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

Elektronika, Fizika, Elektronikai technológia és anyagismeret

A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

A tantárgy célkitűzése, hogy megtanítsa azt a tervezési folyamatot, amelynek során elektronikai szempontból funkcionálisan definiált, meghatározott körülmények között üzemeltethető részegységek és rendszerek alkothatók, és gyakorlati példákon keresztül szemléltesse a tervezést befolyásoló gyárthatósági, tesztelhetőségi, zavarvédelmi, termikus, védelmi, biztonságtechnikai szempontok érvényesítését.

Megszerezhető készségek, képességek: a tantárgy követelményeit eredményesen teljesítő hallgatók képesek lesznek elektronikai és mikroelektronikai alkatrészekből, részegységekből összetett, a kor műszaki technológiai színvonalának megfelelő, elektronikai termékek (moduláramkörök, készülékek, rendszerek) tervezésében részt venni, valamint folyamatmérnökként a termékfejlesztéssel kommunikálni. Készségszintű ismereteket szereznek a számítógépes tervezőrendszerek kezelését és alkalmazását illetően.

A tantárgy tematikája:
1. Tárgykövetelmények. Gyakorlati struktúra. Órarend. Bevezetés. Elektronikus készülékek tervezésének fázisai. A tervezés alapvető információforrásai.
2. Szerkezeti konstrukció fogalma és feladatai. Termikus konstrukció szükségessége. Termikus egymásra hatás. Termikus szimuláció. Hőátadási folyamatok: hővezetés, hőszállítás, hősugárzás. Összetett hőátadás, bordázott felületek hőátadása, hűtőbordák méretezése.
3. Elektromágneses zavarvédelem fogalma, emissziós és immunitási szintek. Az elektromos zavarás folyamata. Jelvezetékek védelme, potenciál-elválasztás. Árnyékolások fizikája, alkatrészek, kártyák, készülékek, helyiségek árnyékolása.
4. Zavarérzékeny berendezések védelme. Földelési rendszer. Elektronikus készülékek üzembiztonsága. Érintésvédelmi konstrukciós intézkedések. IP védettségi fokozatok. A túláram fogalma. A túláramvédelem eszközei.
5. Egy tipikus áramköri modul tervezésének analízise. Részfeladatokra bontás, elektromos és elektronikus részegységek áramköri tervezése. Deszkamodell készítés és szimuláció lehetőségei, alkalmazásai.
6. A számítógéppel segített tervezőrendszer felépítése. Az elvi kapcsolási rajz tervezés módszerei, lehetőségei, funkciói. Az elvi kapcsolási rajz szimbólumok könyvtárának használata, szerkesztése. Az elrendezés tervezés kézi és interaktív módszerei.
7. Az elrendezés tervezés gépi lehetőségei, stratégia-fájlok és használatuk. Kézi Layout (huzalozás) tervezés. Interaktív huzalozás-tervezés. Az Autorouter (stratégia-fájlok és használatuk). Ellenőrzés (DRC), dokumentáció-készítés. Gyártófile-ok generálása, CAM.
8. Moduláramkörök alapvető építőelemei.
9. Tápellátás. Analóg és digitális feszültség és áram jelátvitel módszerei, eszközei, szabványai. Galvanikus leválasztás.
10. Erősítők műveleti erősítők és teljesítményerősítők felépítése, áramköri realizációik, azok alkalmazásai. Különleges műveleti erősítők analízise, alkalmazásai.
11. Nagyintegráltságú moduláramkörök, HDI bevezetés, gyakorlati alkalmazás.
12. Nagysűrűségű áramkörök gyárthatóságra, szerelhetőségre, tesztelhetőségre tervezése.
13. MCM és HDI hordozók technológiája.
14. Eltemetett alkatrészek. Moduláramkörök FEM szimulációi.

A gyakorlatok tematikája:
1. Áramköri modul tervezésének lépései. Sematikus ábra tervezés. Alkatrész decalek-szimbólumok.
2. Sematikus ábra véglegesítés, Bill-of-Materials (BOM) szerepe, tervezési szabályok előkészítése.
3. Áramköri footprint tervezés, fizikai szimbólumok, layout építőelemek.
4. Layout tervezés lépései, alkatrészek elhelyezése, huzalozás.
5. CAM, gyárthatóságra tervezés, DRC.
6. Moduláramkörök építőelemeinek elemzése, számítások.
7. Műveleti erősítők, példák, képletek, szimulációs példák elemzése.

A szorgalmi időszakban:

Az aláírás megszerzésének feltétele egy darab összegző értékelés legalább elégséges szintű teljesítése, és egy házi feladatként kiadott jegyzőkönyv leadása a tantermi gyakorlat anyaga alapján. A tantermi gyakorlatokon legalább 70%-os részvétel.

A vizsgaidőszakban:

A tantárgy írásbeli vizsgával zárul. Az érdemjegy megállapítása a vizsgán elért eredmény 75%-a és az összegző értékelésen elért eredmény 25%-a alapján súlyozódik.

Az összegző értékelés javítására, pótlására egy alkalommal lehetőséget biztosítunk a szorgalmi időszakban. Pót-pótzárthelyi csak a korábbi zárthelyik teljesítésének alacsony sikeressége (kevesebb, mint egyharmad) esetén biztosított.

Rao R. Tummala: Fundamentals of Microsystems Packaging, McGraw-Hill, 2001

A tárgyhoz tartozó tantermi gyakorlat anyagából kiindulva az IMSc pontok megszerzéséért a hallgatók még egy plusz házi feladatot kapnak, amely a tematika alapján plusz kihívást jelent és szélesebb látókör kialakítását garantálja számukra. További IMSc pontok megszerzése a tárgyhoz tartozó összegző értékelésen kiadott további plusz feladat alapján lehetséges.

IMSc pont az összegző értékelés 75%-os teljesítése felett az adott plusz feladattal szerezhető. A tárgyban szerezhető maximális IMSc pontszám 20; az összegző értékelésen max. 15 pont, a házi feladattal max. 5 pont szerezhető.

Az IMSc pontok megszerzése a programban részt nem vevő hallgatók számára is biztosított.