Wahlfachtopf Mikroelektronik für die Studienrichtung Mechatronik (Diplomstudium, Kennzahl 716)

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1 Wahlfachtopf Mikroelektronik für die Studienrichtung Mechatronik (Diplomstudium, Kennzahl 716) B. Jakoby, Institut für Mikroelektronik und Mikrosensorik

2 Themen, Schlagworte zum Wahlfachtopf Elektronik und Mikroelektronik: Schaltungsdesign, Technologie und Bauelemente Mikrosensorik und Mikrosystemtechnik Hochfrequenztechnik Beteiligte Institute: Institut für Mikroelektronik und Mikrosensorik (Prof. Jakoby) Institut für Nachrichtentechnik und Informationstechnik (Prof. Springer) Institut für Integrierte Schaltungen (Prof. Hagelauer) Institut für Halbleiter- und Festkörperphysik (Prof. Schäffler) Institut für Mikroelektronik und Mikrosensorik 2

3 Beispiel für LVA: Mikrowellensensorik (2h-Vorlesung, A.Univ.Prof. Dr. Diskus) Grundlagen: Maxwell-Gleichungen, Vektorpotential, Poyntingscher Vektor Elektromagnetische Wellen Radar Materialcharakterisierung S-Parameter und Netzwerkanalysator Institut für Mikroelektronik und Mikrosensorik 3

4 Beispiel für LVA: Praktikum Mikroelektronik (2h-Praktikum, Dr. Hilber, DI Hantscher) Reinraumpraktikum: Einführung in die Grundlagen der Mikrotechnologie Fertigung eines Sensors im Reinraum Charakterisierung des Sensors CAD-Praktikum: Realisierung einer kompletten Schaltung Entwurf des Schaltplans Design des Layouts Herstellung und Bestückung einer Leiterplatte Institut für Mikroelektronik und Mikrosensorik 4

5 Beispiel für LVA: Mikrosystemtechnik (2h-Seminar, Prof. Jakoby, DI Lucklum) Mikrosystemtechnik = Mechatronik im Kleinen, d.h. Kombination von elektronischer, mechanischer, thermischer, optischer, Funktionalität in einem miniaturisierten System Anwendungen d. MST: Sensorik, Aktuatorik, in Analysesystemen, Automobilbereich etc. LVA-Inhalte: Grundlagen der Mikrosystemtechnik Vorstellung aktueller Forschungs- und Anwendungsgebiete Vorträge der Studierenden über selbst gewählte Themen Institut für Mikroelektronik und Mikrosensorik 5

6 Beispiel für LVA: Hochfrequenztechnik (Bauelemente) (2h-Seminar, A.Prof. Diskus) In dieser Vorlesung werden die wichtigsten Bauelemente der Mikrowellentechnik vorgestellt. Es ist ein umfangreiches Skriptum (Hochfrequenztechnik 2) erhältlich. Inhalt Einführung Leitungen, Abschwächer, Abschlüsse, Phasenschieber, Verzweigungen und Koppler, Filter, Resonatoren, Schalter, Antennen Rauschen, Dynamik, Intermodulation, Leistungsmesser und Detektoren, Mischer, Mikrowellendioden, Transistoren, Röhren Institut für Mikroelektronik und Mikrosensorik 6

7 Beispiel für LVA: Mikrosensorik (im Rahmen von: Ausgewählte Kapitel der Mikroelektronik ) (2h-VO, Prof. Jakoby und Ass.) Motivation: Sensoren sind zentrale Komponenten mechatronischer Systeme, z.b. im Automobil. Moderne Mikrotechnologien erlauben nicht nur die Realisierung kleinster Bauelemente, sondern ermöglichen auch die gezielte Verwendung von neuartigen mikroskopischen Effekten, wie z.b. Kapillareffekten. Themen: Miniaturisierung wozu? Technologie der Mikroelektronik Technologie der Mikromechanik Mikrosystemtechnik Halbleitersensoren Mikroakustische Sensoren und Sensoren im Automobil Mikrofluidik Modellierung und numerische Verfahren anhand konkreter Beispiele Abb.: Robert Bosch GmbH Institut für Mikroelektronik und Mikrosensorik 7

8 Beispiel für LVA: Computergestützter Entwurf analoger Schaltungen (3h-Praktikum, A.Prof. Dr. Ostermann, DI Michael Sams) CAD-Praktikum: Einführung in Cadence Designumgebung für den Entwurf Integrierter Schaltungen (Industriestandard) Schaltungsdesign (Schaltplaneingabe und Simulation) Layouterstellung und alle notwendigen Checks Digitales Layout (Place&Route) sowie Mixed-Mode Designmöglichkeiten Gesamtlayout, Padframe, Bondplan alles notwendige bis zur Abgabe von Maskendaten an den Hersteller Es gibt eine zugehörige VO+UE Analoge Schaltungstechnik (Sommersemester) Institut für Mikroelektronik und Mikrosensorik 8

9 Beispiel für LVA: Digitaler Hardwareentwurf (2hVO +1hUE, Dr. Thomas Bauernfeind) In der LVA werden folgende Themen behandelt: VHDL Sprachstandard, Verhaltensmodellierung, Strukturmodellierung Arbeiten mit einem VHDL/Verilog- Simulator (ModelSim von MentorGraphics) VHDL und Synthese, Testumgebungen in VHDL weiterführende Konzepte zur Modellierung gemischt analog-digitaler Systeme in VHDL Ausblick auf andere Hardwarebeschreibungssprachen (Verilog) Ausblick auf VHDL-AMS Institut für Mikroelektronik und Mikrosensorik 9

10 Übersicht Wahlfachtopf LVAs (s. a. Studienplan) Optoelektronik für die Mechatronik Halbleiterbauelemente für die Mechatronik Mikrowellensensorik Hochfrequenztechnik Hochfrequenzsystemtechnik Praktikum Mikroelektronik Praktikum Hochfrequenztechnik Praktikum Halbleiterschaltungstechnik Digitaler Hardwareentwurf Analoge Schaltungstechnik Entwurf integrierter A/D-Umsetzer Integrierte Hochfrequenz-Schaltungstechnik Computergestützter Entwurf analoger Schaltungen Computergestützter Entwurf digitaler Schaltungen Seminar Integrierte Schaltungen Ausgewählte Kapitel der Mikroelektronik (z.b. Thema Mikrosensorik) Ausgewählte Kapitel des Schaltungsentwurfs Projektseminar Institut für Mikroelektronik und Mikrosensorik 10