Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Anotace:
Předmět se zabývá systémovou integrací uplatňovanou při návrhu digitálních a analogových systémů s uplatňováním systémového inženýrství, řeší propojení různých typů moderních elektronických systémů na čipu a externích. Ukazuje na nové možnosti realizace a aplikace integrovaných mikrosoučástí pracujících s různými principy a veličinami využívajícími především MEMS technologií, zvyšování spolehlivost se všemi jejími atributy. Předmět představuje moderní prvky - mikroaktuátory s různými principy jejich činnosti včetně základních aplikací v průmyslu, medicíně, regulaci, řízení automobilismu, apod. Jsou zde zmíněny základní prvky využití nanotechnologií a nanoelektronických struktur. Předmět rozšiřuje odborné znalosti studentů o nejmodernější multioborové prvky na čipu s jejich širokým využitím v informačních technologiích, IoT, biomedicíně, aerospace, automobilovém průmyslu apod.
Obsah:
Jedná se o předmět sdružující různé obory na čipu (elektronika, fotonika, mechanika, biochemie.), předmět přinášející informace o vývoji nových struktur a systémů na čipu a jejich aplikací, zahrnuje informace o nových mikrosystémových technologiích uplatňovaných v informačních technologiích, IoT a dalších důležitých oblastech. Využívá znalosti z odborných předmětů zajišťovaných především v magisterských studijních programech Ek a OES. Předmět je zajišťovaný dynamickým způsobem, a proto předmět může být navštěvován i studenty z dalších studijních programů. Předměty obdobného typu jsou součástí kurzů řady technicky zaměřených prestižních univerzit:
MIT: 6.717[J] Design and Fabrication of Microelectromechanical Systems (
http://catalog.mit.edu/degree-charts/electrical-science-engineering-course-6-1/)
Berkeley: EE 147. Introduction to Microelectromechanical Systems (MEMS) (
https://www2.eecs.berkeley.edu/Courses/EE147/)
ETH Zurich: 151-0621-00L Microsystems I: Process Technology and Integration, 636-0203-00L Lab Course: Microsystems and Microfluidics in Biology, 636-0114-00L Microsensors and Microsystems, 151-0172-00 U Microsystems II: Devices and Applications, 151-0642-00L Seminar on Micro and Nanosystems (
https://www.ethz.ch/en/studies.html)
Osnovy přednášek:
1. | | Basic energy harvestor (EH) structures, energy domains, importance, interdisciplinary, applications, system integration of digital and analog systems, multi-chip configuration |
2. | | Physical phenomena, design methods, interconnection of systems |
3. | | EH parameters, scaling, pick-up of energy |
4. | | Basic EH blocks, converters, power supply management |
5. | | Basic mechanisms and structures used in EH |
6. | | Electrostatic principle, basic structures, used technologies, circuits solving, parameters, applications in a practice |
7. | | Piezoelectric principle, basic structures, used technologies, circuits solving, parameters, applications in a practice |
8. | | Electromagnetic principle, basic structures, used technologies, circuits solving, parameters, applications in a practice |
9. | | Thermal principle, basic structures, used technologies, circuits solving, parameters, applications in a practice |
10. | | RF principle, basic structures, used technologies, circuits solving, parameters, applications in a practice |
11. | | Biochemical principle, basic structures, used technologies, circuits solving, parameters, applications in a practice |
12. | | Wind principle, basic structures, used technologies, circuits solving, parameters, applications in a practice |
13. | | Micro and nanotechnology for design and realization of EHs |
14. | | Design and realization of EH structures |
Osnovy cvičení:
1. | | Introduction, organization of the seminars, introduction to safety in work |
2. | | Introduction to the modeling and simulation (programs ANSYS/Coventorware) |
3. | | Simulation and modeling of the selected EH structure (ANSYS /Coventorware) |
4. | | Simulation and modeling of the selected EH structure (ANSYS /Coventorware) |
5. | | Design and modeling of the selected EH structure (ANSYS /Coventorware) (device purchased from the project OPVVV) |
6. | | Design and modeling of the selected EH structure (ANSYS /Coventorware) (device purchased from the project OPVVV) |
7. | | Design and modeling of the selected EH structure (ANSYS /Coventorware) (device purchased from the project OPVVV) |
8. | | Realization of the selected part of the EH structure in CTU/FEE technology (device purchased from the project OPVVV) |
9. | | Realization of the selected part of the EH structure in CTU/FEE technology (device purchased from the project OPVVV) |
10. | | Realization of the selected part of the EH structure in CTU/FEE technology (device purchased from the project OPVVV) |
11. | | Realization of the selected part of the EH structure in CTU/FEE technology (device purchased from the project OPVVV) |
12. | | Characterization of realized the EH structure (device purchased from the project OPVVV) |
13. | | Measurement of of realized the EH structure (device purchased from the project OPVVV) |
14. | | Presentation of semester projects |
Literatura:
Povinná literatura:
[1] | | Husák Miroslav: Mikrosenzory a mikroaktuátory, Academia, 2008, ISBN 978 80 200 1478 8 |
[2] | | Peng Huisheng: Fiber-Shaped Energy Harvesting and Storage Devices, Springer 2015, ISBN13 (EAN): 9783662457436 |
[3] | | Spies Peter: Handbook of Energy Harvesting Power Supplies and Applications, Taylor & Francis, 2012, ISBN13 (EAN) 9789814241861 |
Doporučená literatura:
[1] | | Elvin Niell: Advances in Energy Harvesting Methods, Springer, 2013, ISBN / EAN 9781461457046 |
[2] | | Bowen Christopher R.: Modern Piezoelectric Energy-Harvesting Materials, Springer 2016, ISBN13 (EAN) 9783319291413 |
[3] | | Briscoe Joe: Nanostructured Piezoelectric Energy Harvesters, Springer 2014, ISBN13 (EAN) 9783319096315 |
[4] | | Hehn Thorsten: CMOS Circuits for Piezoelectric Energy Harvesters - Efficient Power Extraction, Interface Modeling and Loss Analysis, Springer 2016, ISBN13 (EAN) 9789402403541 |
Požadavky:
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
Stránka vytvořena 20.5.2024 17:50:32, semestry: Z,L/2023-4, Z/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |