| School/Faculty/Institute | Faculty of Engineering | ||||
| Course Code | EE 305 | ||||
| Course Title in English | Digital Electronics | ||||
| Course Title in Turkish | Sayısal Elektronik | ||||
| Language of Instruction | EN | ||||
| Type of Course | Flipped Classroom,Laboratory Work | ||||
| Level of Course | Introductory | ||||
| Semester | Fall | ||||
| Contact Hours per Week |
|
||||
| Estimated Student Workload | 180 hours per semester | ||||
| Number of Credits | 7 ECTS | ||||
| Grading Mode | Standard Letter Grade | ||||
| Pre-requisites |
EE 206 - Analysis of Microelectronic Circuits and Devices |
||||
| Expected Prior Knowledge | Prior knowledge in ordinary differential equations, MOSFET, analysis of microelectronic circuits, SPICE, MATLAB, and gate level knowledge in combinational and sequential logic circuits is expected. | ||||
| Co-requisites | None | ||||
| Registration Restrictions | Only Undergraduate Students | ||||
| Overall Educational Objective | To learn the basics of digital electronic, behavior of logic gates, analyze and synthesize combinational and sequential circuits, memory circuits, and to have an idea of VLSI circuits and data converters. | ||||
| Course Description | This course provides a comprehensive understanding of digital electronics. The following topics are covered: MOS and CMOS logic gates, inverters, input and output circuits, negative AND - NAND and negative OR - NOR gates, static and dynamic analysis; Regenerative circuits, unstable, monostable, bistable trigger circuit and the Schmitt trigger; Very Large Scale Integrated Circuits (VLSI), volatile and non-volatile memory: DRAM, SRAM, ROM, PROM; Digital / analog and analog / digital converters. | ||||
| Course Description in Turkish | Bu ders sayısal elektroniğin tam olarak anlaşılmasını sağlamaktadır. Aşağıdaki konular kapsanacaktır: MOS ve CMOS kapı devreleri, eviriciler, NAND, NOR kapıları, kapı devrelerinin statik ve dinamik analizi; pozitif kazançlı devreler, kararsız, tek kararlı ve iki kararlı tetikleme devreleri; Schmitt tetikleyicisi; Çok Geniş Ölçekli Tümdevreler, uçucu ve uçucu olmayan bellek elemanları: DRAM, SRAM, ROM, PROM; Sayısal / analog ve analog /sayısal çeviriciler. |
Course Learning Outcomes and CompetencesUpon successful completion of the course, the learner is expected to be able to:1) comprehend the operation principles of inverters, logic gates, latches, registers, memory structures and data converters; 2) analyze static and dynamic behaviors of CMOS digital circuits; 3) synthesize basic digital circuits, build them in the laboratory and validate them via measurements; 4) conduct digital electronics experiments in teams; 5) discuss simulation and experimental data in the scope of emerging CMOS technologies. |
| Program Learning Outcomes/Course Learning Outcomes | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1) Psikolojideki başlıca kavramlar, teorik perspektifler, deneysel bulgular ve tarihsel eğilimler hakkında kapsamlı bilgi edinilmesi. | |||||
| 2) Psikolojide temel araştırma yöntemlerini, ayrıca araştırma tasarımı, veri analizi ve veri yorumlama anlama ve uygulama becerisi. | |||||
| 3) Davranış ve zihinsel süreçlerle ilgili problemleri çözmek için eleştirel ve yaratıcı düşünme, şüpheci sorgulama ve bilimsel bir yaklaşım kullanma yetkinliği. | |||||
| 4) Psikolojik ilke, beceri ve değerleri kişisel, sosyal ve örgütsel bağlamlarda anlama ve uygulama becerisi. | |||||
| 5) Psikoloji disipliniyle bağlantılı olan kanıtları değerlendirme, belirsizliği tolere etme ve diğer değerleri yansıtma becerisi. | |||||
| 6) Mesleki etik standartların içselleştirilmesi ve yayılması. | |||||
| 7) Psikoloji ve diğer sosyal bilimler alanlarında bilgi edinme amacıyla bilgi teknolojileri, bilgisayar ve diğer teknolojileri kullanma konusunda yetkinlik gösterme. | |||||
| 8) Psikoloji bilimi bilgisini Türkçe ve en azından CEFR B2 düzeyinde İngilizce olmak üzere çeşitli formatlarda etkili bir şekilde iletme becerisi. | |||||
| 9) Sosyokültürel ve uluslararası çeşitliliğin karmaşıklığını tanıma, anlama ve buna saygı gösterme. | |||||
| 10) Yaşam boyu öğrenme, araştırma ve kendini geliştirme ihtiyacını tanıma ve bu doğrultuda beceriler geliştirme. | |||||
| 11) Psikolojik teori ve literatüre dayanarak eleştirel hipotezler oluşturma ve bu hipotezleri test etmek için çalışmalar tasarlama becerisi. | |||||
| 12) Bağımsız olarak bilgi edinme ve kendi öğrenimini planlama becerisi. | |||||
| 13) Yazılı çalışmaların ve sunumların netliği ve düzeni konusunda ileri düzeyde yetkinlik gösterme. |
| N None | S Supportive | H Highly Related |
| Program Outcomes and Competences | Level | Assessed by | |
| 1) | Psikolojideki başlıca kavramlar, teorik perspektifler, deneysel bulgular ve tarihsel eğilimler hakkında kapsamlı bilgi edinilmesi. | N | |
| 2) | Psikolojide temel araştırma yöntemlerini, ayrıca araştırma tasarımı, veri analizi ve veri yorumlama anlama ve uygulama becerisi. | N | |
| 3) | Davranış ve zihinsel süreçlerle ilgili problemleri çözmek için eleştirel ve yaratıcı düşünme, şüpheci sorgulama ve bilimsel bir yaklaşım kullanma yetkinliği. | H | Exam,HW,Participation |
| 4) | Psikolojik ilke, beceri ve değerleri kişisel, sosyal ve örgütsel bağlamlarda anlama ve uygulama becerisi. | N | |
| 5) | Psikoloji disipliniyle bağlantılı olan kanıtları değerlendirme, belirsizliği tolere etme ve diğer değerleri yansıtma becerisi. | N | |
| 6) | Mesleki etik standartların içselleştirilmesi ve yayılması. | N | |
| 7) | Psikoloji ve diğer sosyal bilimler alanlarında bilgi edinme amacıyla bilgi teknolojileri, bilgisayar ve diğer teknolojileri kullanma konusunda yetkinlik gösterme. | N | |
| 8) | Psikoloji bilimi bilgisini Türkçe ve en azından CEFR B2 düzeyinde İngilizce olmak üzere çeşitli formatlarda etkili bir şekilde iletme becerisi. | N | |
| 9) | Sosyokültürel ve uluslararası çeşitliliğin karmaşıklığını tanıma, anlama ve buna saygı gösterme. | S | Participation |
| 10) | Yaşam boyu öğrenme, araştırma ve kendini geliştirme ihtiyacını tanıma ve bu doğrultuda beceriler geliştirme. | S | HW,Participation |
| 11) | Psikolojik teori ve literatüre dayanarak eleştirel hipotezler oluşturma ve bu hipotezleri test etmek için çalışmalar tasarlama becerisi. | N | |
| 12) | Bağımsız olarak bilgi edinme ve kendi öğrenimini planlama becerisi. | S | Exam,HW |
| 13) | Yazılı çalışmaların ve sunumların netliği ve düzeni konusunda ileri düzeyde yetkinlik gösterme. | H | Exam,HW |
| Prepared by and Date | TUBA AYHAN , June 2019 |
| Course Coordinator | TUBA AYHAN |
| Semester | Fall |
| Name of Instructor | Dr. Öğr. Üyesi TUBA AYHAN |
| Hafta | Konu |
| 1) | Introduction, basics of digital electronics: logic circuit families and characterization |
| 2) | Resistive load inverter circuits, Inverters with MOSFET load |
| 3) | CMOS inverter circuits and DC characteristics |
| 4) | Inverter switching properties and power dissipation |
| 5) | Static analysis of logic gates: DC characteristics and transient analysis of NAND and NOR gates |
| 6) | Static analysis of logic gates: propagation delay |
| 7) | Transmission gates and power dissipation in logic gates |
| 8) | Designing combinational circuits. Example: Adder circuits |
| 9) | Introduction to sequential circuits: regenerative circuits, unstable and monostable trigger circuits |
| 10) | SR latch, clocked SR latch, master-slave flip-flop |
| 11) | D-latch and edge triggered flip flop |
| 12) | Introduction to VLSI circuits: dynamic logic circuits |
| 13) | Semiconductor memories (volatile and non-volatile memories) |
| 14) | Data converters |
| 15) | Final Exam/Project/Presentation Period |
| 16) | Final Exam/Project/Presentation Period |
| Required/Recommended Readings | Kang S., Leblebici Y., Kim C. “CMOS digital integrated circuits: analysis and design”, McGraw-Hill Education, 2015 Sedra, A. S., Smith, K.C “Microelectronic Circuits”, Oxford University Press fifth edition, 2004 ıs required only for data converters, week 14. (Ch. 9.7,9.8,9.9) Suggested readings: Uyemura, John P “CMOS Logic Circuit Design”, Kluwer Academic Publishers, 2001 (Ch. 3- 7) Rabaey Jan M., Chandrakasan, A., Nikolic B., “Digital Integrated Circuits”, Prentice-Hall Second Edition, 2003 (Ch. 1,5,6,7,8,12) Sedra, A. S., Smith, K.C “Microelectronic Circuits”, Oxford University Press fifth edition, 2004 (Ch. 4, 10, 11) | |||||||||||||||||||||
| Teaching Methods | Contact hours using “Flipped Classroom” as an active learning technique. | |||||||||||||||||||||
| Homework and Projects | There will be 5 homework assignments with these topics: 1. CMOS inverter, 2. Combinational logic structures, 3. Sequential logic gates, 4. Memories and array structures, and data converters. Students are evaluated by their in-lab performance and reports. | |||||||||||||||||||||
| Laboratory Work | Students will carry out 7 experiments on the following topics: characterization of resistive-load inverter, characterization of CMOS inverter, static characteristics of basic CMOS gates, dynamic characteristics of basic CMOS gates, CMOS sequential circuits, power in digital circuits and basics of VLSI circuits. | |||||||||||||||||||||
| Computer Use | At least one of the homework is based on SPICE Simulations on computer. | |||||||||||||||||||||
| Other Activities | None | |||||||||||||||||||||
| Assessment Methods |
|
|||||||||||||||||||||
| Course Administration |
Instructor’s office and phone number: 5th Floor office hours: Wed. 14:30 – 18:00 (unless coincides with lab hour) email address: ayhant@mef.edu.tr Policies: • Missing an exam: Provided that proper documents of excuse are presented, a make-up exam will be given for the missed midterm. • Homework are due 1-2 weeks after it is announced. Late homeworks will be downgraded by 10% for each day passed the due date. • Exams are in open-notes and open-books format, oral examination with written preparation. • Student is required to score each of these 5 assessment type. Lower limit to pass the course is o Ultimate score: 30 (out of 100) in weighted average; o Exams: 20 (out of 50) in the exam average, o Lab: Attendance (at least 6 out of 7), o Homework and flipped exercises: 10 (out of 25), o Final project: submission required. • A reminder of proper classroom behavior, code of student conduct: YÖK Regulations Academic Dishonesty and Plagiarism: YÖK Regulations |
|||||||||||||||||||||
| Activity | No/Weeks | Hours | Calculation | ||||
| No/Weeks per Semester | Preparing for the Activity | Spent in the Activity Itself | Completing the Activity Requirements | ||||
| Ders Saati | 14 | 2 | 3 | 70 | |||
| Laboratuvar | 7 | 1 | 2 | 2 | 35 | ||
| Proje | 1 | 10 | 1 | 11 | |||
| Ödevler | 3 | 2 | 3 | 15 | |||
| Küçük Sınavlar | 5 | 1 | 5 | ||||
| Ara Sınavlar | 2 | 20 | 2 | 44 | |||
| Total Workload | 180 | ||||||
| Total Workload/25 | 7.2 | ||||||
| ECTS | 7 | ||||||