Elektronik ve Mikroelektronik
- Analog Devre Tasarımı: Halihazırda dijital devre tasarımı analog devre tasarımına göre daha yaygın olmakla birlikte analog devre tasarımı elektronik devrelerin vazgeçilmez bir parçasıdır. Özellikle, biyomedikal uygulamalar, askeri uygulamalar, alıcı-verici devreler vb. yapılar analog devleri zorunlu hale getirmektedir. Örneğin, aşağıdaki şekilde Zero-IF alıcı devresinin yapısı gösterilmiştir. Alıcı ve verici devreler haberleşme yapılarında önemli rol oynamaktadır. (Dr. Ersin Alaybeyoğlu)
Bununla birlikte kainattaki yani fiziksel dünyadaki işaretler analog işaretlerdir. Bununla birlikte bir işlemci sadece dijital işaretleri algılayabilir. Örneğin Analog Dijital çevirici (ADC) ile dijitale çevrilen bir ses işareti insan kulağının algılayabilmesi için tekrar Dijital Analog çevirici (DAC) yardımı ile analog işarete dönüştürülmelidir. Düşük güç tüketebilen, yüksek hassaslıkta çeviri yapabilen ve hızlı çalışabilen ADC ve DAC tasarımı oldukça zorludur. Bununla birlikte mekanik, elektriksel ve optik sensörler de hayatımızda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Özellikle biyomedikal uygulamalarda sensörlere daha sık rastlarız. Sensör yardımıyla algılanan işaretlerin kuvvetlendirici devresi ile kuvvetlendirilmesi, analog süzgeçler ile süzülmesi ve ADC devresi ile dijital dünyaya çevrilmesi gerekir.
- Yeniden Ayarlanabilir Devre Tasarımı: İletişim teknolojisi, hayatımızın önemli bir parçası olarak öne çıkıyor ve toplumun ve ekonominin refahında büyük bir paya sahiptir. Örneğin, GSM, GPS, 3G, 4G, biyomedikal uygulamalar vb. hayatımızın vazgeçilmezi haline gelmiştir. Wi-Fi, Bluetooth, GPS ve benzeri birçok iletişim türü, alıcı verici devrelerinin bu iletişim standartlarına uyumunu gerektirir. Genel olarak ticari ürünler yukarıda listelenen standartlara uygun olmalıdır. Örneğin, cep telefonu telsiz alıcıları daha fazla kolaylık sağlamak için tüm GSM, GPS, WCDMA, Wi-Fi (IEEE 802.11 a/b/g/n), WiMAX, Bluetooth, ZigBee ve Ultra Geniş Bant (UWB) işlemlerini yapmalıdır. Çok standart alıcı verici olarak adlandırılan böyle bir alıcı-verici, tüm standartları tek yonga ile işleyebilir. Çok standartlı alıcı-verici, anten, filtreler ve bu gibi mimarileri tasarlamak için yeniden yapılandırılabilir olmalıdır. (Dr. Ersin Alaybeyoğlu)
- Dijital Devre Tasarımı: İlk yonga devresi Jack Kilby tarafından 1958’de Texas’da keşfedilmiştir. Şuan 32Gb taşınabilir belleğin yapısında yaklaşık 8 milyar transistor vardır. Günden güne transistor boyutu küçülmüştür ve normal olarak transistor hızı artmıştır. Lojik devreler, hafızalar, SRAM, DRAM, MRAM, mikrodenetleyiciler ve mikroişlemciler dijital devrelere verilebilecek örneklerdendir. Entegre devreler ticari ürünlerin yapısında önemli bir paya sahiptir. Küresel yarıiletken pazarı sadece Mayıs 2017 ayı için 31.9 milyar dolardır. Aşağıdaki şekilde ilk transistor ve ilk entegre devre yapısı gösterilmiştir. (Dr. Ersin Alaybeyoğlu)
Bu şekilde ise Intel i7 mikroişlemcinin serimi gösterilmiştir.
Yayınlar:
7) A new implementation of capacitor multiplier with cell-based variable transconductance amplifier, Alaybeyoglu E., IET Circuits, Devices & Systems, accepted. (SCI)
6) A new implementation of the reconfigurable analog baseband low pass filter with cell-based variable transconductance amplifier, Alaybeyoğlu E., Kuntman H., Analog Integrated Circuits and Signal Processing, (2018). (SCI)
5) MOSFET-only filter design automation based on polynomial regression with exemplary circuits, Özenli D., Alaybeyoğlu E., Çiçekoğlu O., Kuntman H., AEU-International Journal of Electronics and Communications, (2018). (SCI)
4) A new frequency agile filter structure employing CDTA for positioning systems and secure communications, Alaybeyoğlu E., Kuntman H., Analog Integrated Circuits and Signal Processing, (2016). (SCI-E)
3) CMOS implementations of VDTA based frequency agile filters for encrypted communications, Alaybeyoğlu E., Kuntman H., Analog Integrated Circuits and Signal Processing, (2016). (SCI-E)
2) A new CMOS ZC-CDTA realization and its filter applications, Alaybeyoğlu E., Kuntman H., Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences, (2016). (SCI-E)
1) Design of positive feedback driven current-mode amplifiers Z-Copy CDBA and CDTA, and filter applications, Alaybeyoğlu E., Güney A., Altun M., Kuntman H., Analog Integrated Circuits and Signal Processing, (2014). (SCI-E)
- Yarıiletken Eleman Güvenilirliği:Yarıiletken devre elemanları, günlük hayatın vazgeçilmezi olan teknolojik ürünlerin (otomotiv elektroniği, haberleşme araçları, televizyon vb.) yapı taşını oluşturmaktadır. Bu elemanlar, yapısında bulunduğu ürünün güvenilirliğini belirlemede önemli bir role sahiptir. Ürünlerin kullanımları esnasında karşılaşılabilecek problemlerinin ön görülmesi amacıyla yarıiletken elemanların güvenilirliklerinin kısa sürede test edilmesi gerekmektedir. Bu amaçla elemanların bozulma durumları hakkında hızlıca bilgi alınmasına olanak veren hızlandırılmış ömür testleri yapılmaktadır. Bu testler, ürünlerin normal kullanım koşullarından daha şiddetli yorma koşulları altında yapılmaktadır. Hızlandırılmış yorma faktörleri; sıcaklık, gerilim, akım, vb. şeklinde uygulanabilmektedir. Elemanların kullanımları esnasında oluşabilecek bozulma mekanizmaları, kısa sürede elemanlara yorma uygulanarak elde edilir. Güvenilirlik araştırmaları, mevcut tasarımların geliştirilmesine ve yeni ürünlerin tasarlanmasına olanak sağlar. (Arş. Gör. Hatice Gül Ugranlı)
Yayınlar:
4) A new approach for VDMOSFETs' gate oxide degradation based on capacitance and subthreshold current measurements under constant electrical stress, Sezgin-Ugranlı H.G., Özçelep Y., IEEE Transactions on Electron Devices, (2018). (SCI)
3) Investigation of VDMOSFET's switching power dissipation changes under constant electrical stress, Sezgin-Ugranlı H.G., Özçelep Y., Microelectronics Journal, (2018). (SCI-E)
2) Modelling of degraded power MOSFET effects on inverter static parameters, Sezgin H.G., Özçelep Y., Materials Today: Proceedings, (2016).
1) Characterization and modeling of power MOSFET switching times variations under constant electrical stress, Sezgin H.G., Özçelep Y., Microelectronics Reliability, (2015). (SCI-E)
