Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Fundamentals of Smart Systems

    A tantárgy angol neve: Fundamentals of Smart Systems

    Adatlap utolsó módosítása: 2017. június 21.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar
    Villamosmérnöki mesterképzési szak
    Smart Systems Integration mellékspecializáció
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIEEMA04 1 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Szabó Péter Gábor, Elektronikus Eszközök Tanszéke
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, intézet:

    Dr. Plesz Balázs

    adjunktus

    Elektronikus Eszközök Tanszéke

    Dr. Szabó Péter Gábor

    adjunktus

    Elektronikus Eszközök Tanszéke

    Ender Ferenc

    tanársegéd

    Elektronikus Eszközök Tanszéke

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Fizika, mikroelektronika, elektronikai technológia

    7. A tantárgy célkitűzése

    A tantárgy célkitűzése, hogy megismertesse a hallgatókat az Okosrendszerek, és ezekben leggyakrabban alkalmazott MEMS eszközök felépítésével, működésének fizikai hátterével és gyártástechnológájának alapjaival. Az elméleti ismereteket MEMS és bio-MEMS alkalmazási példákkal támasztjuk alá. A számítógépes laboratóriumi munka során a hallgatók példákon keresztül ismerkedhetnek meg a modellezés és szimuláció korszerű eszközeinek használatával.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    Előadástémák:

    1. Integrált okosrendszerek és azok építőelemei
    2. Okosrendszer gyártástechnológiájának áttekintése
    3. Integrált elektronika gyártástechnológiája
    4. Mikro-elektromechanikai eszközök (MEMS) gyártástechnológiája
    5. Integrált érzékelők és beavatkozók megvalósítása
    6. Integrált okosrendszerek tokozása
    7. Mikromechanika, elektro-mechanikus csatolás
    8. Termikus mikrorendszerek, elektro-termikus csatolás
    9. Modeling of MEMS: compact modelling, reduced order modeling, multi-domain modeling
    10. BioMEMS: fundamentals of microfluidics: laminar flow, mixing, flow focusing. Transport phenomenon: convective and conductive mass transfer, diffusion in microflows. Droplet microfluidics: fundamentals and applications. Flow map, typical multiphase flow regimes. Enhanced heat transfer in Taylor flow, mixing in microdroplets, compact modeling of two phase flows. Droplet manipulation, EWOD
    11. Lab-on-a-Chip devices: Point-of-Care. LoC platforms and PoC concepts: case studies. Sample consumption, sample handling, throughput, sensitivity, specificity, resolution.
    12. Physical methods - Sorting and counting techniques: hydrodinamic focusing, optical counting methods, scattering histogram plots, fluorescence activated cell sorting, impedance methods, Coulter counter
    13. Biosensors in LoC devices: physical, electrochemical, electronic and optical methods. DNA manipulation techniques: data storage in DNA, Polymerase Chain Reaction (PCR) and Next Generation Sequencing (NGS)

    Laboratóriumi/tantermi gyakorlatok témái:

    1. Tisztatéri látogatás. Darabolás, chipkötés és tokozás (laboratóriumi demonstráció)
    2. Integrált elektronika, szenzorok és MEMS-ek vizsgálata (laboratóriumi demonstráció)
    3. Félvezetőtechnológia a sorozatgyártásban (videóvetítés és beszélgetés)
    4. MEMS case study I.: tactile sensor, micromirror - physical description, design optimization, evaluation electronics (computer laboratory demonstration)
    5. MEMS case study II.: quadrature transfer characteristics MEMS - operation, simulation, characterization (computer laboratory demonstration)
    6. Fundamental effects in microfluidics (laboratory demonstration)
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    heti 2 óra előadás és (átlag) 1 óra  (számítógép) laboratóriumban tartott gyakorlat

    10. Követelmények

    A félév során 1 db. nagyzárthelyit íratunk. Az aláírás megszerzéséhez ennek legalább elégséges szintű teljesítése szükséges. 

    A vizsgaidőszakban: írásbeli és szóbeli vizsga
    A tárgyból elővizsgát tartunk a félévközi zárthelyin jó illetve jeles érdemjegyet elérteknek.

     

    11. Pótlási lehetőségek

    A ZH a szorgalmi időszakban egyszer pótolható. Pót-pót ZH főszabály szerint nincs

    12. Konzultációs lehetőségek Az előadókkal történő személyes megbeszélés képezi a konzultáció alapját.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Kötelező tananyag:

    -        Az előadók által rendszeresen frissített elektronikus anyagok alapján.

    Kitekintés:

    -        G. S. May, S. M. Sze: “Fundamentals of Semiconductor Fabrication”, Wiley, 2003. ISBN: 0-471-23279-3

    -        J. S. Wilson: “Sensor Technology Handbook”, Elsevier-Newnes, 2005. ISBN: 0-7506-7729-5

    -        D. K. Schröder: “Semiconductor Material and Device Characterization”, Wiley-Interscience, 2006. ISBN: 978-0-471-73906-7

    -        S. M. Sze, Kwok K. Ng: “Physics of Semiconductor Devices”, Wiley-Interscience, 2007

    -        M. Gad-el-Hak: “MEMS Design and Fabrication”, CRC Press, 2006. ISBN: 978-0-8493-9138-5

    -        R. R. Tummala: “System on Package: Miniaturization of the Entire System”, McGraw-Hill, 2008. ISBN: 9780071459068

    -        H. Geng: “Semiconductor Manufacturing Handbook”, McGraw-Hill, 2004.

    -        J. A. Kubby: ”A Guide to Hands-on MEMS Design and Prototyping”, Cambridge University Press, 2011. ISBN 978-0-521-88925-4

    -        Brand, Fedder, Hierold, Korvink, Tabata: “System-level Modeling of MEMS”, Wiley-VCH, 2013. ISBN 978-3-527-31903-9

    -        H.-H. Lee: “Finite Element Simulations with ANSYS Workbench 15”, SDC Publications, 2014. ISBN: 978-1585039074

    -        S. D. Senturia: “Microsystem Design”, Kluwer Academic Publishers, 2001. ISBN: 0-7923-7246-8

    -        M. W. Collins, C. S. Konig: “Micro and Nano Flow Systems for Bioanalysis”, Springer New York, 2012.

    -        D. Issadore, R. M. Westervelt: “Point-of-Care Diagnostics on a Chip”, Springer New York, 2013.

    -        G. Evtugyn: “Biosensors: Essentials”, Springer New York, 2014.

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

    Classes

    42

    Preparation for lecture classes

    14

    Preparation for classroom practices

    8

    Preparation for laboratories

    0

    Preparation for test

    16

    Homework

    0

    Learning the prescribed matters

    0

    Preparation for exam

    40

    Összesen

    120

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, intézet:

    Dr. Juhász László

    adjunktus

    Elektronikus Eszközök Tanszéke

    Dr. Szabó Péter Gábor

    adjunktus

    Elektronikus Eszközök Tanszéke

    Ender Ferenc

    tanársegéd

    Elektronikus Eszközök Tanszéke