Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2021/2022

Materiály v optoelektronice a senzorice

Typ studia bakalářské
Jazyk výuky angličtina
Kód 440-2219/02
Zkratka MOS
Název předmětu česky Materiály v optoelektronice a senzorice
Název předmětu anglicky Materials in optoelectronics and sensory applications
Kreditů 3
Garantující katedra Katedra telekomunikační techniky
Garant předmětu doc. Ing. Jan Nedoma, Ph.D.

Osnova předmětu

1. Materiály pro vodiče, rezistivita, povrchový jev, stříbření, lankové vodiče, izolované vodiče, planární vodiče plošných spojů, odvod tepla. Odporové materiály. Kontaktní materiály.
2. Magnetické materiály, magnetické veličiny a obvody (transformátory, relé), materiály magneticky měkké a tvrdé, ztráty v magnetických obvodech (vířivé proudy, hysterezní ztráty, hysterezní křivka), magnetické obvody s permanentními magnety (reproduktory, polarizovaná relé).
3. Odvod tepla z elektronických přístrojů, chlazení zářením, vedením a prouděním, proudění nucené (ventilátory) a přirozené (komínový efekt), typy ventilátorů, hluk.
4. Materiály pro chladiče, tepelná vodivost, typy žebrování, tepelné trubice, materiály pro odvod tepla z polovodičových součástek. Konstrukční materiály. Krytí IP.
5. Vakuová technika, VF součásti velkých výkonů, generátory VVF, technologické aparatury (hybridní IO, napařování tenkých vrstev), elektronová mikroskopie, speciální součástky (VFD, výbojky, rtuťové spínače, zdroje rentgenového záření, výkonové lasery). Kovy, skla, keramika a organické materiály vhodné pro vakuovou techniku.
6. Polovodičové materiály, elektronová a děrová vodivost, pohyblivost, polovodičové materiály s přímou a nepřímou oblastí zakázaného pásu. Základní polovodiče (křemík, germanium, uhlík), jejich použití. Polovodiče jako sloučeniny skupiny AIIIBV, AIIBVI…, materiály pro generování a vedení optického záření, chalkogenidová skla.
7. Materiály pro izolanty, termoplasty (polyetylén, polypropylén, polystyren, PVC, PMMA, polykarbonáty, polyamidy, PTFE, polyimidy) a reaktoplasty (fenoplasty, epoxidy a polyestery).
8. 3D tisk, HW řešení 3D tisku, SW podpora, pokovování.
9. Plošné spoje a jejich složení (měděná fólie, výztuž, pojivo), základní vlastnosti plošných spojů (teplotní koeficient, navlhavost, dielektrické ztráty, permitivita…). Typy plošných spojů FR2 až FR6, speciální plošné spoje (polyimid, PTFE, kompozitní materiály, …), ohebné plošné spoje, anorganické plošné spoje (beryliová keramika, korund). Výroba plošných spojů.
10. Zásady návrhu plošných spojů z hlediska elektrického, dimenzování vodivých cest, VF přizpůsobení, mikropásková vedení, nežádoucí vazby kapacitní, induktivní. Projektování plošných spojů pro napájecí zdroje lineární, spínané, plošné spoje pro digitální systémy, rozvod hodinových signálů, plošné spoje pro analogovou techniku, obvody vstupu a výstupu, specifika A/D a D/A převodníků, ochrana proti Latch-Up, ochrana proti ESD.
11. Zásady návrhu plošných spojů z hlediska technologie výroby, rozdíly mezi pájením vlnou a přetavením, slepé záchytné plošky, nepájivá maska, potisk… Technologie Microvia. Technologie ovíjených spojů. Pájky tvrdé a měkké, problémy pájitelnosti, bezolovnaté pájky, tavidla.
12. Pouzdra diskrétních elektronických součástí a pouzdra integrovaných obvodů. Osazovací automaty.
13. EMC. Rušení elektrickým polem, magnetickým polem, rušení elektromagnetické a galvanické. Elektrické a magnetické stínění, vhodné materiály.
14. Návrh přístrojové skříně s ohledem na pevnostní, bezpečnostní, tepelné a stínicí vlastnosti.

Povinná literatura

MUSIL, Vladislav. Konstrukce a technologie elektronických zařízení. Brno: PC-DIR, 1994. ISBN 80-214-0590-2.

Ghatak,A.K., Thyagarajan,K.: Introduction to fiber optics. Cambridge University Press, 1.vydání, 1998, ISBN 0-521-577853

Papen,G.C., Blahut, E.R.: Lightwave Communications. Cambridge University Press, 2019, ISBN 978-1-108-42756-2

Doporučená literatura

SZENDIUCH, Ivan. Technologie elektronických obvodů a systémů. Brno: VUTIUM, 2002. ISBN 80-214-2072-3 .