Meeting Time and Place:
Mondays 9.30-12.30
EEF 2104

Office Hours: only by appointment;
either call (212) 285 67 73
or send a message to
cilesiz[at]itu.edu.tr

Assistant: 

Hacer ATAR YILDIZ for appointment call (212) 285 35 50 or send e-mail to
haceryildiz[at]itu.edu.tr 

 

ELE 222E Introduction to Electronics (CRN: 21454)

Grading: Midterm Exams 2x 30%, Final Exam 40% 

Midterm Exams:

31 March and 5 May (last day of classes is 16 May)

Final Exam:

20 May 12.00-14.00 5105-5107

Prerequisites for taking the final exam:

both MT exams should be taken, and a minimum BEFORE-THE-FINAL-AVERAGE of 25/100...  (the sum of your grades from MT exams should be 50/200 or more; i.e.  {MT1+MT2} ≥ 50)
PLEASE have a look at the newly published Regulations, item#23, publication date 28/9/2011 on Resmi Gazete...

I created a NINOVA page for this class under ELE222E. You can access it using your ITU student account and password.
You can find solved midterm exam problems of previous years under http://www.ninova.itu.edu.tr/Ders/3769/Dosyalar.

Önkoşullar/Prerequisites

 

 

 

Resmi olarak ne yazık ki YOK, ancak Elektrik/Elektronik bilgisi içeren FIZ102(E) gibi bir temel Fizik dersi

İçeriği: Coulomb yasası ve elektrik alanı. Gauss yasası. Elektrik potansiyeli. Sığa, elektrik enerjisi ve yalıtkanların özellikleri. Akım ve direnç. DA devrelerinde enerji ve akım. Manyetik alan manyetik alan kaynakları. Faraday yasası. indüklem. madde içindeki manyetik alanlar. elektromanyetik salınımlar ve AA devreleri. Maxwell denklemleri ve elektromanyetik dalgalar.

veya EHB211(E) dersini

İçeriği: Fiziksel devreler. Fiziksel devrelerde akım ve gerilimin ölçülmesi ve modellenmesi. Yük, akı, güç ve enerji fonksiyonlarının tanımı ve dalga biçimlerinin modellenmesi. Kirchhoff yasaları: Akım ve gerilim denklemleri. Yük ve akı bağıntıları. Devre grafları. Graf matrisleri. İdeal devre elemanları. Fiziksel devre elemanlarının modellenmesi. Lineer olmayan devre elemanlarının küçük işaret modelleri. Elektrik devrelerinin sınıflandırılması. Lineer ve lineer olmayan direnç devrelerinin incelenmesi. Çevre akımları ve düğüm gerilimleri yöntemleri. Çarpımsallık, toplamsallık, resiprosite, Thevenin ve Norton teoremleri. Dinamik devrelerin incelenmesi: Durum değişkenleri yöntemi. Birinci ve ikinci mertebeden dinamik devrelerin çözümü.

almış ve her ikisinden de en az DD ile geçmiş olmak dersi kaybolmadan izlemek açısından ÇOK önemli ve gerekli...

 

Officially NONE but nonetheless you are very strongly advised to have taken a course like FIZ102E

Course Description: Coulomb law’s and electrical field. Gauss law. Electrical potential. Capacitance. Electrostatic energy and properties of insulators. Current and resistance. DC circuits. The magnetic field. Sources of magnetic field. Faraday’s law. Inductance. Magnetic field in the matter. Electro magnetic oscillations and AC circuits. Maxwell’s equations and electromagnetic waves.

or EHB211(E)

Course Description: Electric circuits. Mathematical models of electrical circuits elements. Power and energy function. Active and passive elements. Kirchhoffs laws: Current and voltage equations. Basic definitions of graph theory. Circuit graphs and graph matrices. Tellegens theorem. Two and multi-terminal elements: Resistor, capacitor, inductor, independent sources, dependent sources, gyrator, transistor, transformer, operational amplifier. Nonlinear elements and linearized models. Analysis of linear and nonlinear resistive circuits: Mesh current method and node voltage method. Thevenins and Nortons theorems. Analysis of dynamic (RLC) circuits: State equations method. Solutions of first and second order circuits, computer applications.

and passsed either if possibly both with a grade of DD or more not to get lost in this course...

IN A NUTSHELL-if you do not know what an "electrical element" is, then you should first take one of the classes above.

Course Description: 

 

Semi-conductor basics: concepts and semi-conductor components. Semiconductor diode; physical structure, terminal characteristics, analysis of diode circuits. Bipolar junction transistor (BJT); physical structure and operating modes, BJT as a switch; DC biasing, BJT as an amplifier, small-signal model, basic amplifier circuits. MOSFET; structure and operating modes, MOSFET as a switch, MOSFET amplifiers. Operational amplifiers; concepts and application examples.
 

Önemli Kurallar/Important Rules: 


Transistor symbol drawn on Portuguese pavement in the University of Aveiro.

Yarıyıl içi ve yarıyıl sonu sınavlarında her öğrencinin A4 boyutlu bir "kopya kağıdı" kullanma hakkı vardır. Arkalı önlü olarak hazırlanabilecek olan bu kağıda öğrenci sınav için gerekli olduğuna inandığı herşeyi yazmakta serbesttir; ANCAK, "kopya kağıdı" bilgisayar çıktısı veya fotokopi yöntemi ile çoğaltılamaz, her öğrenci kendi "kopya kağıdı"nı kendi el yazısı ile hazırlar. Sınav sonunda kağıtlar toplanırken "kopya kağıt"ları da sınav kağıtları ile beraber toplanır. Yararlanıldığı halde "kopya kağıdı" olmayan sınav kağıdının puanı düşürülecektir. 
 Benzer biçimde, sınav sırasında ders notları, defter veya çözümlü problemler kullanılmaz; böyle bir girişimde bulunan öğrencinin sınav kağıdının puanı düşürülecektir. 
 Sınavlarda hesapladığınız akım ve gerilimlerin yönlerini yanıt kağıdı üzerinde belirtiniz. Kağıdınızı okuyan kişi sınav sırasında aklınızdan geçen herşeyi kestirebilecek güçte olmadığı için, anlayamadığı hesaplara not veremez.
Sınavlara gerçek hesap makinesi ile geliniz, her ne için olursa olsun cep telefonlarını kullanmanıza izin verilmeyecek, cep telefonları sınav sırasında kapalı kapalı tutulacak ve ASLA kullanılmayacaktır. Kullanma girişiminde bulunanlar cezalandırılacaktır.
Hesap yaparken birim uyumuna dikkat ediniz ve sonuçları yazarken birimleri unutmayınız.

During midterm and final exams each student may bring and use an A4 size "copy sheet". This double sided hand prepared copy sheet may contain all formulae the student thinks is important for solving exam problems.  HOWEVER the "copy sheet" MAY NOT be a printout or photocopy of someone else's. At the end of the exam period the copy sheet should be turned in along with problem solutions. 
No class notes or problem solutions may be used during the exam; anyone attempting to use such material will be penalized. 
Please indicate all current directions and voltage polarities on your solution sheets. No one can evaluate what went in your brain without any hint! Thus you may not get any points for solutions with missing steps in calculations.
You may only use a real calculator during the exam, cell phones are not allowed, and should be turned off. Anyone attempting to use his/her cellphone(s) will be strictly penalized. 
Be aware of all the UNITS and do not mix them. Also always indiate the units in your solution. You will be penalized for missing units.

 

Textbooks: 

"Microelectronic Circuits International edition," 6th ed. Adel S. Sedra and Kenneth C. Smith, ISBN: 978-0-19-973851-9.
"Electronic Devices and Circuit Theory," 10th ed, Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, ISBN: 0135026490.

Unfortunately Semiconductor Electronics is not well covered in both of these books above. Thus:
 Elektronik Elemanları, Duran Leblebici, Seç Yayınları, 2001 is recommended.

Other references:
Elektronik Devreleri , M. Sait Türköz, Birsen Yayınları, 1999.
Elektronik Devreleri I, 5. Baskı, M. Sait Türköz, Birsen Yayınları, 2000.

Have a look at online library resources such as Knovel E-Kitap and CRC ENGnetBASE.

Additionally, ECE65 Lecture Notes (F. Najmabadi), Spring 2010 from UCSD might be very useful.
Also Semiconductors and Principles of SC Devices may be helpful.
 

Course Plan 

 

 

Weeks

 

Topics

1

Introduction, overview of topics, overview of basic knowledge required for this course

2

Atomic models, crystal structure, semiconductor physics, doping, current flow mechanisms, Continuity Equation

3

pn junction, currents in unbiased pn junction, formation of depletion layer, carrier density diagrams, derivation of potential barrier and depletion layer thickness, and Semiconductor Diode Equation.

4

Types of diodes, Zener effect, Zener diodes, diode capacities, sample circuits constructed with diodes

5

Transistor physics, physical characteristics of BJT, biasing conditions, current components, transistor parameters

6

BJT as a switch and biasing for analog applications

7

Midterm Exam 1

8

MOSFET, physical characteristics. MOS as a switch and biasing for analog applications

9

Transistor amplifier circuits: equivalent AC circuits, small signal analysis

10

Transistor amplifier circuits: gain and input/output resistance calculations, cascade amplifier circuits

11

Transistor amplifier circuits: MOS amplifiers

12

Midterm Exam 2

13

Differential amplifier circuits: configurations, gain and input/output resistance and CMRR calculations

14

Operational Amplifiers (OPAMP) and applications

 

Simulation Tools:

 

SPICE can be downloaded from Linear Technology website.

Semiconductor Properties (calculators, graphs, general info) from BYU.

ABACUS by nanoHUB.

 

Interesting Links:

 

A single-atom transistor (Nature Nanotechnology Jan 2012)

 

How We Found the Missing Memristor (IEEE Dec 2008)