Státnicové okruhy kombinované formy bakalářského programu Elektrotechnika, elektronika a komunikační technika (EEK)

(Program akreditovaný v roce 2016)

Základní informace

  • Okruhy otázek ke SZZ se skládají ze dvou částí.
  • První hlavní část zahrnuje okruhy otázek z vybraných povinných odborných předmětů programu, tj. pro všechny studenty jsou tyto okruhy stejné.
  • Druhá doplňující část okruhů otázek je vytvořena z povinně volitelných předmětů, kde pro každý předmět je definováno cca 15 stěžejních okruhů, studentovi budou z těchto povinně volitelných předmětů vybrány 2 předměty ke SZZ (předměty zadává vedoucí katedry, kde si student vybere bakalářskou práci). Povinně volitelné předměty umožňují odborné profilování absolventa.

A. Okruhy otázek z povinných předmětů programu

(Odborné okruhy společné pro celý program, v závorkách jsou uvedeny názvy povinných předmětů).

  1. Algoritmus a jeho vlastnosti, základní algoritmy hledání a řazení, implementace abstraktního datového typu (Procedurální programování)
  2. Výrazy, řídicí struktury, iterační a rekurzivní výpočty, procedury a funkce, mechanismus předávání parametrů, volání hodnotou a odkazem (Procedurální programování)
  3. Programovací jazyky, syntaxe a sémantika, překladač, typy překladu (Procedurální programování)
  4. Jazyk C, jednoduché datové typy, reprezentace v paměti počítače, strukturované datové typy, pole, pointerová aritmetika, soubory (Procedurální programování)
  5. Přechod PN, kov polovodič. Dioda – struktura, princip činnosti, aplikace (usměrňovač, stabilizovaný napájecí zdroj) (Elektronika)
  6. Unipolární tranzistor (JFET, MOSFET) – struktura, princip činnosti, aplikace (zesilovač, spínač) (Elektronika)
  7. Bipolární tranzistor – struktura, princip činnosti, aplikace (zesilovač, spínač) (Elektronika)
  8. Technologie a obvodové zapojení základních číslicových a analogových obvodů (Elektronika)
  9. Optoelektronické prvky – LED, fotodioda, optická komunikační cesta (Elektronika)
  10. Základní zákony a teorémy, Kirchhoffovy zákony, Nortonův a Theveninův teorém (Elektronické obvody 1)
  11. Elementární a obecné metody analýzy obvodů. Metoda uzlových napětí a smyčkových proudů (Elektronické obvody 1)
  12. Harmonický ustálený stav, fázory, kmitočtové charakteristiky, rezonance (Elektronické obvody 1)
  13. Analýza přechodných jevů v obvodech prvního a druhého řádu (Elektronické obvody 1)
  14. Lineární obvody v periodickém neharmonickém ustáleném stavu (Elektronické obvody 1)
  15. Operační zesilovač: princip, reálné vlastnosti, typické aplikace (invertující, neinvertující a rozdílový zesilovač, integrátor, ...), vliv ZV na vlastnosti zapojení (Elektronické obvody 2)
  16. Popis lineárních systémů v časové a kmitočtové oblasti, stabilita lineárních ZV soustav (Elektronické obvody 2)
  17. Základní typy kmitočtových filtrů, aproximace modulových charakteristik, možnosti realizace spojitě a diskrétně pracujících filtrů (Elektronické obvody 2)
  18. Oscilátory a astabilní soustavy, napětím řízené oscilátory, fázový závěs: princip, použití, typické vlastnosti (Elektronické obvody 2)
  19. Základní zesilovací stupně s tranzistory: princip funkce, typická zapojení, vlastnosti (Elektronické obvody 2)
  20. Klasifikace prostředí. Pole vírové a potenciální. Náboje jako zdroj pole- princip superpozice a jeho aplikace, metoda zrcadlení (Elektromagnetické pole)
  21. Elektrostatické pole - Gaussova v. pro elektrostatiku, kondenzátor, výpočet kapacity a průrazného napětí (Elektromagnetické pole)
  22. Stacionární magnetické pole. Ampérův zákon. Energie, objemová hustota energie. Interní a externí indukčnost. Biotův-Savartův zákon (Elektromagnetické pole)
  23. Magnetické obvody, Hopkinsonův zákon. Faradayův indukční zákon, indukovaná napětí, princip dynama a motoru (Elektromagnetické pole)
  24. Model kompilace programu v C/C++, struktura program, hlavičkové soubory, knihovny, výjimky a ladění programů (Programování C/C)
  25. Principy objektově orientovaného programování: třídy, objekty, zapouzdření (Programování C/C)
  26. Paralelní programování, metody synchronizace výpočetních vláken, paralelizace výpočtů (Programování C/C)
  27. Grafové struktury a jejich prohledávání (Programování C/C)
  28. Reprezentace matic a maticové výpočty, numerické knihovny v C/C++ (Programování C/C)
  29. Nejistota měření při přímých a nepřímých měřeních (Měření)
  30. Měření DC a AC napětí a proudu, měření odporů a impedancí (Měření)
  31. Měření výkonu a spotřeby el. Proudu (Měření)
  32. Měřicí zesilovače (Měření)
  33. Měření kmitočtu a fázového rozdílu (Měření)
  34. Architektury mikrokontrolérů (Von Neumann, Harvard, RISC, CISC, load-store, accumulator arch.) (Mikrokontroléry)
  35. Vnitřní periferie (I/O porty, časovače, jednotky capture a compare, PWM) (Mikrokontroléry)
  36. Systém přerušení a jejich obsluha – zdroje přerušení (externí, interní), vektor přerušení, priority (Mikrokontroléry)
  37. Integrované AD a DA převodníky v mikrokontrolérech (Mikrokontroléry)
  38. Sériové sběrnice (I2C, SPI, USART, USB) (Mikrokontroléry)

B. Otázky k okruhům z povinně volitelných předmětů programu

(vedoucí pracoviště, kde je zadávaná Bc práce, vybere 2 předměty ke SZZ, předpokládá se, že předměty mají odborný vztah k bakalářské práci)

Předmět: Základy výkonové elektroniky

  1. Usměrňovače v uzlovém zapojení – vlastnosti, charakteristiky, práce do různých typů zátěže
  2. Usměrňovače v můstkovém zapojení – vlastnosti, charakteristiky
  3. Trojfázový řízený a neřízený můstkový usměrňovač – vlastnosti, charakteristiky, práce do různých typů zátěže
  4. Reverzační usměrňovače
  5. Střídavé měniče napětí - vlastnosti, charakteristiky
  6. Stejnosměrné měniče napětí – vlastnosti, charakteristiky
  7. Vícekvadrantové stejnosměrné měniče
  8. Napěťové střídače – vlastnosti, charakteristiky
  9. Proudové střídače – vlastnosti, charakteristiky
  10. Rezonanční střídače – vlastnosti, charakteristiky
  11. Přímé měniče kmitočtu – vlastnosti, charakteristiky
  12. Nepřímé měniče kmitočtu – vlastnosti, charakteristiky
  13. Zpětné vlivy měničů na napájecí síť, kompenzace
  14. Účinky vyšších harmonických a jejich filtrace, odrušení
  15. Napěťové a proudové dimenzování polovodičových součástek

Předmět: Senzory v elektronice a elektrotechnice

  1. Pojmy a základní funkce komponent - senzor, aktuátor, procesor.
  2. Statické a dynamické parametry senzorů.
  3. Faktory prostředí – hlavní a vedlejší veličiny působící na senzor, metody zmenšování chyb.
  4. Senzory s piezoelektrickým principem - princip činnosti, elektronické vyhodnocovací obvody.
  5. Senzory s ultrazvukovým principem - princip činnosti, elektronické zapojení, aplikace.
  6. Senzory s povrchově akustickou vlnou (SAW) - princip činnosti, zpracování signálů.
  7. Senzory s Hallovým a magnetoodporovým jevem - princip činnosti, vyhodnocování signálů.
  8. Tenzometry a piezoodporové senzory tlaku – princip činnosti, elektronické vyhodnocovací obvody.
  9. Kapacitní senzory - princip činnosti, elektronické vyhodnocovací obvody.
  10. Akcelerometry - principy činnosti, typy akcelerometrů, elektronické vyhodnocovací obvody.
  11. Teplotní senzory - principy činnosti, vyhodnocovací elektronické obvody.
  12. Senzory s indukčnostmi a magnetickým polem - princip činnosti, vyhodnocovací elektronické obvody.
  13. Senzory průtoku a hladiny – principy činnosti, vyhodnocovací elektronické obvody.
  14. Senzory chemických a biochemických veličin – principy činnosti, elektronické vyhodnocovací obvody.
  15. Smart senzory, senzorové sítě.

Předmět: Datové sítě

  1. Datové sítě – architektura, topologie, rozdělení, princip vrstev, komunikace mezi vrstvami, princip zapouzdření. Modely OSI, TCP/IP.
  2. Lokální sítě – typy, metody přístupu k médiu, principy, modely komunikace a zasílání dat, komponenty a jejich funkce. VLAN
  3. Ethernet – charakteristika a vlastnosti; adresace; napájení po Ethernetu
  4. IP protokol – adresace, verze, zápis adresy, maska, proměnná maska IP sítě, sumarizace, vyhrazené adresy;
  5. IPv6 autokonfigurace, subsíťování, supersíťování
  6. Kontrolní protokol ICMP
  7. Translační protokol ARP – charakteristika, použití.
  8. Směrování v IP sítích – směrovací tabulka, datová struktura rychlého přepínání, metrika, autonomní systém. Statické a dynamické směrování.
  9. Transportní protokoly TCP a UDP.
  10. TCP – model komunikace, řízení toku.
  11. Pojem kvalita služby – význam, charakteristiky.
  12. Překlad adres – význam, princip, výhody, nevýhody.
  13. Princip doménových jmen, hierarchie jmen, záznamy, použití.
  14. Elektronická pošta – princip, mechanismy, komponenty, protokoly.
  15. Sítě WAN – stavební prvky, popis, možnosti, vlastnosti.

Předmět: Signály a soustavy

  1. Klasifikace signálů ve spojitém a diskrétním čase, popis a význam, speciální signály.
  2. Charakteristiky signálů, energie, výkon, korelační funkce, ortogonalita.
  3. Spektrální reprezentace spojitých signálů, báze. Fourierova řada (FS). Fourierova transformace (FT).
  4. Fyzikální význam harmonických složek. Parsevalova věta. Transformace zvláštních signálů. Energetické a výkonové spektrum a vztah ke korelační funkci.
  5. Spektrum diskrétních signálů. Diskrétní Fourierova řada (DFS) a Fourierova transformace v diskrétním čase (DtFT). Spektrální hustota energie a výkonu.
  6. Ideální vzorkování a interpolace, překrývání spekter.
  7. Vzájemné vztahy FT, FS, DtFT, DFS.
  8. Diskrétní Fourierova transformace (DFT). Rychlá Fourierova transformace (FFT), použití pro výpočet FT a FS.
  9. Klasifikace soustav a jejich vlastnosti, popis lineárních a časově invariantních soustav v časové oblasti, konvoluce, stabilita soustavy.
  10. Popis lineárních a časově invariantních soustav v kmitočtové oblasti, přenosová funkce a frekvenční charakteristika.
  11. Ideální filtry, náhrada spojité soustavy diskrétní soustavou.
  12. Spektrum analogově modulovaných signálů, analogové modulace.
  13. Průchod signálu nelineárními soustavami, intermodulace.
  14. Pásmové signály a jejich popis, komplexní obálka, vzorkování pásmového signálu.
  15. Vlastnosti náhodných signálů, stacionarita a ergodicita, bílý šum.

Předmět: Základy elektrických strojů a přístrojů

  1. Transformátory, princip, konstrukce, základní rovnice, náhradní schéma.
  2. Transformátory, základní provozní stavy, paralelní spolupráce.
  3. Elektrické stroje točivé na stejnosměrný proud - princip, konstrukce, základní rovnice.
  4. Elektrické stroje točivé na stejnosměrný proud - vlastnosti, charakteristiky a použití.
  5. Elektrické stroje točivé na stejnosměrný proud - spouštění, řízení otáček, brzdění.
  6. Elektrické stroje točivé na střídavý proud - princip, konstrukce, základní rovnice, náhradní schéma.
  7. Elektrické stroje točivé na střídavý proud - vlastnosti, charakteristiky a použití.
  8. Elektrické stroje točivé na střídavý proud - spouštění, řízení otáček, brzdění.
  9. Porovnání vlastností stejnosměrných a střídavých motorů, výhody a nevýhody, typické aplikace.
  10. Elektrické přístroje, jejich principy a funkce.
  11. Teorie vypínání, vzájemný vliv vypínače a vypínaného obvodu.
  12. Elektrický oblouk a jeho charakteristiky.
  13. Jisticí a ochranné přístroje pro sítě NN.
  14. Vypínání malých induktivních proudů a velkých kapacitních proudů.
  15. Vypínání zkratů, zotavené napětí, spínací přepětí.

Předmět: Technika bezdrátové komunikace

  1. Radiokomunikační řetězec, kulová vlna, Friisův vztah, geom. optika.
  2. Antény a jejich základní parametry, parametry radiového přenosu.
  3. Huygensův princip, Fresnelovy zóny, odraz, rozptyl, refrakce, difrakce vln.
  4. Směrové a družicové spoje, mobilní spoje.
  5. Šíření vln v atmosféře, empirické a deterministické modely.
  6. Šíření v zástavbě a uvnitř budov, plánování buňkových sítí.
  7. VF přenosová vedení, jejich parametry.
  8. Odrazy na vedení a jejich eliminace.
  9. Rozptylové parametry.
  10. Struktury a komponenty radiových zařízení - filtry, směšovače, násobiče frekvence, antény.
  11. Systémové výpočty - Bilance radiového spoje, Vliv šumu, Vliv nelineárního zkreslení přenosových obvodů, Vliv odrazů.
  12. Základní signály a modulace v komunikačních systémech.
  13. Měřicí přístroje a metody ve VF technice.
  14. Základní popis a nejčastější měřicí zapojení - Spektrální analyzátor, Analyzátor signálů, Obvodové analyzátory SkA a VNA.
  15. Bezdrátové optické komunikační systémy.

Předmět: Číslicové zpracování signálů

  1. Základní operace číslicové filtrace, lineární konvoluce.
  2. Číslicové filtry FIR a metody jejich návrhu, diferenční rovnice, přenosová funkce.
  3. Číslicové filtry IIR a metody jejich návrhu, diferenční rovnice, přenosová funkce.
  4. Příklady jednoduchých filtrů, klouzavé průměry, integrátor, diferenční filtr, struktury filtrů.
  5. Diskrétní Fourierova transformace a její vlastnosti, prosakovaní, váhování, typy oken, princip rychlé Fourierovy transformace, výpočetní náročnost.
  6. Cyklická konvoluce, zpracování dlouhých signálů, filtrace ve frekvenční oblasti pomocí diskrétní Fourierovy transformace.
  7. Časově-frekvenční analýza, spektrogram, princip neurčitosti.
  8. Princip vlnkové transformace.
  9. Kvantování a jeho důsledky, mezní cykly, modely používané pro analýzu kvantování.
  10. Změna vzorkovací frekvence - decimace, interpolace, převzorkování v neceločíselném poměru.
  11. Banky filtrů, dvoupásmová banka filtrů, analyzující a syntetizující banka filtrů.
  12. Parametry náhodných signálů v časové oblasti, střední hodnota, střední kvadratická hodnota a jejich odhady.
  13. Korelační funkce náhodných signálů a její odhady, vychýlený a nestranný odhad.
  14. Spektrální výkonová hustota a metody jejího odhadu.
  15. Modelování a lineární predikce, použití pro spektrální analýzu.

Předmět: Digitální technika

  1. Booleova algebra, formy popisu logických funkcí, minimalizace logických funkcí, Karnaughovy mapy, metoda Quine-McCluskey.
  2. Realizace logických funkcí pomocí základních logických hradel, základní typy elementárních log. hradel, úpravy realizace logických obvodů.
  3. Kombinační logické obvody, realizace kombinační logiky, vznik a odstranění hazardů v logických obvodech.
  4. Sekvenční logické obvody, synchronní a asynchronní režim sekvenčních log. obvodů, obvody typu Moore a typu Mealy.
  5. Klopné obvody – bistabilní klopné obvody typu RS, JK, D, T, chování, vlastnosti, použití.
  6. Základní technologie pro realizaci diskrétních logických hradel – TTL, CMOS, základní parametry diskrétních logických hradel.
  7. Základní parametry logických členů, hradel a obvodů – napěťové úrovně, šumová imunita, logický zisk, spotřeba, dynamické vlastnosti hradel (zpoždění, pracovní frekvence).
  8. Programovatelné logické obvody, stručný přehled, rozdělení, vlastnosti – PLD, CPLD, FPGA.
  9. Jazyk VHDL – základní syntaxe a pojmy, entita, komponenta, architektura, signál, proměnná, proces.
  10. Jazyk VHDL – sekvenční vs. paralelní (concurrent) prostředí, podmínkové konstrukce, smyčky.
  11. Jazyk VHDL – behaviorální vs. strukturální realizace, mapování portů, použití komponent ve VHDL.
  12. Jazyk VHDL – realizace synchronních a asynchronních obvodů, ovládání a distribuce hodinového signálu.
  13. Jazyk VHDL – syntéza jednoduchého obvodu, čítač, dělička kmitočtu, posuvný registr, klopné obvody.
  14. Jazyk VHDL – simulace logického obvodu, testbench, typy simulací, výstupy simulátoru.
  15. Stavový automat – postup návrhu a realizace stavového automatu, tabulky přechodů a výstupů, kódování, syntéza přechodových a výstupních funkcí.

Předmět: Základy elektrických pohonů

  1. Definice elektrického pohonu, jejich třídění, výhody a nevýhody.
  2. Pohybová rovnice, moment hnací, moment zátěžný, moment dynamický, moment pasivní, moment aktivní, typy zátěžných momentů.
  3. Statické a dynamické chování regulovaného pohonu.
  4. Bloková schémata řízení pohonů se stejnosměrnými motory.
  5. Rozběh, brzdění a řízení otáček pohonu s cize buzeným stejnosměrným motorem.
  6. Rozběh, brzdění a řízení otáček pohonu se sériovým buzením.
  7. Bloková schémata řízení pohonů se střídavými motory, skalární, vektorové, DTC.
  8. Metody řízení otáček pohonu s asynchronním motorem.
  9. Rozběh a brzdění pohonu s asynchronním motorem.
  10. Asynchronní rozběh a synchronizace synchronního motoru.
  11. Ventilový pohon.
  12. Pohony s krokovými motory, pohony s motory s permanentními magnety, pohony se spínanými reluktančními motory.
  13. Analogové řízení v elektrických pohonech, zpětná vazba, typy přenosů řídicích bloků, PID regulátor.
  14. Přechod od analogového zpracování signálů k číslicovému.
  15. Porovnání, výhody a nevýhody digitálního (číslicového) a analogového řízení.

Předmět: Elektrodynamika

  1. Potenciály v elektromagnetickém poli, základní rovnice pro potenciály.
  2. Maxwellovy rovnice. Elektromagnetická vlna v neomezeném prostředí.
  3. Vlna rovinná, kulová a válcová. Gaussův svazek. Fermatův princip.
  4. Vlna na rozhraní dvou prostředí, Snellův zákon, totální odraz, polarizace vlny odrazem.
  5. Průchod vlny vrstveným prostředím. Čtvrtvlnný transformátor.
  6. Vedené a evanescentní vlny, vlnová rovnice.
  7. Vedení s vlnou TEM. Telegrafní rovnice.
  8. Charakteristická a vlnová impedance.
  9. Přenos výkonu, maximální přenášený výkon, minimální útlum.
  10. Rychlost šíření vlny, útlum, polarizace, disperse.
  11. Polarizace a magnetizace materiálů vysokofrekvenčním polem.
  12. Mody, impedance, fázová a skupinová rychlost šíření, přenos výkonu.
  13. Šíření vlny dielektrickými vlnovody. Rezonátory.
  14. Zdroje vln - elementární zářiče. Blízké, přechodné a vzdálené pole zářičů.
  15. Vlna v anizotropním prostředí. Řádná a mimořádná vlna, dvojlom.

Předmět: Elektroenergetika 1

  1. Elektrizační soustava – topologie, účel, bilance
  2. Parametry venkovních vedení
  3. Parametry kabelových vedení a transformátorů
  4. Úbytky napětí v DC a AC sítích
  5. Výpočet ustálených chodů v ES
  6. Zkraty v ES
  7. Zemní spojení v distribučních sítích
  8. Stabilita přenosu výkonu
  9. Elektrické ochrany generátorů a transformátorů
  10. Elektrické ochrany vedení, jištění v sítích nn
  11. Elektrické stanice
  12. Uzemňování v ES
  13. Dimenzování silnoproudých vodičů
  14. Řízení frekvence v ES
  15. Řízení napětí v ES

Předmět: Audiovizuální technika

  1. Fyziologie a anatomie vidění.
  2. Fyziologie a anatomie slyšení.
  3. Metody předzpracování obrazové informace.
  4. Elektroakustické měniče.
  5. Metody zdrojového kódování zvuku.
  6. Základy digitálního zpracování zvuku.
  7. Snímání a reprodukce obrazu.
  8. Prostorová akustika.
  9. Snímání zvuku, ozvučování.
  10. Zdrojové kódování obrazové informace.
  11. Přenosové video systémy, televize.
  12. Základní měřicí metody v akustice, měřící mikrofony.
  13. Aplikovaná obrazová technika, záznam video.
  14. Digitální fotografie, holografie.
  15. Zobrazovací soustavy.

Předmět: Elektroenergetika 2

  1. Typy výrobních zdrojů elektrické energie.
  2. Denní diagramy zatížení a jejich pokrývání.
  3. Termodynamické oběhy energetických zdrojů.
  4. Možnosti zvyšování účinnosti elektrárenských oběhů.
  5. Technologické okruhy elektráren a jejich provozní charakteristiky.
  6. Energetické bilance prvků elektrárenských bloků.
  7. Jaderné elektrárny a reaktory.
  8. Struktura elektrických částí elektrárenských bloků a vlastní spotřeby.
  9. Obnovitelné zdroje energie a jejich integrace do elektrizačních sítí.
  10. Izolační vysokonapěťové systémy a jejich vlastnosti.
  11. Zkušebny vysokých napětí a vysokonapěťové zkoušky.
  12. Přepětí v elektroenergetických systémech.
  13. Provozní a atmosférická přepětí.
  14. Koordinace izolace.
  15. Přepěťové ochrany v systémech vysokých a velmi vysokých napětí.

Předmět: Elektroenergetika 3

  1. Teplo, teplota, teplotní pole, vektor tepelného toku, Fourierův zákon.
  2. Fourier-Kirchhoffova rovnice, řešení 1D teplotního pole.
  3. Sdílení tepla konvekcí.
  4. Sdílení tepla sáláním.
  5. Odporový ohřev, typy, příklady použití.
  6. Indukční ohřev, typy, příklady použití.
  7. Dielektrická elektrotepelná zřízení, princip, příklady použití.
  8. Obloukové pece, konstrukční uspořádání, připojení na síť, kompenzace vyšších harmonických a flickeru.
  9. Světelně technické veličiny, definice, význam, jednotky.
  10. Světelné záření a zraková pohoda.
  11. Měření světelně technických veličin.
  12. Světelné zdroje a jejich parametry.
  13. Svítidla a jejich parametry.
  14. Zásady osvětlování vnitřních prostor.
  15. Zásady osvětlování venkovních prostor.

Předmět: Mikroelektronika

  1. Vývoj mikroelektroniky, Moorovy zákony, metody návrhu, současné trendy.
  2. Elektronický systém - základní architektury mikroelektronických systémů, analogových, digitálních a mix-signál, úrovně abstrakce návrhu.
  3. Integrované obvody - význam integrace, používané technologie a metody návrhu. Aplikačně specifické integrované systémy, typy, zásady hierarchie, porovnání vlastností, ekonomika návrhu.
  4. Metody a nástroje pro návrh (přehled návrhových technologií a technologických realizací). Prostředky pro simulace a testování mikroelektronických systémů. Metodologie návrhu digitálních, analogových a smíšených integrovaných systémů. Druhy analýz (DC, Transient, AC, Noise, PSS, PAC).
  5. Mikroelektronické prvky a komponenty. Specifika analogového návrhu, technologické požadavky, abstrakce analogového návrhu a hierarchické členění (Hierarchy editor), modely a knihovny pro analogové bloky; Návrh topologie, návrhová pravidla, parazitní struktury, extrakce parazitních analogových struktur, tvorba analogových knihoven.
  6. Technologický proces výroby integrovaných obvodů - materiály, výroba monokrystalu, příprava substrátů, druhy litografie, leptání.
  7. Technologický proces výroby integrovaných obvodů - iontová implantace, difúze, epitaxní růst, metody nanášení vrstev CVD, PVD, pouzdření integrovaných obvodů.
  8. Základní technologické procesy výroby mikroelektronických struktur. Technologické procesy výroby integrovaných obvodů: Základní CMOS proces, technologický postup výroby, topologické masky, metody izolací, druhy CMOS procesů, technologie propojování.
  9. Pasivní a výkonové struktury v mikroelektronice, energetická bilance, vedení tepla, chlazení.
  10. Elektronické zpracování signálů a informací na čipu. A/D a D/A převodníky, signálové procesory.
  11. Základní principy činnosti integrovaných mikrosenzorů. Funkční bloky: ALU, typy pamětí, V/V brány.
  12. Mikrosystémy a MEMS (Návrh a technologie mikro-elektro-mechanických integrovaných systémů MEMS, technologie, aplikace).
  13. Nanoelektronika, základy fyziky materiálů. Kvantové jevy v nanostrukturách, polovodičové heterostruktury v nanoelektronice.
  14. Optické integrované obvody. Základní rozdělení optoelektronických a optických integrovaných obvodů, vymezení oboru a základní principy a jevy využívané při jejich konstrukci.
  15. Metody testování elektronických systémů. Finalizace návrhu a technologická realizace, verifikace integrovaných systémů, problematika převodu návrhu systému mezi jednotlivými technologiemi.

Předmět: Materiály pro výkonovou elektrotechniku

  1. Elektrická vodivost kovů. Pásový model. Fermi-Diracova rozdělovací funkce. Teplotní závislost elektrické rezistivity kovu. Tepelná vodivost kovů.
  2. Kovy nejčastěji používané v elektrotechnice. Vybrané aplikace vodivých materiálů v elektrotechnice – desky plošného spoje, bezolovnaté pájky, elektricky vodivá lepidla.
  3. Materiály pro výrobu vodivých tenkých a tlustých vrstev. Základní charakteristika vrstev. Technologie přípravy, vlastnosti a aplikace vodivých vrstev.
  4. Supravodiče – vznik supravodivosti. Základní vlastnosti supravodičů. Meissner-Ochsenfeldův efekt. „Nízkoteplotní“ supravodiče. „Vysokoteplotní“ supravodiče. Základní představitelé supravodivých materiálů.
  5. Materiály pro vláknové optické vlnovody. Struktura vlnovodů, vlastnosti vlnovodů, typy poruch vlnovodů. Vlnovody z borosilikátového skla a z křemičitého skla. Optické kabely.
  6. Základní typy magnetických materiálů. Proces přemagnetování fero a feri-magnetik.
  7. Magnetická anizotropie. Ztráty v magnetických materiálech. Materiály magneticky měkké a tvrdé.
  8. Základní typy magnetických materiálů užívaných v elektrotechnice. Slitiny Fe-Si, Fe-Ni (permaloye), Fe-Co, ferity a jejich aplikace.
  9. Pásová struktura intrinzického a příměsového polovodiče.
  10. Vyjádřete graficky a vysvětlete teplotní závislost konduktivity nevlastního polovodiče.
  11. Hallův jev v polovodičích. Peltierův jev. Seebekův jev.
  12. Popište nejčastěji používané metody přípravy monokrystalického křemíku.
  13. Popište typy polarizačních procesů v dielektrických materiálech.
  14. Dielektrické ztráty v izolantech.
  15. Kondenzátorová keramika, typy, struktura, vlastnosti.

Předmět: Výkonové součástky a technologie

  1. Laserový a elektronový svazek jako technologický nástroj. Základní typy průmyslových laserů. Sestava elektronového děla. Vybrané technologie využívající laserový a elektronový svazek.
  2. Technologie využívající plazmatu – sestava plazmového hořáku. Řezání a svařování plazmatem. Vakuové a reaktivní naprašování. Plazmatické leptání. Reaktivní plazmatické leptání.
  3. Indukční ohřev – princip a základní obvodové rovnice. Aplikace. Indukční vařič. Dielektrický ohřev – princip a vztah pro ztrátový výkon. Aplikace. Mikrovlnná trouba, popis činnosti magnetronu.
  4. Fast (Rapid) prototyping – základní princip. Techniky 3D tisku. Aplikace 3D tisku.
  5. Přechod PN. VA charakteristika přechodu PN. Lavinový a tepelný průraz přechodu. Diody. Vlastnosti, struktury a technologie výroby diod. Schottkyho diody.
  6. Bipolární tranzistory. Základní struktura tranzistoru, VA charakteristika, bezpečná pracovní oblast bipolárního tranzistoru.
  7. Tyristory. VA charakteristika tyristoru, tranzistorová analogie, podmínky lavinového sepnutí. Kritická strmost nárůstu anodového napětí a anodového proudu tyristoru. Struktury tyristorů.
  8. Tranzistory FET. Struktura, VA charakteristika tranzistoru JFET. Struktura, VA charakteristika tranzistoru MOSFET.
  9. Tranzistory IGBT. Struktura, VA charakteristika tranzistoru IGBT. Spínání a rozpínání tranzistorů IGBT. Struktury a technologie tranzistorů IGBT.
  10. Pouzdra polovodičových součástek. Odvod tepla, vliv teplotní roztažnosti materiálů na konstrukci pouzder, obvodové vlastnosti pouzder.
  11. Chování reálného vinutí v elektrickém obvodu, náhradní schéma, R, L, C parametry a možnosti jejich ovlivnění konstrukčními a technologickým úpravami. Technologie a výroba vinutí pro elektrické přístroje.
  12. Sušení v elektrotechnice, přehled způsobů sušení teplem pro odstraňování volné vody. Sušení při konvekci teplého vzduchu za normálního tlaku, průběh a dynamika procesu, možnosti řízení a monitorování.
  13. Impregnace v elektrotechnice, kritéria pro volbu impregnačního postupu. Impregnace rozpustidlovým, bezrozpustidlovým lakem a olejem, specifika, nejdůležitější metody a typické oblasti použití.
  14. Technologie a výroba vodičů a silových kabelů. Vodiče pro induktivní a odporová vinutí (jádra, izolace), vodiče pro venkovní energetická vedení, troleje a rozvodny, zapouzdřené vodiče.
  15. Hlavní konstrukční a technologické aspekty limitující přenosové schopnosti silových kabelů. Provedení silových kabelů.

Předmět: Výroba výkonových zařízení

  1. Materiály pro magnetické obvody netočivých strojů (transformátorů), požadované vlastnosti, typy.
  2. Skládání magnetických obvodů netočivých/točivých strojů (způsoby překládání, měrné ztráty, bandážovací konstrukce).
  3. Komutátory točivých strojů - materiály, způsob složení, vlastnosti.
  4. Dlouhé rotory (turborotory), jejich chlazení, umístění vinutí, použité konstrukční materiály.
  5. Hřídele malých strojů - způsob hromadné výroby, vinutí malých točivých strojů - navíjení, impregnace aj.
  6. Konstrukce usměrňovačů, historický přehled, základní vliv na síť a průběhy.
  7. Vyšší harmonické, možnosti jejich eliminace, korekce účiníku.
  8. Konstrukce spínaných zdrojů (SMPS), výhody/nevýhody, VF rušení a možnosti jeho potlačení.
  9. Izolační materiály pro VN stroje, kombinace slída - epoxid - papír, vlastnosti, výroba.
  10. Obecné požadavky na výrobky uváděné na trh v EU, zákon č. 22/97 Sb.
  11. Zkoušky EMC - přehled základních testů odolnosti/emisí rušení.
  12. Direktivy EU týkající se Ecodesignu, RoHS, LVD.
  13. Čisté prostory pro mikroelektroniku/polovodičové součástky, typy proudění vzduchu, měření čistoty, třídy čistoty.
  14. Elektrostatické výboje (ESD), prostory chráněné proti ESD (EPA), způsoby řízeného odvodu náboje z povrchů těles.
  15. Chlazení výkonových součástek, principy nuceného/pasivního chlazení, média, tepelné trubice, tepelný odpor, životnost a spolehlivost výkonových součástek ve vztahu k teplotě okolí.

V Praze 30.3.2017

prof. Ing. Miroslav Husák, CSc.
garant studijního programu EEK

Za obsah odpovídá: doc. RNDr. Veronika Sobotíková, CSc.