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Séance de cours

Optimisation de conception de faible puissance

Dans cours

EE-519: Bioelectronics and biomedical microelectronics

The course covers the fundaments of bioelectronics and integrated microelectronics for biomedical and implantable systems. Issues and trade-offs at the circuit and systems levels of invasive microelectronic systems as well as their eluding designs, methods ...

Description

Cette séance de cours couvre l'optimisation de la conception de faible puissance dans les transistors MOSFET, en se concentrant sur la conception basée sur l'efficacité de transconductance pour une optimisation à faible bruit et à faible puissance. Il explique la relation entre le coefficient d'inversion (IC) et le régime de fonctionnement des transistors dans une conception, en les catégorisant en inversion faible, modérée et forte. La séance de cours se penche également sur l'optimisation de l'efficacité de la transconductance pour atteindre des performances maximales pour un courant donné. En outre, il discute de l'impact des différents coefficients d'inversion sur le bruit et les compromis dans les optimisations de conception, présentant des exemples pratiques de conceptions de biopotentielles en OTA et les avantages des techniques de stabilisation et d'autozéro.

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Enseignant·e

Alexandre Schmid

Alexandre Schmid received the M.Sc. degree in microengineering and the Ph.D. degree in electrical engineering from the Swiss Federal Institute of Technology (EPFL), Lausanne, Switzerland, in 1994 and 2000, respectively. Since 1994, he has been with the EPFL, working with the Integrated Systems Laboratory as a Research and Teaching Assistant, and with the Electronics Laboratories as a Postdoctoral Fellow. In 2002, he was a Senior Research Associate with the Microelectronic Systems Laboratory, where he has been conducting research in the fields of bioelectronic interfaces and implantable biomedical electronics, nonconventional signal processing and neuromorphic hardware, and reliability of nanoelectronic devices, and also teaches with the Microengineering and Electrical Engineering Departments of EPFL. Since 2011, he is a Maître d'Enseignement et de Recherche (MER) Faculty Member with EPFL. He is a coauthor of two books, Reliability of Nanoscale Circuits and Systems, Methodologies and Circuit Architectures, Springer, 2011, and Wireless Cortical Implantable Systems, Springer, 2013, and a coeditor of one book, as well as over 100 articles published in journals and conferences. Dr. Schmid has served as the General Chair of the Fourth International Conference on Nano-Networks in 2009 and has been serving as an Associate Editor of the Institute of Electrical, Information, and Communication Engineers Electronics Express since 2009.

Source officielle

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Transistor

vignette|Quelques modèles de transistors. Le transistor est un composant électronique à semi-conducteur permettant de contrôler ou d'amplifier des tensions et des courants électriques. C'est le composant actif le plus important des circuits électroniques aussi bien en basse qu'en haute tension : circuits logiques (il permet, assemblé avec d'autres, d'effectuer des opérations logiques pour des programmes informatiques), amplificateur, stabilisateur de tension, modulation de signal Les transistors revêtent une importance particulière dans les circuits intégrés, ce qui rend possible la microélectronique.

Transistor à effet de champ à grille métal-oxyde

thumb|right|235px|Photographie représentant deux MOSFET et une allumette Un transistor à effet de champ à grille isolée plus couramment nommé MOSFET (acronyme anglais de metal-oxide-semiconductor field-effect transistor — qui se traduit par transistor à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur), est un type de transistor à effet de champ. Comme tous les transistors, le MOSFET module le courant qui le traverse à l'aide d'un signal appliqué sur son électrode nommée grille.

Transistor bipolaire

vignette|Vue interne d'un transistor bipolaire de puissance 2N3055 conçu dans les années 1970. vignette|Transistor bipolaire monté en surface. Un transistor bipolaire est un dispositif électronique à base de semi-conducteur de la famille des transistors. Son principe de fonctionnement est basé sur deux jonctions PN, l'une en direct et l'autre en inverse. La polarisation de la jonction PN inverse par un faible courant électrique (parfois appelé effet transistor) permet de « commander » un courant beaucoup plus important, suivant le principe de l'amplification de courant.

History of the transistor

A transistor is a semiconductor device with at least three terminals for connection to an electric circuit. In the common case, the third terminal controls the flow of current between the other two terminals. This can be used for amplification, as in the case of a radio receiver, or for rapid switching, as in the case of digital circuits. The transistor replaced the vacuum-tube triode, also called a (thermionic) valve, which was much larger in size and used significantly more power to operate.

Contrôle actif du bruit

vignette|Principe de la réduction active du bruit. Le contrôle actif du bruit ou « antibruit » (en anglais, active noise control abrégé en ANC) est une technique de réduction du bruit par l’utilisation de sources sonores auxiliaires. Le contrôle actif s'oppose à la réduction passive, c'est-à-dire l'isolation phonique par des parois lourdes associées à des matériaux absorbants. Le principe du contrôle actif du bruit consiste à diffuser, par un haut-parleur piloté par un dispositif électronique, une onde sonore qui s'oppose à celle qu'on veut atténuer.

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