器，符・復号器，マルチ・デマルチプレクサ，演算回路，カウンタ，シフトレジスタ
について説明する．
なお、区切りをみて中間試験(8)と期末試験(16)を行う．
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| 授業の詳細5 |
「成績評価」
■AA：3つの条件を満足したものを評価する。①理解度・期末試験の各々が90点以上 ②提出レポート類の完成度が高い ③授業中の積極的な発言や意見
■A：理解度・期末試験の平均が80点以上
■B：理解度・期末試験の平均が70点以上
■C：理解度・期末試験の平均が60点以上
■F：理解度・期末試験の平均が59点以下、単位は認めない
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テキスト：HPに独自のTEXTを公開する（講義前に取得のこと）
参考書：「半導体回路設計技術」 玉井共著 マクロウビル社
「CMOS Digital Integrated Circuits -Application and Design-」Kang Leblebici McGrawHill
各テーマに関して、その都度紹介する。
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注「デイジタル回路」大学講義シリーズ コロナ社
（初歩的なミスや記述上の問題が多いためTEXTとして使用しないが
講義の流れはこれに沿うため参考としてあげておく）
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成績評価：試験の結果で評価する。
授業時に、重要な事項に関して講義した内容をReportとしてまとめ提出させる（この内容も判定に加味する）
履修上の注意：関数電卓を持参のこと
疑問点はその都度質問する態度で授業に臨むこと
備 考： 本講内容は「デバイス素子の動作」と「簡単な回路の電気的特性」を理解していることが必須である。
履修前の受講が望ましい科目：論理回路、電子デバイス、半導体工学
また「2次微分や積分」は再度自習しておくこと
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| 授業の詳細6 |
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| 授業の詳細7 |
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| 授業の詳細8 |
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| 授業の詳細9 |
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| 授業の詳細10 |
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