Предмети на модулу Електронске компоненте и микроситеми

Прва година ОАС на Електронском факултету у Нишу је заједничка за све модуле. Листу свих предмета из прве године по семестрима (први и други семестар) имате на страни о Основним академским студијама.

 

Настава по модулима почиње од друге године студија, тј. од трећег семестра.

 

Листу свих предмета на модулу Електронске компоненте и микроситеми, као и кратак опис сваког од предмета можете наћи у наставку:

 

II ГОДИНА

Сем.

Шифра

Назив предмета

П+В+ДОН

ЕСПБ

III

2ОЕМ3О01

Основи електронике

3+2+1

6

2ОЕМ3О02

Математика 3

3+2+0

6

2ОЕМ3О03

Метрологија електричних величина

2+1+2

6

2ОЕМ3О04

Сигнали и системи

2+1+2

6

2ОЕМ3О05

Материјали за електронику

2+2+1

6

IV

2ОЕМ4О01

Основи оптике

2+2+1

6

2ОЕМ4О02

Технологије микросистема

2+2+1

6

2ОЕМ4О03

Полупроводничке компоненте

2+2+1

6

Изборни блок 1  (2)

2ОЕМ4А01

Карактеризација материјала

2+2+1

6

2ОЕМ4А02

Компоненте за телекомуникације

2+2+1

6

2ОЕМ4А03

Основи квантне и статистичке физике

2+2+0

6

2ОЕМ4А04

Телекомуникације

2+2+1

6


III ГОДИНА

Сем.

Шифра

Назив предмета

П+В+ДОН

ЕСПБ

V

2ОЕM5О01

Енглески језик 1

2+0+0

3

2ОЕM5О02

Аналогна микроелектроника

2+2+1

6

2ОЕM5О03

Карактеризација компонената

2+2+1

6

2ОЕM5О04

Нови материјали и технологије

2+1+1

5

Изборни блок 2   (2)

2ОЕM5А01

Дозиметрија и дозиметри

2+2+0

5

2ОЕM5А02

Примењена електромагнетика

2+2+0

5

2ОЕM5A03

Електронска физика чврстог тела

2+2+0

5

2ОЕM5A04

Обновљиви извори енергије

2+2+1

5

VI

2ОЕM6О01

Енглески језик 2

2+0+0

3

2ОЕM6О02

Дигитална микроелектроника

2+2+1

6

2ОЕM6О03

Сензори и претварачи

2+1+2

6

Изборни блок 3  (2)

2ОЕM6А01

Статистичке методе контроле квалитета

2+2+0

6

2ОЕM6А02

Микроталасна техника и електроника

2+2+1

6

2ОЕM6А03

Моделирање и симулација микроелектронских компонената и кола

2+1+2

6

2ОЕM6А04

Поузданост микроелектронских компонената

2+2+1

6

2ОЕM6А05

Нумеричка математика

2+2+0

6

2ОЕM6А06

Статистика и вероватноћа

2+1+1

6

2ОЕM6О04

Стручна пракса / тимски пројекат

0+0+0

3


IV ГОДИНА

Сем.

Шифра

Назив предмета

П+В+ДОН

ЕСПБ

VII

2ОЕМ7О01

Пројектовање микросистема

2+2+1

6

2ОЕМ7О02

Пројектовање штампаних плоча

2+2+1

5

2ОЕМ7О03

Пројектовање и симулација микроелектронских компонената

2+1+2

6

Изборни блок 4  (2)

2ОЕМ7А01

Анализа поузданости

2+2+1

5

2ОЕМ7А02

Мерења у микроелектроници

2+2+1

5

2ОЕМ7А03

Архитектуре дигиталних система

2+2+1

5

2ОЕМ7А04

Соларне компоненте и системи

2+1+2

5

2ОЕМ7А05

Аутоелектроника

2+2+1

5

2ОЕМ7А06

Радиодифузни системи и технологије

2+2+0

5

Изборни блок 5  (1)

2ОЕМ7Б01

Инжењерско образовање и одрживи развој

2+0+0

3

2ОЕМ7Б02

Пословне комуникације

2+0+0

3

VIII

2ОЕМ8О01

Компоненте и кола снаге

2+2+1

6

2ОЕМ8О02

Оптоелектроника

2+2+1

6

Изборни блок 6  (2)

2ОЕМ8А01

Нанотехнологије

2+2+0

5

2ОЕМ8А02

Аутономни микросистеми

2+1+2

5

2ОЕМ8А03

Пројектовање интегрисаних кола

2+1+2

5

2ОЕМ8А04

Пројектовање материјала за електронику

2+2+1

5

2ОЕМ8А05

Протоколи за сензорске мреже

2+2+1

5

2ОЕЗ8ЗР

Дипломски рад

0+0+0

8


Легенда:

П - предавања

В - вежбе

ДОН - други облици наставе

ЕСПБ - европски систем преноса и акумулације бодова



II ГОДИНА


Основи електронике

Диоде и диодна кола. Биполарни транзистор, радна права и радна тачка. Модел биполарног транзистора. MOSFET транзистор, радна права и радна тачка. Модел MOSFET транзистора. Основни појачавачки степени са биполарним и MOSFET транзистором. Вишестепени појачавачи. Појачавач са директном спрегом. Диференцијални и операциони појачавач. Примена операционих појачавача. Негативна повратна спрега. Осцилатори. Појачавачи великих сигнала. Извори напона напајања.


Математика 3

Редови. Бројни и функционални редови. Fourieroви редови. Обичне диференцијалне једначине. Диференцијалне једначине првог реда. Линеарне диференцијалне једначине другог реда. Линеарне диференцне једначине другог реда. Реалне функције више реалних променљивих. Граничне вредности. Парцијални изводи и диференцијали. Екстремне вредности. Интеграли. Криволинијски, двојни, тројни, површински интеграли. Теорија поља. Просторни изводи. Циркулација и флукс. Врсте векторских поља. Комплексна анализа. Комплексне функције. Cauchy--Riemannови услови. Комплексна интеграција. Рачун остатака. Laplaceова трансформација. Дефиниција, особине и примена. Fourierова трансформација. Дефиниција, особине и примена. Дискретна  Fourierова трансформација (DFT).


Метрологија електричних величина

Основи теорије мерења - метрологије. Електричне величине и јединице мерења. Стандарди јединица мера ампера, ома и волта МКСА система (еталони и нормативи). Структурне шеме процеса мерења електричних величина. Методе мерења електричних величина. Обрада резултата мерења и мерна несигурност. Метролошке карактеристике електричних мерних средстава. Аналогни и дигитални мерни инструменти. Инструмент са кретним калемом. Проширење мерног опсега амперметра, волтметра и ом-метра. Мерни конвертори електричних величина. Осцилоскопи.

 

Сигнали и системи

Појам сигнала и система, типови сигнала, класификација. Стабилност. Импулсни одзив. Карактеризација континуалних система диференцијалним једначинама. Фуријеов ред. Дискретизација континуалних сигнала. Реално и идеализовано одмеравање временски континуалних сигнала. Теорема одмеравања. Импулсни одзив у временском домену. Конволуција. Лапласова трансформација. Веза између Лапласове и Фуријеове трансформације. Примена Лапласове трансформације на решавање линеарних диференцијалних једначина. Функција преноса линеарног система. Стабилност система. Одзив линеарних континуалних система на произвољну побуду.


Материјали за електронику

Увод. Материјали за електронику и електронски производи. Проводници: дефиниције и опште особине, метали, легуре, неметални проводници, примена. Полупроводници: дефиниције и опште особине, елементарни полупроводници, полупроводничка једињења и легуре, примена. Диелектрици: дефиниције, механизми поларизације, статичке и динамичке особине, специјални диелектрици, примена. Магнетици: дефиниције и опште релације, врсте магнетних материјала, примена. Суперпроводници: феноменологија суперпроводности, примена. Органски материјали и примена.


Основи оптике

Теоријска настава ће се одвијати кроз предавања, у оквиру следећих области: Основна својства светлости, Геометријска оптика, Електромагнетна теорија светлости, Интерференција, дифракција и поларизација светлости, Пролаз светлости кроз изотропну и анизотропну средину, Корпускуларна теорија светлости, Рендгенско зрачење, Фотокомпоненте.


Технологије микросистема

Дефиниције и класификација микросистема. Материјали за производњу микросистема. Технолошки процеси: раст филмова, допирање, литографија, нагризање, специфични процеси. Технологија запреминског микромашинства: технолошки низ, примери структура, примена. Технологија површинског микромашинства: технолошки низ, примери структура, примена. LIGA технологија: технолошки низ, примери структура, примена. Монтажа и интеграција микросистема.


Полупроводничке компоненте

Увод. Преглед основних типова полупроводничких компонената. Основне особине полупроводника. Структура, принцип функционисања и карактеристике основних типова диода. Примене диода. Структура, принцип функционисања и карактеристике биполарних транзистора (BJT). Биполарни транзистор као прекидач. Биполарни транзистор као појачавач. Основна појачавачка кола са биполарним транзисторима. Структура, принцип функционисања и карактеристике једноспојних транзистора са ефектом поља (JFET). Извори константне струје са JFET-ом. Структура, принцип функционисања и карактеристике метал-оксид-полупроводник транзистора са ефектом поља (MOSFET). NMOS и PMOS транзистори са ефектом поља. NMOS инвертор. CMOS инвертор. Вишеспојне и остале полупроводничке компоненте.


Карактеризација материјала

Модерне анализе материјала. Структурна својства материјала. Корелација технологија (синтеза)- структурних својстава -материјала. Симетрија и кристалографија у структурној хијерархији материјала. Модерне методе карактеризације:  СЕМ, ТЕМ, ЕДС, XРД, СПМ, ласерска спектроскопија, НМР спектроскопија. Методе стереологије (квантитативна металографија). Примена фрактала у структурној анализи материјала.Структура материјала у функцији високе интеграције електронских компонената и параметара у електронским уређајима. Нове технологије мерења електричних и електронских карактеристика микроструктурног и наноскалног нивоа у материјалима. Нове методе карактеризације у области наноматеријала. Померање граница научних сазнања у области структурне хијерархије и анализе савремених материјала.


Компоненте за телекомуникације

Специфичности компонената за телекомуникације. Преносни водови. Класификација преносних водова: ТЕМ водови и водови вишег реда, двожични и коаксијални каблови, планарни водови, таласоводи. Конектори и адаптери. Пасивне електронске компоненте. Феритне и комбиноване компоненте. Полупроводнички материјали за електронске компоненте: Si и III-V композитни полупроводници. Диоде: p-n, Шоткијеве, PiN, тунелске, LED. Биполарни транзистор. MOS транзистор. LDMOS транзистор снаге. JFET. MESFET. Интегрисана кола. Хибридна интегрисана кола. Монолитна интегрисана кола. Технологије дигиталних кола. CMOS. BiCMOS. Основне ћелије динамичких RAM: капацитивне, FLASH, FeRAM. Нискошумни пријемници. Компоненте у SMD технологији.


Основи квантне и статистичке физике

Ограничења класичне физике. Уводне поставке квантне механике. Честично-таласни дуализам. Де Брољева хипотеза и Хајзенбергове релације неодређености. Таласна функција. Стационарна и нестационарна Шредингерова једначина. Потенцијални степеник, потенцијалне баријере и јаме. WKB апроксимација. Тунел диода. Квантне микроструктуре. Квантни транзистори. Максвел-Болцманова, Бозе-Ајнштајнова и Ферми-Диракова расподела. Статистика електрона и фотона.


Телекомуникације

Спектрална анализа детерминистичких и случајних сигнала. Преглед и опис система за пренос сигнала. Пренос сигнала кроз линеарне и нелинеарне системе. Амплитудска, фреквенцијска и фазна модулација. Одмеравање. Квантовање и компресија. Кодовање. Синхронизација рама. Делта модулација. Диференцијална импулсна кодована модулација. Пренос дигиталних сигнала у основном опсегу учестаности.  Пренос дигиталних сигнала у транспоновaнoм опсегу учестаности (ASK, FSK, PSK, QAM). Основи теорије информација. Примери оптичких, бежичних и сателитских телекомуникационих система.


III ГОДИНА


Енглески језик 1

Обрада језичких јединица везаних за основне области електротехнике. Упознавање са стручном терминологијом, специфичним и карактеристичним синтаксичким структурама и основним морфолошким процесима који су најзаступљенији у стручном енглеском језику електротехнике.


Аналогна микроелектроника

Извори једносмерног напона: интегрисани исправљачи, прекидачки извори напајања, филтрирање једносмерног напона. Основни аналогни микроелектронски степени: појачавачи у биполарној технологији, појачавачи у MOS технологији, извори константне струје, диференцијални појачавачи, вишестепени појачавачи. Аналогна микроелектронска кола: операциони појачавачи, извори референтног напона, компаратори, осцилатори, мултивибратори, операциони појачавачи транскондуктансе, интегрисани стабилизатори и конвертори једносмерног напона, померачи напонских нивоа, пуњачи батерија, A/D конвертори.


Карактеризација компонената

Технике за електричну карактеризацију. Карактеризација преносних и излазних I-V карактеристика. Примена трасера транзисторских карактеристика и анализатора електричних параметара. Карактеризација компонената у кућишту: примена тестних адаптера. Карактеризација чипова: технике пробирања. Карактеризација електрофизичких параметара: CV техника, техника пумпања наелектрисања, I-V технике. Аналитичке технике за карактеризацију. Детаљна анализа садржаја техничке документације (datasheets) компонената: параметри и њихово значење. Критеријуми за избор компонената, у зависности од намене уређаја у које се уграђују.


Нови материјали и технологије

Глобализација истраживања и развоја нових материјала и технологија. Структура, симетрија и хијерархија  материјала.  Кристалографија.Физичка хемија, термодинамика и статистичка физика нових електронских материјала. Теорија фаза и фазних трансформација. Процеси на граничним површинама. Утицај микроструктуре на електрична својства керамичких материјала. Фрактали. Карактеризација материјала. Полимерни, композитни и некристални материјали и  технологије. Течни кристали. Електропроводна керамика. Керамички материјали за кондензаторе Пиезоелектрична, фероелектрична и пироелектрична својства, ПТЦР и НТЦР ефекти. Диелектрици, магнетци и суперпроводници. Електрооптичка керамика. Оптичка влакна. Керамички материјали за микроталасне компоненте, кварцни осцилатори и филтери, МЕМС компоненте. Електронски и фотонски материјали. Ферити и други керамички материјали са магнетним својствима. Наноматеријали и нанотехнологије. Угљенични материјали. Материјали за нове и алтернативне изворе енергије и горивне ћелије. Фузиони материјали и технологије. Биокерамика. Електронски материјали и  технологије у свемиру. Стратегија ЕУ у области нових материјала и технологија.


Дозиметрија и дозиметри

Теоријска настава ће се одвијати кроз предавања, у оквиру следећих области: Извори и врсте зрачења, подела зрачења. Јонизујуће зрачење: честично и електромагнетно, закон радиоактивног распада, дозиметријске величине и јединице, интерекација зрачења са материјом, дејство зрачења на живу материју, детекција зрачења. Принцип рада и опис различитих типова дозиметара јонизујућег зрачења. Нејонизујуће зрачење (радио-фреквентно и оптичко): особине, величине и јединице, мерење и инструменти за мерење поља зрачења, билошки ефекти.


Примењена електромагнетика

Електрично поље и магнетно поље. Статичко и временски променљиво поље. Прогресивни таласи. Простирање простопериодичних таласа у срединама без губитака. Водови: Једначина водова. Простирање таласа дуж водова. Водови без губитака. Коефицијент рефлексије. Стојећи таласи. Електростатика: Максвелове једначине. Кулонов закон. Електрични скалар потенцијал. Пуасонова једначина. Гранични услови. Метод огледања. Магнетостатика: Магнетне силе и моменти. Био-Саваров закон. Магнетно поље површинске и запреминске струје. Амперов закон. Магнетни вектор потенцијал. Гранични услови за магнетно поље. Простирање раванских таласа: Једначина дисперзије. Поларизација раванских таласа. Фазна и групна брзина. Снелови закони. Френелови коефицијенти рефракције и дифракције. Брустеров угао. Метаматеријали. Зрачење и антене: Кратки дипол. Далеко поље. Снага зрачења. Карактеристика зрачења. Усмереност антене. Гејн антене. Отпорност зрачења. Електромагнетска компатибилност: Кондукционе и радијационе сметње. Сметње узроковане аналогним и дигиталним сигналима. Дисторзија сигнала. Екранизација. Уземљење.


Електронска физика чврстог тела

Носиоци наелектрисања у полупроводнику. Примесе у полупроводницима. Концентрације носилаца. Једначина електронеутралности. Дегенерација полупроводника. Електронски транспортни процеси. Boltzmann-ова кинетичка једначина. Механизми расејавања носилаца. Транспортне једначине. Покретљивост носилаца. Дифузиони и рекомбинациони процеси. Дифузиона струја носилаца. Poisson-ова једначина. Време живота носилаца. Једначине континуитета. Einstein-ова релација. Проводност у јаким пољима. Врући носиоци. Тунелски и лавински механизми пробоја. Контактне и површинске појаве. Хомогени и хетерогени P-N спој. MOS структура.


Обновљиви извори енергије

Увод  – енергија и околина, глобално снабдевање и употреба енергије, појам и врсте обновљивих извора енергије. Стање на светском тржишту и примери реализованих електрана у Србији. Енергија ветра: ресурси, коришћење енергије ветра, ветрогенератори, фарме ветрењача. Хидроенергија: ресурси, искоришћење снаге воде, процена расположиве енергије, врсте турбина и система, малехидроелектране (типови и конструкција). Геотермална енергија: врсте геотермалних извора (воде, топле стене, земља), ресурси, технологије и системи за експлоатацију. Биомаса: карактеристике, технологије и системи за коришћење биомасе, наменска производња биомасе за енергију, биохемијски процеси производње (етанол, биодизел и биогас). Нуклеарна енергија: процеси добијања нуклеарне енергије, нуклеарно гориво. Нове технологије: гориве ћелије, компримовани водоник. Складиштење енергије: акумулација хидроенергије, електрохемијско складиштење енергије (батерије), процес електролизе, акумулирана енергија компримованог водоника. Соларна енергија. Соларна термална и фотонапонска енергија. Врсте соларних ћелија и њихове основне електричне карактеристике. Моделирање и симулација процеса производње и електричних карактеристика соларних ћелија. Врсте и компоненте соларних фотонапонских система. Пројектовање самосталних, хибридних и мрежно повезаних соларних система.


Енглески језик 2

Обрада напредних језичких јединица везаних за основне области електротехнике. Продубљивање знања о стручној терминологији, специфичним и карактеристичним синтаксичким структурама и морфолошким процесима који су најзаступљенији у стручном енглеском језику електротехнике. Упознавање са основним принципима и врстама усмених и писаних комуникација за потребе електротехнике.


Дигитална микроелектроника

Основна логичка кола: технологије логичких кола – CMOS логичка кола, TTL логичка кола. Комбинациона логичка кола: универзални логички елементи; функције комбинационе логике - сабирачи, компаратори, енкодери и декодери, мултиплексери и демултиплексери. Бистабилне меморијске јединице:  Бравица (latch), флип-флоп, примене флип-флопа. Бројачи: асинхрони и синхрони бројачи, пројектовање бројача, каскадни бројачи. Померачки регистри: типови померачких регистара, померачки регистри као бројачи, примене померачких регистара. Меморије: RAM, ROM, флеш. Д/А конверзија.


Сензори и претварачи

Информационо-процесни системи. Мерни и контролни системи. Претварачи. Дефиниција и подела сензора. Опште сензорске карактеристике и ограничења. Дефиниције параметара. Калибрација. Корекција грешке.Технологија израде. Поузданост. Сензори сигнала зрачења, механичких сигнал,топлотних сигнала, магнетних сигнала, хемијских сигнала, биолошких сигнала. Конструкције и принципи рада. Примене. Интелигентни сензори и претварачи. Функционални блокови. Микромеханички сенори, компоненте и системи. Функционални блокови. Интегрисани сензори на бази микроелектромеханичких (МЕМС) компонената.


Статистичке методе контроле квалитета

Елементи теорије вероватноће. Случајне променљиве. Функција расподеле. Основне расподеле случајне променљиве. Централна гранична теорема. Елементарна теорија узорковања. Карактеристике узорка. Емпиријска расподела. Теорија оцене. Тестирање статистичких хипотеза. Тестови хомогености. Елементи анализе корелације и регресије. Функције одлуке. Стохастички процеси. Методе контроле квалитета. Процедуре и табеле узорковања. Планови узорковања.


Микроталасна техника и електроника

Увод.  Особине микроталаса. Простирање по водовима. Карактеристични параметри трансмисионих линија. Смитов дијаграм и његове примене у анализи микроталасних кола. Технике за решавање проблема прилагођења код микроталасних кола. Микрострип линија. Таласне матрице. Микроталасна интегрисана кола. Микроталасне диоде. Миkроталасни транзистори. RF и микроталасни појачавачи и осцилатори.


Моделирање и симулација микроелектронских компонената и кола

Увод у SPICE програм. Врсте анализе: DC, AC и транзијентна симулација. Статички модели електронских компонената. Модели за велике и мале сигнале. Тачност модела и конвергенција. Моделирање температурних ефеката и самозагревања компонената. Моделирање шумова. Симулација у фреквентном домену. Модели R, L и C елемената.Модели за PN-диоду, Шоткијеву диоду, биполарне транзисторе, МОС транзисторе и компоненте снаге.  Модели сензорских компонената. Коришћење SPICE библиотека. Екстракција параметара модела из мерних резултата.


Поузданост микроелектронских компонената

Деградација и отказ микроелектронских компонената. Појам облика, механизма и узрока отказа. Елементи теорије поузданости. Графичко моделирање поузданости (крива коритастог облика). Поступци одабирања поузданих компонената. Убрзано испитивање поузданости - тестови повишене температуре, влажности, напона и механичких напрезања. Предвиђање поузданости и моделирање отказа (модели поузданости дискретних компонената и интегрисаних кола). Физика отказа: откази услед транспорта масе (откази на контактима и метализацији), откази услед транспорта наелектрисања (пробој диелектрика, врући носиоци, електрично напрезање, електростатичко пражњење), откази услед спољашњих ефеката (утицај влаге, јонизујуће зрачење). Дијагностика отказа, недеструктивно испитивање (радиографија, SАМ микроскопија, PIND тестирање), електрично тестирање, структурална карактеризација (оптичка микроскопија, SEM, TEM, X спектроскопија, Auger спектроскопија). Поузданост компонената за телекомуникације, МЕМS компонената и соларних компонената.


Нумеричка математика

Нумерички методи за решавање система линеарних једначина. Директни методи. Итеративни методи. Слабоусловљени системи. Нелинеарне једначине и системи. Њутнов метод и његове модификације. Метод сечице. Метод половљења интервала. Решавање алгебарских једначина. Метод Њутн-Канторовича за системе нелинеарних једначина. Апроксимација функција. Интерполација (Лагранжова и Хермитова). Проблем најмањих квадрата. Нумеричко диференцирање и интеграција. Њутн-Коутсове и Гаусове квадратурне формуле.


Статистика и вероватноћа

Дефиниције вероватноће. Случајне величине.  Дискретне и непрекидне случајне величине. Функција, закон и  густина расподеле вероватноћа. Вишедимензионалне случајне величине. Условне расподеле и независност случајних величина. Нумеричке карактеристике случајних величина.  Математичко очекивање, моменти, дисперзија, стандардна девијација. Чебишевљева неједнакост и правило “три сигме”. Карактеристична функција. Особине карактеристичне функције. Расподеле случајних величина. Граничне теореме. Основни појмови статистике. Популација, случајни узорак, Централна теорема статистике. Расподеле важне у статистици. Хи-квадрат расподела, Студентова (т) расподела, Фишерова (Ф) расподела. Оцене параметара. Тачкасте оцене. Ефикасност оцене. Интервали поверења. Тестирање хипотеза. Тестови значајности. Параметарски тестови. Непараметарски тестови.


IV година


Пројектовање микросистема

Увод. Поступци у процесу пројектовања микросистема. Основне поставке дизајна. Анализа дизајна. Верификација дизајна. Пројектовање и анализа микросистема помоћу рачунара (CAD). Принципи функционисања компоненти микросистема. Материјали за израду микросистема. Технологије израде микросистема. Закони механике и протока флуида код пројектовања микросистема. Закони скалирања микросистема. Анализа микросистема на бази сензора притиска и микро-Пелтијевог елемента.


Пројектовање штампаних плоча

Технологија производње штампаних плоча. Технологија SMD монтаже компонената. Једнослојне и двослојне плоче. Вишеслојне штампане плоче. Електромеханичко пројектовање. Коришћење софтверских пакета за пројектовање. 3D моделирање компонената, штампаних плоча и кућишта. Правила пројектовања. Распоред компонената на плочи и електромагнетна компатибилност. Топологије повезивања компонената. Размена модела између ECAD и MCAD пакета. Дизајн за производњу. Израда и одржавање техничке документације.


Пројектовање и симулација микроелектронских компонената

Увод. Симулација и моделовање технолошких процеса. CMOS технолошки низ. Моделовање процеса јонске имплантације. Аналитички 1D и 2D модели. BTE. Монте Kарло. Моделовање термичких процеса. Дифузионе једначине. Дифузија примеса и тачкастих дефеката. Сегрегација примеса. Аналитички модел процеса оксидације. Deal-Groov модел. Нумерички модели. Моделовање литографских процеса. Моделовање депозиције и нагризања. Симулација и моделовање електричних карактеристика компонената. Систем основних полупроводничких једначина. Покретљивост. Генерација и рекомбинација. Скалирање. Домен симулације и гранични услови. Дискретизација. Решавање PDE система TCAD софтверски пакети. Silvaco и ISE TCAD пакети. Пројектовање нумеричког експеримента (DOE).


Анализа поузданости

Узорковање. Атрибутивни, варијабилни и секвенцијални планови узорковања. Оперативна карактеристика. Методе пријемних испитивања (AQL, LTPD). Теорија поузданости. Показатељи поузданости. Модели поузданости (статички, динамички). Анализа отказа. Закони расподеле отказа. Узроци и механизми отказа. FMEA метод. Методе испитивања поузданости. Анализа поузданости (Вејбулова анализа). Нормална испитивања поузданости. Убрзана испитивања поузданости. Прорачун поузданости. Монотони системи. Редна и паралелна структура. Редундантност компонената. Поузданост “k од n” исправних елемената. Мрежне структуре. Трансформација структура. Оптимизација поузданости.

Софтверски алати.


Мерења у микроелектроници

Улога и значај мерења параметара микроелектронских компонената и кола. Метролошко обезбеђење процеса мерења и тачности резултата мерења. Хардверске компоненте система за мерење параметара микроелектронских компонената и кола. Тестирање DC и динамичких параметара ADC и DAC кола. Опрема за аутоматско тестирање микроелектронских компонената и кола (АТЕ). Примена виртуелне мерне инструментације и LabVIEW софтвера у процесу мерења параметара микроелектронских компонената и кола.


Архитектуре дигиталних система

Увод у дигиталне системе: имплементационе технологије и принципи пројектовања дигиталних кола и система. Програмабилна дигитална кола: архитектуре (CPLD/FPGA), ток пројектовања, софтверски алати и развојни системи. Увод у VHDL: структура кôда, стилови пројектовања у VHDL-у, пројектне јединице. Лексички елементи и објекти: типови података, сигнали, варијабле и поља, конверзија података, оператори и атрибути. Конкурентне наредбе: WHEN, SELECT i GENERATE, концептуални дијаграми и синтеза конкурентног кôда. Секвенцијални кôд: процеси, наредбе IF, CASE и LOOP, синтеза секвенцијалног кôда, секвенцијални кôд за комбинациона и секвенцијална кола. Коначни аутомати: дијаграм стања и дијаграм алгоритамске машине стања, VHDL опис коначног аутомата, кодирање стања. Пакети и компоненте: конструкције PACKAGE и COMPONENT, хијерархијско и структурно пројектовање у VHDL-у. Функције и процедуре.


Соларне компоненте и системи

Фотонапонски ефекат. Генерација носилаца наелектрисања услед апсорпције светлости. Апсорпција код директних и индиректних полупроводника. Соларне ћелије. Основни механизми конверзије енергије. Струјно-напонаска карактеристика, струја кратког споја, напон отвореног кола и ефикасност осветљеног идеалног, бесконачног p-n споја. Фотоструја, струја засићења и омска отпорност реалне соларне ћелије. Високо ефикасне соларне ћелије. Електрични и оптички губици. Структуре и процеси за производњу високо ефикасних соларних ћелија. Материјали и технологије за производњу Si соларних ћелија. Технологија Si соларних ћелија. Савремене технологије производње Si соларних ћелија. Нови материјали и трендови развоја соларних ћелија. Типови соларних ћелија. Соларне ћелије на кристалном Si, соларне ћелије са концентратором, бифацијалне и соларне ћелије са укопаним контактом, MIS, поликристалне, вишеслојне и танкослојне соларне ћелије. Танкослојне соларне ћелије на аморфном Si, Ga-As, Cd-Te, Cu-In-Se2. Анализа и карактеризација соларних ћелија. Струјно-напонска карактеристика, спектрални одзив и PCVD техника мерења. Моделирање и симулација соларних ћелија TCAD софтверским пакетима. Генерализовани PSPICE модел соларних ћелија. PV системи. Компоненте PV система. Врсте PV система. Самостални PV системи и PV системи прикључени на електричну мрежу. Примене PV система и њихова инсталација. Мали PV системи за напајање мобилних уређаја. Ефикасност и основне карактеристике PV система.


Аутоелектроника

Основни принципи рада аутомобила – физичка конфигурација, мотор, пренос снаге, вешање, системи за кочење и управљање. Системи за контролу и инструментација у аутомобилу – аналогни и дигитални системи, системи са отвореном и затвореном петљом. Микропроцесорска инструментација и контрола. Електронска контрола рада мотора. Сензори и актуатори у аутомобилу – МАФ, издувни гасови, позиција лептира, РПМ, температура мотора, температура ваздуха у усисној грани, МАП, притисак издувних гасова, брзина возила. Дигитални системи за контролу рада мотора – потрошња горива, ЕГР контрола, контрола рада вентила, електронско паљење. Контрола кретања возила, АБС систем, електронско вешање, електронско утрављање. Инструментација и телеметрија – комуникациони системи, интерфејси и стандарди. Дијагностика. Трендови развоја електронских система у аутомобилу.


Радиодифузни системи и технологије

Радиодифузни системи – типови , фреквенцијски опсези, архитектура DTV система. Студијска ТВ продукција – формирање ТВ сигнала, додатни сервиси, ТS, интерфејси, мултиплексирање ТВ програма. Дигитални ТВ пренос (DVB) – сателитски/кабловски/земаљски - примарна и секундарна дистрибуција, микроталасни линкови, архитектура предајника, параметри ТВ преноса. Планирање мрежа за земаљску радиодифузију - MFN и SFN, gap filleri, прорачун нивоа ЕМ поља и сервисне зоне дигиталног ТВ предајника. Пријем дигиталног ТВ сигнала - архитектура пријемника, квалитет сервиса и мерења параметара ТВ сигнала.


Инжењерско образовање и одрживи развој

Порекло термина и историјски развој идеје о образовању. Образовање за инжењере у Србији. Појам савременог друштва. Технолошке промене, знање и појава нових материјала. Инжењеринг, инжењерска етика и важност етике у техници и друштву. Одрживи развој. Филозофија, принципи и пракса одрживог развоја. Визије и приступи одрживом развоју. Улога међународне заједнице у формирању „планетарне“ политике одрживог развоја. Светски форуми и стратешка документа о утврђивању приоритета, циљева и политика одрживог развоја на глобалном и локалном нивоу. Одрживи развој као алтернатива традиционалној политичкој и економској парадигми. Улога технологије у одрживом развоју. Одрживи развој и промена технологије. Зависност од технолошке промене, неуспех технолошких побољшања  и неуспех усвајања алтернативних технологија. Превентивно инжењерство и одрживи развој.  Инструменти за вођење еколошке политике. Европски програми, фондови и пројекти. Еколошке последице и научне технолошке револуције.


Пословне комуникације

Основни елементи комуникација. Структура комуникативног процеса. Врсте комуникација. Комуникациони аспекти пословних односа. Основна правила и принципи у пословним преговорима. Техника вођења пословних преговора. Основна обележја пословних комуникација. Односи с јавношћу. Конференција за новинаре. Лидерство. Биографија. Пословни бонтон. Интерент и електронско пословање. Форме електронског пословања. Ризици и безбедности електронског пословања. Утицај интернета на обликовање и развој савременог друштва. Европски правни оквир за електронске комуникације. Правни и етички проблеми пословања на интернету. Заштита приватности.


Компоненте и кола снаге

Увод. Дефиниција, врсте и области примене компонената снаге. Транспорт и време живота носилаца. Пробојни напон. Лавински пробој. Пробој продирањем. Технике за смањивање ивичних ефеката. Термички (секундарни) пробој. Снажне диоде. PiN и Шоткијева диода. Биполарни транзистори. Појачање и пробојни напон БТ-а. Ефекти великих густина струје. Област безбедног рада. Прекидачке карактеристике. Дарлингтонов пар. Снажни тиристори. Режими рада. Врсте тиристора. Триак. Фототиристор. Статичке индукционе компоненте снаге. Статички индукциони транзистор и тиристор. MOS компоненте снаге. Структура и принцип рада LDMOS и VDMOS транзистора. Паразитни елементи у VDMOS структури. Електрични параметри VDMOS транзистора. Динамичке карактеристике и област безбедног рада. MOS контролисани тиристор (MCT). Биполарни транзистор са изолованим гејтом (IGBT). Структура и принцип рада IGBT-а. Динамичке карактеристике и област безбедног рада IGBT-а. Електронска кола снаге. Принципи интеграције. Снажни модули и хибридна кола. Монолитна ИКС. Високонапонска кола. Интелигентна кола снаге и SOC (System-on-а-Chip). Технике изолације. Поузданост компонената снаге. Кућишта и одвођење топлоте. Заштита од преоптерећења.


Оптоелектроника

Оптика, електроника, класична и квантна електродинамика и статистичка физика као база оптоелектронике. Дуална природа светлости. Емисија, простирање и апсорпција светлости. Прогноза и пројектовање оптоелектронских материјала и дискретних оптоелектронских компонената. Квантна оптоелектроника. Спонатана и стимулисана емисија светлости. Масери и ласери. Електрооптички и пиезоелектрични материјали и компоненте. Оптоелектронске компоненте у рачунарским (течнокристални и ТФТ дисплеји, читачи и скенери, меморијске јединице, копир машине) и телекомуникационим (катодне цеви, преклопници, полупроводнички, керамички и други специјални дисплеји; модулатори и демодулатори) уређајима и системима. Оптоелектронски наноматеријали и технологије.


Нанотехнологије

Нанотехнолошка револуција. Типови нанотехнологија и наномашина. Тop down и bottom up приступ. Међуатомске и међумолекуларне силе. Нанотехнологија - механичке, оптичке, електричне, магнетне и хемијске особине. Транспортни процеси у квантним жицама и карбонским нано-цевима. Балк структуре и наноматеријали: Квантне области, жице и тачке. Карбонске наноцеви (CNTs). Једнослојне (SWNTs) и вишеслојне (MWNTs) карбонске наноцеви, графени, фулерони. Метал/оксид наночестице, наножице, наноцеви и нанофибер. Полупроводничке квантне тачке. Гасни сензори. Критеријуми за избор материјала. Сензори за различите гасове. Гасни сензори засновани на полупроводничким компонентама. Биосензори. Принцип рада. Биосензори засновани на DNA и протеинима. Полупроводничке нанокомпоненте. Single electron компоненте. Nano scale MOSFET. Single electron транзистор. Нанороботика и наноманипулација. Нанокомпјутери. Optical fibers за нанокомпоненте. Нанокомпоненте чији се рад заснива на DNA. Micro и Nanomechanics. Нанотехнологија у области обновљивих извора енергије.


Аутономни микросистеми

Аутономни микросистеми - дефиниција и подела по подручјима примене. Архитектуре аутономних микросистема. Системи са батеријским напајањем. Типови батерија. Кола за пуњење батерија. Самонапајајући (Energy Harvesting) системи: термални, соларни, хемијски, механички. Оптимизација потрошње електричне енергије. Принципи пројектовања аутономних микросистема. Блок за прикупљање електричне енергије. Блок за складиштење електричне енергије. Сензорски блок. Телеметријски блок. Уграђени софтвер аутономних микросистема.


Пројектовање интегрисаних кола

Увод: Стилови пројектовања, критеријуми за избор одговарајућег стила. Стандардни и субмикронски CMOS процес. Правила пројектовања. Развођење напајања у интегрисаним колима. Типови кућишта. Глобални размештај. Пројектовање на бази стандардних ћелија; библиотеке; формати података. VHDL прилагођен синтези. Синтеза; верификација; размештај, повезивање, пост-лејаут верификација, екстракција електричних параметара из лејаута. Потпуно пројектовање по наруџбини. Димензионисање компонената. Цртање лејаута МОС транзистора. Симболички лејаут. Цртање електричне шеме; симулација; LVS провера; екстракција параметара из лејаута; Каратеризација након имплементације. Додавање нове ћелије постојећој библиотеци. Израда пројектне документације, писање извештаја.


Пројектовање материјала за електронику

Основни принципи прогнозе својстава материјала (веза између структуре, својстава-особина  и технологије материјала).  Прогноза својстава, избор и пројектовање материјала за електронику. Базе података електронских материјала. Основни и  конструкциони материјали за електронику. Прогноза и пројектовање металних, керамичких и полимерних материјала. Пројектовање некристалних и органских материјала. Композитни материјали.  Суперпроводни, супермагнетни, полупроводнички, оптоелектронски и пиезо наноматеријали.


Протоколи за сензорске мреже

Увод. Архитектура чвора. Хардверске компоненте. Потрошња енергије сензорског чвора. Преглед оперативних система. Архитектура мреже. Сценарија сензорских мрежа. Оптимизација и мере квалитета. Принципи пројектовања сензорских мрежа.  Концепт gatewaya. Физички слој. MAC протоколи. Основи (бежичних) МАС протокола. Протоколи за повремену комуникацију и концепт „буђења“ чвора. Протоколи засновани на заузимању канала. Протоколи на бази временске расподеле. IEEE 802.15.4 протокол. Протоколи везе података. Контрола грешака. Употреба фрејмова. Управљање линком. Додељивање имена и адреса. Управљање именима и адресама код сензорских мрежа. Додељивање МАС адреса. Географско адресирање и адресирање на бази заузимања адреса. Протоколи за рутирање. Прослеђивање на случајан начин. Енергетски ефиксано слање ка одређеном чвору (unicast). Слање ка свим или одређеним чворовима (broadcast и multicast). Географско рутирање. Мобилни чворови. Data-centric и Content-based умрежавање. Data-centric рутирање. Агрегација података. Data-centric складиштење података.

 

Детаљна књига предмета са предметним наставницима и сарадницима: Књига предмета

Koнтакт

Адреса: Александра Медведева 14, 18106 Ниш

Тел: +381 (18) 529-105

Факс: +381 (18) 588-399

e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

ПИБ: 100232259

Текући рачун: 840-1721666-89