Fakultné kolo ŠVOČ 2005

Size: px
Start display at page:

Download "Fakultné kolo ŠVOČ 2005"

Transcription

1 Fakultné kolo ŠVOČ 005 KME FEI STU, Bratislava, 005 Zborník študentských vedeckých prác Sekcia Mikroelektronické systémy

2 Zborník študentských vedeckých prác fakultného kola súťaže o najlepšiu študentskú vedeckú prácu v odbore Mikroelektronické systémy je zostavený z príspevkov autorov vo forme článkov dodaných autormi. Vydávateľ nevykonal jazykovú ani technickú korektúru. Vydavateľ FEI STU, Katedra mikroelektroniky, Ilkovičova 3, Bratislava Redaktori zborníka Ing. Ľubica Stuchlíková, PhD., Ing. Milan Ťapajna, Ing. Peter Valent

3 Sekcia Mikroelektronické Systémy OBSAH PAVOL GAŠPIERIK Impedančná metóda merania krvi...i PETER GREGA Algoritmus pre verifikáciu obrazov z neurónovej siete...ii MARTIN KADLEC Charakterizácia dynamických vlastností polovodičových detektorov...iii JÁN MELIŠ Návrh analógovej pamäte v CMOS...IV MARTIN MIŠUN Teplotná regulácia mikromechanického tranzistora...v EMIL RASCHMAN Verifikácia návrhu modelu plošnej špirálovej cievky...vi MILAN REŠKO Spínače vysokofrekvenčných signálov...vii PETER VAŇO Analýza a simulácia tepelných vlastností tenkovrstvových štruktúr pre mikrosenzor plynu...viii TOMÁŠ VITEK - Tenkovrstvový ITO senzor na analýzu ťažkých kovov vo vode metódou ASV...IX ŠVOČ 005

4 Impedančná metóda merania krvi Pavol GAŠPIERIK Slovenská technická univerzita, Fakulta elektrotechniky a informatiky Ilkovičova 3, Bratislava, Slovenská republika p_gaspierik@e-zones.sk Abstrakt. Táto práca sa zaoberá elektrickými vlastnosami krvi, matematickým vyjadrením náhradného modelu elektrochemického lánku a meraním impedancie krvi pomocou planárnych mikrosenzorov. 1 Úvod Prvý elektrický model impedancie krvi pomocou impedančných meraní navrhol spolu so svojim kolektívom Hugo Fricke ( ). Ako prví vypočítali kapacitu membrány červenej krvinky, ktorá predstavuje 0,81 µf.cm -. Krv má niekoľko charakteristík farbu (rôzne odtiene červenej), objem, vôňu, presne určené chemické zloženie a samozrejme aj elektrické vlastnosti. Impedančné vlastnosti krvi je možné popísať elektrickým modelom. Prácu možno rozdeliť na dve hlavné časti teoretickú a experimentálnu. Teoretická časť.1 Zloženie krvi Krv tvorí asi 8 až 9% hmotnosti ľudského tela, t. j. asi 5-6 l, u žien je to priemerne o 10% krvi menej ako u mužov. Je to suspenzia krvných elementov (tvoria 48-46%) v plazme (5-54%). Medzi krvné elementy patria: červené krvinky (erytrocyty) - normálny počet u dospelého muža je 5 mil/mm 3 a u žien 4,5 mil/mm 3. Ich životnosť je asi dní. biele krvinky (leukocyty) - okolo 6-8 tis/mm 3, pri chorobe sa ich počet zvyšuje na 15-0 tis/mm 3. Ich životnosť závisí od druhu - 10 dní až 5 mesiacov. Sú súčasťou obranného systému organizmu. krvné doštičky (trombocyty) - ich počet je tis/mm 3 a životnosť asi 4 dni. Vedúci práce: Prof. RNDr. Vladimír Tvarožek, PhD.

5 Obr.1: Zloženie krvi.. Elektrické vlastnosti krvi Náhradný model elektrického systému (krv + mikrosenzor) Krv je elektrolyt s komplikovaným zložením. Na jej elektrických vlastnostiach (impedancia, polarizácia) sa významne podieľajú procesy na membránach krvných elementov. Erytrocyty sú negatívne elektricky nabité a vzájomne sa odpudzujú. Obr. : Náhradná schéma vodivostného článku so základnými procesmi prebiehajúcimi v elektrolyte po priložení napätia. Warburgova impedancia je vyjadrená vzťahom: σ ω 1 Z W = + σ ( j ω ) = ZWreal + jz Wimag Pre celkovú impedanciu náhradného obvodu platí vzťah: Z 1Z Z ( ω) = + Z 3 = Zreal( ω) + jz Z 1 + Z imag ( ω) kde Z + 1 ω 1 = RCT ZW Z = j Z 3 = RΩ = RS + RM CD Pre reálnu časť celkovej impedancie obvodu platí: Z RCT + ZWreal ω) = + R ω CD ( RCT + ZWreal) + (1 + ωcdzwreal) real( Ω

6 Pre imaginárnu časť celkovej impedancie platí: Z Wreal imag( ω) = D Z + ωcd( R ω C ( RCT + Z CT + RCTZWreal + Z ) + (1 + ωcdz Wreal Wreal ) Wreal ) Absolútna hodnota celkovej impedancie obvodu je rovná: Z ( ω) = ( Zreal( ω)) + ( Zimag( ω)) RCT + ZWreal ZWreal + Z( ω) = RΩ + + D CT Wreal D Wreal D ωcd( RCT + RCTZWreal + ZWreal ) ω C ( R + Z ) + (1 + ωc Z ) ω C ( RCT + ZWreal) + (1 + ωcdzwreal) Pre reálnu časť Warburgovej impedancie platí: z čoho vyplýva ZWreal σ σ + R + C ω ω (1 + σ ωc ) + ωc ( σ + ωr ) (1 + σ ωc Zimag( ω) Pre fázu celkovej impedancie obvodu platí: ϕ( ω) = arctg Zreal( ω) CT D Z( ω) = RΩ + + D D CT D D po dosadení ϕ ω) = arctg σ + ( ω + σωc = σ ω (σ + σ ) + ωc ωr CT ( σ + 3/ σ + CD(σ ω + σωrct + ω RCT ) 3/ + σ ω CD ) RΩ + ω 5 / CD RCT RΩ + RCT( ω + + ωr ( D D ωr CT CT ) ) σω C R Ω ) Obr. 3: Grafická závislosť absolútnej hodnoty impedancie od frekvencie simulácia vypočítaného vzťahu v software Mathematica.

7 3 Experimentálna časť 3.1 Meracie pracovisko Ako vstupnú veličinu sme používali striedavé napätie s konštantnou amplitúdou 0mV. Výstupnou veličinou bola absolútna hodnota a fáza impedancie. Na impedančné meranie roztokov sa využívajú elektrochemické články, ktoré menia chemickú informáciu na elektrický signál. My sme používali planárne mikrosenzory s integrovaným súborom mikroelekród (IDAE), pripojené na Hewlett Packard 477A LCZ Meter (nastavovanie frekvencie 10kHz 1MHz). Pracovisko bolo ovládané pomocou PC cez rozhranie HP - IB, programom HP VEE 5.0. K dispozícií sme mali rôzne modifikácie mikrosenzorov - W/S = 100/100; 00/00; 400/400 W - šírka pásikovej mikroelektródy (µm) S - šírka medzery medzi mikroelektródami (µm) Obr.4: Planárny mikrosenzor s integrovaným súborom mikroelekród (IDAE). Obr.5: Hewlett Packard 477A LCZ Meter.

8 3. Namerané výsledky Vzorky (krv a definované množstvo protizrážadla nátrium citrát) boli odobrané do skúmaviek. Meranie prebiehalo po kvapnutí krvi na mikrosenzor. Namerané grafické závislosti:

9

10

11

12 4 Zhodnotenie Prvé simulácie pomocou vypracovaného náhradného modelu elektrochemického systému (krv + mikrosenzor) ukázali pomerne dobrú zhodu s údajmi získanými pomocou merania. Ďalšia modifikácia hodnôt jednotlivých prvkov modelu umožňuje lepšiu interpretáciu experimentálnych výsledkov a tým hlbšie porozumenie sledovaných elektrických javov v krvi. Ako vidno z nameraných časových závislostí amplitúdy impedancie pri konštantnej frekvencií, s použitím mikrosenzora 00µm, je absolútna hodnota impedancie vyššia u zdravých pacientov. To isté môžme povedať aj o časovej závislosti fázy impedancie. Čo sa týka frekvenčných závislostí amplitúdy impedancie, tak isto platí, že jej absolútna hodnota je vyššia u zdravých pacientov. Pri frekvenčnej závislosti fázy impedancie, však dosahujú o niečo vyššie hodnoty onkologickí pacienti. Môžme sa dopracovať k zaujímavým výsledkom, pokiaľ si rozdelíme zdravých aj onkologických pacientov na mužov a ženy (doteraz sme sledovali cca 30 pacientov, uvádzame typické priebehy frekvenčných a časových závislostí). Zdravý pacient mal najvyššiu impedanciu, čo sa týka frekvenčných meraní amplitúdy a časových meraní amplitúdy aj fázy impedancie. Pri frekvenčných meraniach fázy impedancie, dosahoval zdravý pacient najnižšie hodnoty. Zdravá pacientka dosahovala hodnoty vždy takmer totožné s onkologickým pacientom mužského pohlavia. Z nameraných výsledkov je vidieť, že závislosti impedancie onkologickej pacientky nadobúdajú vo všetkých meraniach, okrem frekvenčných meraní fázy impedancie, jednoznačne najnižšie hodnoty. Tak isto vidieť, že pre impedančné meranie krvi s vysokou koncentráciou elektrolytu sú vhodné mikrosenzory 400/400, s menším počtom prstov. Pre nižšiu koncentráciu je vhodnejšie používať menšie mikrosenzory s väčším počtom prstov. Nami vyvinutá impedančná metóda merania krvi sa javí veľmi nádejdná pre diferenčnú diagnostiku medzi zdravými a onkologickými pacientami, je veľmi rýchla, nie je veľmi náročná, nakoľko pre naše merania postačí iba malé množstvo krvi (jedna kvapka). Daná metóda by mohla dosiahnuť uplatnenie v prevencií, mohla by odhaliť podozrenie na vážne choroby, ktoré by následne boli preskúmané klasickými lekárskymi metódami. Na presnejšie výsledky je nutné vykonať väčšie množstvo meraní v spolupáci s lekármi, ale zatiaľ sa nami dosiahnuté výsledky zdajú byť veľmi sľubné. Použitá literature a informačné zdroje [1] Husár M., Kukurová I., Paulis Ľ.: Interpretácia polarizaných javov v priebehu sedimentácie erytrocytov, Študentská vedecko odborná práca, Lekárska fakulta UK, Bratislava, 001. [] Vavrinský E.: Tenkovrstvové elektródy pre elektrochemický vodivostný pomerový vzažný mikrosenzor, Písomná práca k dizertanej skúške, KME FEI STU, 003. [3] Jones B. E.: An introduction to microelecrochemical sensors, Brunes University, [4] Bard A. J., Faulkner L. R.: Electrochemical methods, John Wiley & Sons Inc., New York, [5] Sluyters M.: Impedances of electrochemical systems: terminology, nomenclature and representation Part I: Cells with metal electrodes and liquid solutions, Electrochemistry Department, Utrecht University, Netherlands, 1994 [6] [7]

13 Algoritmus pre verifikáciu obrazov z neurónovej siete Peter GREGA Slovenská technická univerzita, Fakulta elektrotechniky a informatiky Ilkovičova 3, Bratislava, Slovenská republika peter.grega@zoznam.sk Abstrakt. Práca sa zoberá využitím neurónovej siete typu CNN pre praktickú aplikáciu spracovania obrazcov. Navrhnutý software predpokladá využitie pri výube daktilovej abecedy pre nepoujúce deti. 1. Úvod do štruktúry nervového systému Základnou stavebnou jednotkou nervovej sústavy je nervová bunka s rozvetvenými výbežkami. Spolu tvoria neurón. (obrázok 1). Priemer neurónu sa pohybuje v rozmedzí od 5µm do 10µm. Najdôležitejšou časťou neurónu je telo s jadrom, ktorú tvorí neuroplazma obklopená slabou bunkovou membránou. Z tela nervovej bunky vychádzajú dva druhy výbežkov, a to dentrity a neurity. Dentrity sú krátke a tenké, stromčekovite sa vetviace výbežky, ktoré vedú vzruch smerom k bunke. Neurity sú hrubšie u človeka dosahujú dĺžku od 1mm do 1m a vedú vzruch smerom von z bunky. Neurón je nehybné statické tkanivo, ktorého funkciou je schopnosť vytvárať a prenášať vzruchy. Nervový vzruch je fyzikálno chemická zmena prenášaná nervovým vláknom, ktorá spočíva v poruche elektrickej rovnováhy a v chemických zmenách. Podnet je vonkajšia energia, ktorá vyvolá vzruch. Pôsobenie podnetu sa nazýva dráždenie. Intenzita podnetu rozhoduje o tom aký bude časový sled vzruchov a ich priestorové usporiadanie v jednotlivých vláknach. Vzruchy prebiehajúce nervovým vláknom sú signály. Povrchová membrána neurónovej bunky a axónu oddeľuje intercelulárnu a extracelulárnutekutinu, ktorá obsahuje rozličné druhy iónov. Na udržanie rozličnej koncentrácie na oboch stranách membrány je potrebná určitá práca, prísun energie. Pokojový potenciál bunky je 60 až 80mV. Tento potenciál sa s činnosťou mení. V prípade podráždenia membrány dôjde v mieste podráždenia k zmene membránového potenciálu, dochádza k poklesu povrchového napätia, až k obráteniu polarity (-15 až -30mV) voči vnútru. Depolarizácia sa šíri po celom povrchu membrány. Šírenie depolarizačnej vlny sa nazýva vzruch. Hneď po prechode depolarizačnej vlny nastáva repolarizácia. Vedúci práce: Prof. Ing. Daniela Ďuračková, PhD.

14 Obr. 1: Neurón. Spojenie medzi dvoma neurónmi sa uskutočňuje v útvaroch, ktoré sa nazývajú synapsy. Každý prenos informácii má svoju vstupnú časť, zariadenie, ktoré prijíma a spracúva informáciu a svoju výstupnú časť, ktorá informáciu vysiela na výkonný orgán alebo iný výstup. Vstupom neurónu sú dentridy a časť membrány bunkového tela, tzv. postsynaptická membrána. Vstup sa taktiež nazýva receptor. Axón prenáša signál nezmenený, synapsa môže preniesť zmenený signál, môže ho zosilniť alebo zoslabiť. Podľa toho sa synapsy rozdeľujú na excitačné a inhibičné. Exitačné signál zosilňujú a inhibičné ho zoslabujú.. Neurónová sieť Čo je to neurónová sieť? Jedna z klasických definícií hovorí, že neurónová sieť je masívne paralelný procesor, ktorý má sklon k uchovávaniu experimentálnych znalostí a ich ďalšieho využívania, pričom napodobňuje ľudský mozog v dvoch aspektoch: poznatky sú zbierané v neurónovej sieti počas učenia medzineurónové spojenia sú využívané na ukladanie znalostí Neurónová sieť je paralelný procesor, to znamená, že v neurónovej sieti je medzi sebou spojených veľa malých jednotiek neurónov (obrázok 3), ktoré sú medzi sebou spojené synaptickými spojmi. To, že má sklon k uchovávaniu znalostí je dané tým, že každé prepojenie má svoju vlastnú váhu a zmenou týchto váh nám neurónová sieť bude dávať iné výsledky. Učenie neurónovej siete je proces, kedy neurónová sieť aktívne mení svoje váhy a tým mení výsledky, ktoré na výstupe poskytuje. Život neurónovej siete je proces, kedy sa z naučenej neurónovej siete extrahujú výsledky. Inšpirovaná bola biologickým systémom ľudského mozgu (obrázok ). Nemožno však povedať, že neurónová sieť simuluje ľudský mozog.

15 Obrázok : Štruktúra ľudského mozgu Ľudský mozog je oveľa masívnejší a paralelnejší systém ako doteraz najväčšie neurónové siete. Dnes majú neurónové siete maximálne okolo neurónov a mozog má asi neurónov a každý neurón má prepojení. Umelý neurón sa skladá z tela neurónu niekoľkých vstupov a niekoľkých výstupov. Vstup do neurónu sa pripája na výstup predchádzajúceho neurónu a výstup z neurónu na vstup ďalšieho. Každé prepojenie je ešte popísané synaptickou váhou. Týmito váhami je vlastne zabezpečené to, že si neurónová sieť dokáže uchovať znalosti, ktoré do nej vložíme. Zapamätanie znalostí je teda založené na nastavení váh prepojení medzi neurónmi. Vstupná funkcia sčituje všetky váhy, cez ktoré prichádzal signál, do tohoto vzorca vstupuje i prah, t. j. hodnota, pri ktorej neurón reaguje a je aktívny. Budiaca funkcia je závislá od vstupu. Môžu to byť rôzne funkcie. Od typu budiacej funkcie závisí, ako sa bude neurónová sieť učiť a aké bude mať vlastnosti. Môže filtrovať záporné vstupy, môže ich ponechávať, môže ich prevádzať na kladné. Najčastejšie budiace funkcie sú: lineárna funkcia, po častiach lineárna funkcia a sigmoidálna funkcia. Výstupná funkcia je závislá od budiacej funkcie neurónu a tým aj od vstupu. Väčšinou sa však táto vrstva stotožňuje resp. je identická s budiacou funkciou. Treba však mať vždy na mysli, že to tak nemusí byť. Neuróny sú usporiadané do vrstiev. Ak sa neurón nepripája na svoju vrstvu priamo, alebo nepriamo (cez predchádzajúcu vrstvu), ale iba vždy na nasledujúcu vrstvu, potom hovoríme o doprednej sieti. Ak sa však neurón pripája na svoju vlastnú vrstvu, potom hovoríme o rekurentnej sieti. 3. Aplikácia neurónovej siete pre spracovanie obrazu Naším cieľom bolo využitie siete pre spracovanie obrazu. Zamerali sme sa na výuku daktiloskopickej abecedy pre nepočujúcich vyvinutej v prostredí Microsoft Visual Studio. 4. Spracovanie obrazu počítačovým videním Schéma postupu pri spracovaní obrazu počítačovým videním môže sledovať tento postup: 1. vstupný obrázok o musíme ho previesť na dvojrozmernú funkciu

16 o obraz predstavuje celá škála elektromagnetického spektra. snímanie obrázku o tu pôsobí vplyv vonkajšieho prostredia, ako je osvetlenie, predmety, ktoré nám bránia v kvalitnom snímaní. o obrázok vlastne digitalizujeme. Pri digitalizácii je veľmi dôležité ako obrázok zaznamenávame. Väčšinou sa v tejto dobe používa maticová reprezentácia obrazov. o obrázok si v tomto kroku väčšinou ukladáme na nejaké médium, aby sme s ním mohli pracovať i neskôr a nemuseli ho opäť snímať. 3. predspracovanie obrázku o v tomto kroku sa vlastne snažíme o odstraňovanie šumov a vynechanie nepotrebných informácií z obrázka. o jedná sa teda o zhusťovanie údajov v obrázku, aby sme nemuseli pracovať s o toľkými údajmi, ale len s údajmi potrebnými pre naše spracovanie v tejto časti spracovania obrázkov sa používajú jasové korekcie, rôzne filtrácie, zaostrenia a pod. 4. segmentácia obrázku o v tejto časti ide o to, aby sme obrázok segmentovali do určitých uniformných oblastí o o táto časť oddeľuje objekty od pozadia obrázku a predstavuje prechod na vyššiu úroveň spracovania obrázkov výsledkom segmentácie obrázkov sú objekty, ktoré sú reprezentované ako polygóny 5. extrakcia príznakov z obrázku o v tejto fáze spracovania obrázku už nepracujeme s takým kvantom informácií, ktoré nám poskytuje obrázok, ale len s informáciami potrebnými pre naše spracovanie o rozpoznávame vlastne tvary objektov v obrázku 6. klasifikácia objektov v obrázku o tvary, ktoré sme dostali pri extrakcii príznakov potrebujeme zatriediť do určitých kategórií, alebo potrebujeme zistiť opak, teda máme danú triedu a my máme zistiť všetky objekty, ktoré do tejto triedy patria o v podstate ide o zhlukovanie podobných objektov do tried v stavovom priestore o v tejto časti sa veľmi dobre dajú využiť vlastnosti neurónových sietí, pretože neurónové sú vhodné na kategorizáciu 5. Popis užívateľského rozhrania výukového programu Ako už bolo povedané vyššie, celá aplikácia bola navrhnutá ako výuková pomôcka pre nepočujúcich. Prostredie som navrhol pútavo, aby zaujalo užívateľa, pri spustení aplikácie sa nám na monitore zobrazí hlavné okno. Systém je navrhnutý tak, že obrázok sa vyberá z vytvorenej databázy tvorenej znakmi reprezentujúcimi 4 písmen abecedy. Týmto znakom sú priradené veľké písmena abecedy, ako môžeme vidieť na obrázku, pričom máme viac možností pre výber požadovaného písmena. Prvá, a zároveň najjednoduchšia možnosť je vybrať písmeno dvojklikom myši z takzvaného listboxu, ktorý sa nachádza v pravej časti hlavného okna. Druhá možnosť nám ponúka výber písmena z roletového menu, tzv. comboboxu. A nakoniec, posledná možnosť nám ponúka

17 preklad slov do posunkovej reči, postup je nasledovný: do textového pola napíšeme požadované slovo a stačíme tlačítko Analyzuj text a postupne sa nám zobrazí zadané slovo v posunkovej reči. Obr. 5: Užívateľské rozhranie. Pri každom výbere písmena systém priradí znak z databázy, pričom obrázky sa dajú ľubovoľne dopĺňať a odoberať z adresára, pričom všetky majú príponu.bmp. Názov bitmapy je používaný ako názov obrázku pri prezentácii. Celý program je navrhnutý v prostredí Microsoft Visual Studio v programovacom jazyku C#. 5. Záver V tejto som vytváral výukový program na výuku posunkovej reči pre nepočujúcich. Vývoj tejto aplikácie bol hardwarovo dosť náročný pre PC, pretože ako vývojový nástroj som používal Microsoft Visual Studio NET 003, ktoré predstavuje nové možnosti pre vývoj softwaru takéhoto typu. V blízkej budúcnosti plánujem preprogramovať zadanie do web rozhrania, aby tento projekt mohol byt prístupný a využívaný na internete pre väčšie množstvo užívateľov. Použitá literatúra [1] Daniel Šulík: Návrh čipu pre neurónovú sieť CNN (Diplomová práca), FEI STU [] Marián Zvada, Peter Kostelník: Cieľovo orientovaná navigácia mobilného robota v neznámom prostredí pomocou kognitívnej mapy, Diplomová práca. [3] Daniel Mičušík: Aplikácia neurónovej siete pri rozpoznávaní daktilnej abecedy, sem. projekt, FEI STU 1998.

18 Charakterizácia dynamických vlastností polovodičových detektorov Martin KADLEC Slovenská technická univerzita, Fakulta elektrotechniky a informatiky Ilkovičova 3, Bratislava, Slovenská republika mkadlec@oznam.sk Abstrakt. Použitie rýchlych fotodetektorov sa v súčastnosti rozmáha, hlavne v oblastiach ako sú informačné technológie a prenos dát. Tu je potreba prenášať stále väčšie množstvá informácii čo najrýchlejšie. Tým sú kladené vysoké nároky na rýchlostné detektory a preto je na mieste zaoberať sa touto problematikou. Úlohou tejto práce je oboznámiť sa so základnými parametrami PIN fotodiód, údajmi a funkciou použitých meracích zariadení. Ďalšou úlohou bolo zostaviť pracovisko pre meranie odoziev fotodetektorov na Diracov impulz, namerať tieto odozvy a za pomoci diskrétnej konvolúcie ich prepočítať ako odozvu fotodetektora na ideálny pravouhlý impulz jednotkovej výšky a definovanej dĺžky a z týchto charakteristík určiť čas nábehu resp. dobehu fotodetektora. 1 Úvod Jednoduchý PN priechod má dve základné nevýhody. Po prvé má relatívne vysokú hodnotu kapacity OPN a teda rýchlosť odozvy diódy na báze klasického PN priechodu je limitovaná veľkou RC konštantou. Po druhé šírka OPN je len niekoľko mikrometrov, čo spôsobuje pri väčších vlnových dĺžkach, že sa absorbuje málo fotónov keďže δ>w kde W je šírka OPN a δ hĺbka vniku. Preto je pri týchto vlnových dĺžkach veľmi nízka kvantová účinnosť. Tieto problémy čiastočne vyriešila PIN fotodióda (Obr.1a). Ideálna PIN fotodióda pozostáva zo silne dotovanej P + vrstvy, intrinzickej vrstvy I, a silne dotovanej vrstvy N +. Intrinzická vrstva je podstatne širšia ako P + resp. N + vrstva. Pre zjednodušenie budeme uvažovať I oblasť PIN fotodiódy za intrinzickú. Po vytvorení štruktúry elektróny difundujú z N oblasti a diery z P oblasti do intrinzickej Si (i_si) vrstvy, kde rekombinujú. Na strane P sa pri rozhraní P Si vytvorí tenká vrstva Na - a na strane N pri rozhraní tenká vrstva Nd +. Tieto vrstvy sú oddelené Si intrinzickou vrstvou šírky W, preto je elektrické pole E v i_si vrstve konštantné a je spôsobené prítomnosťou Na - a Nd + iónov (obr.1c). Vedúci práce: Ing. Jaroslav Kováč, Prof. Ing. F. Uherek, PhD.

19 Electrode ( a) SiO p + i-si n + Electrode Obr.1: a, Schematická štruktúra idealizovanej PIN fotodiódy b, Rozloženie náboja v takejto štruktúre c, Elektrické pole v takejto dióde d, Záverne polarizovaná PIN fotodióda pri detekcii ρ net en d b) en a E (x ) c) E o h υ > E g (d ) W E h + e V r I ph R x x V out Treba dodať že u reálnej PIN fotodiódy je i_si vrstva vždy slabo dotovaná. Pole v takejto fotodióde nie je potom úplne konštantné. Napríklad ak je i_si vrstva jemne N-dotovaná, potom štruktúra P + IN + je vlastne P + N - N + štruktúra. N - vrstva sa stane ochudobnenou s malou koncentráciou Nd +. Pole je potom najväčšie na priechode P + N a klesá smerom k NN + priechodu. I_Si vrstva ohraničená tenkými vrstvami Na - a Nd + sa správa ako doskový kondenzátor. Kapacita priechodu ( alebo kapacita ochudobnenej vrstvy ) PIN fotodiódy je teda rovná C ε 0. ε. A r depletion = (1) W kde A je plocha priechodu. Keďže u PIN fotodiód je W konštantná je aj C depletion konštantná a dosahuje hodnoty rádovo jednotky pikofaradov. Ak PIN fotodiódu záverne polarizujeme, tečie prúd takmer po celej šírke i_si vrstvy. Šírky ochudobnených oblastí akceptorov aj donorov v P + a N + oblastiach sú zanedbateľné proti W. Záverné napätie V r zvyšuje vstavaný potenciál V 0. Potom platí E E Vr + W Vr W = 0 () Absorpcia fotónov v PIN fotodiódach nastáva v oblasti i_si. Generované EDP sú separované poľom E a posúvané (obr.1d) To sa prejaví ako externý fotoprúd, detekovaný ako V out na rezistore R (obr.1d). Čas odozvy PIN fotodiódy je definovaný následujúcimi časovými konštantami: τ 1 je daná transportom nosičov následkom difúzie do OPN W τ = d 1. Dnp (3) kde W d je difúzna vzdialenosť a D n,p je difúzny koeficient. τ daná tranzitnými časmi generovaných nosičov náboja cez šírku W i_si vrstvy W v t drift = (4) d

20 kde v d je driftová rýchlosť vd = µ d. E kde µ d je pohyblivosť nosičov náboja. Tento vzťah pre v d je platný len pre malé hodnoty E. Pre hodnoty E > 10 6 V.m -1 dosiahnu nosiče náboja saturačnú rýchlosť v sat ktorá už so zvyšujúcou intenzitou elektrického poľa nenarastá. Jej veľkosť dosahuje približne hodnotu v sat 10 5 m.s -1. τ 3 je daná kapacitou diódy a zaťažovacím odporom R L τ = C. R 3 D L (5) kde C D je kapacita priechodu diódy a R L hodnota zaťažovacieho odporu diódy. Celková časová konštanta je potom súčtom čiastkových časových konštánt τ τ + = (6) 1 + τ τ 3 Experiment Pre navrhnutie pracoviska na meranie odoziev rýchlych fotodiód je nutné oboznámiť sa aspoň v skratke so základnými funkciami a parametrami rýchleho vzorkovacieho modulu SR55 v stavebnicovom systéme Boxcar od spoločnosti Stanford Research Systems. Spínacie napätie je privedené do vstupu Trigger na prednom paneli. Prah zopnutia môžeme nastaviť na hodnoty 0.5, +0.1, alebo +1V spínačom trigger level. Minimálna dĺžka spínacieho impulzu (nad hodnotou prepínania) je 5ns. Úroveň tohto napätia nesmie prekročiť 5V a jeho maximálna frekvencia pre účinné spínanie je 50kHz (platí pre oneskorenie 1ns). Oneskorenie je ovládané analógovým napätím hodnoty od 0 do 10V privedeným na konektor na zadnom paneli SR55. Škálu časovej základne pre oneskorenie môžeme meniť štvoricou prepínačov na doske plošných spojov prístupnej z bočnej strany SR55 na hodnoty 1, 10, 100, alebo 1000 ns/v. Šírka vzorkovacieho intervalu sa mení po rozobratí modulu za pomoci jednej skrutky a dvoch prepínačov na doske plošných spojov. Nastaviteľné šírky tohto intervalu sú 100, 00, 500 alebo 1000 ps. Citlivosť je nastaviteľná prepínačom na prednom paneli na hodnoty 0.1, 0.5, alebo 1 volt vstupu pripadajúci na 1 volt výstupu. Šírka pásma modulu SR55 a hodnota dosahovaného šumu sa mení s nastavením šírky vzorkovacieho intervalu a dosahuje hodnoty podľa tab.1. Tab.1: Zmena šírky pásma a šumu v závislosti od šírky vzorkovacieho intervalu. Šírka vzorkovacieho Šírka pásma SR55 Hodnota šumu RMS šumu intervalu (špička-špička) 1000 ps 359 MHz 1.0 mv 00 µv 500 ps 700 MHz 1.8 mv 350 µv 00 ps 1.7 GHz 3.0 mv 600 µv 100 ps 3.5 GHz 4.0 mv 800 µv

21 Obr.: Finálne zapojenie pracoviska na meranie odozvy fotodiódy na reálny Diracov impulz. Usporiadanie nami realizovaného meracieho pracoviska je vyobrazené na obr.. Pozostáva z femtosekundového lasera so šírkou pulzu 130 fs a opakovacou frekvenciou 1 khz. Ďalej fotodetektora, prispôsobovacieho prvku umožňujúceho merať na záverne polarizovanej fotodióde, rýchleho vzorkovacieho modulu SR55, počítačového rozhrania SR45, nastaviteľného zdroja predpätia a počítača. Po otestovaní pracoviska sme zistili, že spínací impulz prichádza krátky čas pred vyslaním optického impulzu na fotodetektor, a tento čas je dostatočne dlhý, aby sme bez použitia posúvača impulzov namerali celú odozvu fotodetektora na impulz. Problémy nám trochu spôsobovala nestabilita femtosekundového lasera a občasná absencia optického impulzu. Toto meranie sa zaoberá meraním času nábehu resp. dobehu fotodiód za pomoci Diracového impulzu. Meranie sa uskutočnilo ako odozva rýchlej fotodiódy SP 101 na reálny Diracov impulz šírky 130 fs. Vzhľadom ku konečnej stabilite femtosekundového lasera boli namerané charakteristiky značne skreslené v dôsledku fluktuácie výstupného zväzku, čo sme čiastočne odstránili nameraním viacerých charakteristík z ktorých sme následne vytvorili jednu charakteristiku, ktorej hodnoty v každom bode boli aritmetickým priemerom hodnôt pôvodných charakteristík v danom bode. Takto získanú charakteristiku sme ešte vyhladili pomocou programu Mathcad. Prevod z nameranej impulzovej charakteristiky na časovú odozvu SP 101 na pravouhlý impulz spravíme diskrétnou časovou konvolúciou. Konvolúcia dvoch nekonečných postupností x[n] a y[n] v bode n je definovaná sumáciou ako m= r [ n] = x[ m] y[ n m] (7) V našom prípade postupnosťou x[n] o N prvkoch bude nami nameraná impulzová odozva konkrétneho fotodetektora a postupnosťou y[n] o M prvkoch bude ideálny pravouhlý impulz jednotkovej výšky a dĺžky 440 ns. Aby bolo N=M, dodefinovali sme si postupnosť x[n] pre

22 N<n<M prvkami x[n] = 0. Potom časová odozva meraného fotodetektora bude konečná postupnosť nadobúdajúca v bode n hodnotu: M 1 m= 0 r [ n] = x[ m] y[ n m] (8) Vyhladené impulzové charakteristiky sme prepočítali pomocou programu Mathcad. Tieto charakteristiky a ich prepočítané priebehy na časovú odozvu SP 101 na pravouhlý impulz jednotkovej výšky a dĺžky 440 ns sú na obr.3 a obr.4. SP101_5V h 60 Vyhladená odozva E+00.0E E E E E-07 1.E Č as (s) Obr.3: Časová odozva fotodiódy SP 101 s predpätím 5V na impulz šírky 130 fs. SP101_5V h O dozva na pravouhlý im p u lz 0 0.0E+00.0E E E E E-06 1.E E Č as (s) Obr.4: Časová odozva fotodiódy SP 101 s predpätím 5V na pravouhlý impulz šírky 440 ns a jednotkovej výšky.

23 Z vynesenej časovej odozvy na pravouhlý impulz je treba určiť čas nábehu t plh (resp. čas dobehu t phl ). Tento je definovaný ako čas potrebný na nábeh z 10 na 90% (resp. z 90 na 10%) ustálenej výšky impulzu. Tento čas sme odčítali zo zdrojových dát vynesenej časovej odozvy. Pre uvedený priebeh je t plh = t phl = 3,8 ns. 3 Záver Táto práca si kládla za cieľ oboznámenie sa so základnými parametrami PIN diódy a zostavenie meracieho pracoviska a pracovného postupu pre meranie času nábehu a dobehu rýchlostných fotodetektorov. Pracovisko sme navrhli za využitia modulov SR45 a SR55 stavebnice Boxcar. Zostavené pracovisko v plnilo svoju úlohu, avšak je ešte treba doladiť ovládací program aby spĺňal aj naše špecifické podmienky a uvážiť všetky parazitné vplyvy negatívne vplývajúce na kvalitu výsledkov. Takýmito vplyvmi sú napríklad kapacita vedenia, prispôsobovacieho prvku. Neskôr pri meraní na laboratórnych vzorkách to bude aj parazitná kapacita a indukčnosť puzdra, na ktorom sa nachádza vzorka. Pre tieto zdroje parazitných vplyvov je treba zhotoviť náhradné modely a uvážiť tieto vplyvy pri vyhodnocovaní nameraných výsledkov. Ďalšie negatívne vplyvy sú fluktuácie impulzov femtosekundového lasera v čase a ich náhodné vypadávanie. V dobe písania práce už bola vyriešená otázka fluktuácie impulzov femtosekundového lasera v čase, na odstránení vypadávania jednotlivých impulzov sa ešte pracuje. Namerané charakteristiky a z nich vypočítané parametre majú v tomto prípade skôr informatívny význam a majú slúžiť ako podkladový materiál pre ďalšie dolaďovanie meracieho pracoviska. V práci boli dosiahnuté predpokladané hodnoty časov nábehu resp. dobehu fotodiódy SP 101 pri danom napätí. Použitá literatúra [1] S.O.Kasab: Optoelektronics and photonics principles and practices. [] O.Ondráček: Signály a sústavy,vydavateľstvo STU,Bratislava, 001. [3] S.R. Forrest : Optical Detectors, Three Contenders, [4] N.W.Joshi: Photoconductivity, Marcel Dekker, New York, [5] Karl Joachim Ebeling:Integrated Optoelectronics,1991. [6] Jaroslav Kováč:Prednášky k predmetu polovodičové lasery a fotodetektory,003. [7] Internet

24 Návrh analógovej pamäte v CMOS Ján MELIŠ Slovenská technická univerzita, Fakulta elektrotechniky a informatiky Ilkovičova 3, Bratislava, Slovenská republika solid_snake@orang .sk Abstrakt. Práca obsahuje úvod do problematiky realizácie analógových pamätí pomocou CMOS technológie, kde hlavný prvkom je kondenzátor. Ďalej práca obsahuje spôsob realizácie nizkozvodovej pamäte pomocou vzorkovacieho obvodu Track-andhold a jeho konkretny návrh v CMOS technológií pomocou simulačného prostredia HSPICE. 1 Úvod Najdôležitejší, špecifický problém, ktorý sa objavil v analógovej implementácií neurónových sietí, je pamäť synaptických váh. Jednou z najprirodzenejších metód uchovávania analógových údajov je ich ukladanie vo forme napätia na kondenzátor, pretože je to zatiaľ jediný pamäťový prvok, ktorý je pomerne dobre implementovateľný v CMOS technológii. Nevýhodou tohto prvku je, že sa po čase vybíja vplyvom zvodových prúdov, ktoré tečú v obvode. Integrované kondenzátory majú extrémne nízku hodnotu zvodových prúdov vďaka vysokej kvalite oxidu kremíka použitého v dielektrickej vrstve. Na zabránenie vybíjaniu kondenzátora, je potrebné odstrániť zvodový prúd. Najprirodzenejšou metódou jeho odstránenia je odpojenie kondenzátora z obvodu. Tu sa už javí použitie spínacích prvkov. Najbežnejším spínacím prvkom je tranzistor. Ak máme pamäť integrovať do jedného čipu, tak je vhodné použiť MOS tranzistor. Doba pamäte môže byť predĺžená pravidelným obnovovaním napätia uloženého na kondenzátore. Realizácia nízkozvodovej pamäte Na obrázku č. 1 je zobrazený najjednoduchší spôsob ukladania informácií ako napätie U na kondenzátor C. Na uloženie hodnoty je použitý vzorkovací spôsob pomocou tranzistora T S, ktorý pracuje ako spínač ovládaný hradlovým napätím U G. Doba pamäte je obmedzená zvodovým prúdom tečúceho záverne polarizovaným PN priechodom parazitnej diódy D, ktorý vybíja pamäťový kondenzátor. Tento prúd by mohol byť odstránený ak potenciál U B bude rovnaký ako uložené napätie U Vedúci práce: Doc. Ing. Daniela Ďuračková PhD

25 Obr. 1: Pamäť Track and-hold Obrázok č. zobrazuje možnosť uplatňovania nízkozvodovej pamäte track-and-hold[1]. Počas pamätania hodnoty U in ( MS1 vypnuty, MS zopnutý ) je napätie na kritickom priechode D udržiavané vo veľmi malej hodnote činným virtuálnym uzemnením na invertujúcej elektróde reálneho operačného zosilňovača G m. Toto virtuálne uzemnenie je spôsobené zapojením operačného zosilňovača ako invertor a zabezpečuje aby aj na obidvoch vývodoch PN priechodu D bol nulový potenciál a zabezpečí, aby bol zvodový prúd čo najmenší. Tým sa prdĺží doba pamäte na niekoľko sekúnd Obr. : Nízkozvodová pamäť track and hold 3 Návrh obvodu track and hold 3. 1 Návrh operačného zosilňovača G m1. Operačný zosilňovač G m1 bude tvorený z jednoduchého diferenčného stupňa. Jeho schéma zapojenia je na obrázku 3. Dôležité je, aby mal pri rovnakých vstupoch nulové napätie. Preto veľkosti tranzistorov pre diferenčný stupeň musia byť rovnaké a to isté platí aj pre prúdové zrkadlo. Obr. 3: schéma zapojenia G m1

26 Tranzistory M1 a M predstavujú vstupy už spomínaného diferenčného stupňa, M3 a M4 prúdové zrkadlo a M5 reálny prúdový zdroj, ktorého hradlo je pripojéné na napaťový delič a ten je zložený z dvoch komplementárnych tranzistorov []. Napájacie napätie pre tento OZ bude U DD = 3,3V a U SS = -3,3V. Rozmery kanálov tranzistorov pre OZ G m1 : W1 = W = 50µ L1 L 5µ W3 = W4 = 5µ L3 L4 5µ W5 = 33µ L5 5µ W10 = 10µ L10 5µ W11 = 8µ L11 5µ Obr. 4: prevodová charakteristika operačného zosilňovača Gm1 Obr. 5: modulová frekvenčná charakteristika operačného zosilňovača Gm1

27 3. Návrh operačného zosilňovača G m Od tohoto operačného zosilňovača sa vyžaduje aby mal stále maximálne zosilnenie. Podmienkou maximálneho zosilnenia v operačnom zosilňovači je, aby všetky tranzistory boli v saturácií. Aby boli všetky tranzistory v saturácií, vstupy budú musieť tvoriť MOS tranzistory s P kanálmi []. Napájanie je také isté ako u predchádzajúceho obvodu. Obr. 6: schéma zapojenia G m Rozmery kanálov pre tranzistorov OZ G m : W 1 = W = 170 µ L1 L 5 µ W 3 = W 4 = 5 µ L 3 L 4 5 µ W 5 = 7 µ L 5 5 µ W 6 = 175 µ L 6 5 µ W 7 = 170 µ L7 5µ W 10 = 1,5 µ L10 5µ W 11 = 3µ L11 5µ C = C 3, 3 pf Obr. 7: modulová frekvenčná charakteristika operačného zosilňovača Gm

28 3. 3 CMOS invertor NOT Zapojenie CMOS invertora vidíme na obrázku 8. Je zložený z dvoch komplementárnych MOS tranzistorov zapojených do série. Hradlá týchto tranzistorov sú spojené a tvoria vstup invertora [3]. Rozmery kanálov sú W1 = 40µm, L1 = 5µm a W = = 0µm, L = 5µm. a napájanie bude také isté len nesymetrické. Obr. 8: Zapojenie CMOS invertora Obr. 9: Prevodová charakteristika Obr. 10: Prechodová charakteristika invertora 3. 4 Kompletný obvod Všetky podobvody som pospájal do celého obvodu a odsimuloval prechodovú charakteristiku pomocou.tran analýzy. Obr. 11: Prechodová charakteristika obvodu track-and-hold

29 4. Záver V praktickej časti som v prostredí HSPICE navrhoval konkrétny obvod Track-and-hold a to takým spôsobom, že jednotlivé jeho časti som si odsimuloval a upravoval aby spĺňali požiadavky, ktoré pamäť potrebuje. Potom som ich pospájal dokopy a overil jeho funčnosť. Výsledky návrhu sú zobrazené na grafoch. Na grafe číslo 11 vidíme, že navrhnuý obvod je schopný uchovávať informácie na dobu 10 sekúnd. Spínacie tranzistory majú rovanké rozmery a hodnoty sú w=00µm a l = 5µm a pamäťový kondenzátor Cm nadobúda hodnotu 10 pf. Použitá literatúra [1] U. Ramacher, U. Rűckert, VLSI Design of neural networks, Kluwer academic publisher, ISBN , [] Allen and Holberg, CMOS analog circuit design, chapter 6, vybraný článok z [3] Charles A. Holt, Electronic circuits, Digital and Analog, Virginia Polytechnic Institute and State University, ISBN , 1977.

30 Teplotná regulácia mikromechanického tranzistora Martin MIŠUN Slovenská technická univerzita, Fakulta elektrotechniky a informatiky Ilkovičova 3, Bratislava, Slovenská republika atomlab@pobox.sk Vedúci práce: Ing. Martin Tomáška PhD. Abstrakt. Táto práca sa zaoberá problematikou merania teploty mikromechanickeho tranzistora jeho teplotnou reguláciou a teplotnou stabilizáciou, návrhom regulaného obvodu, jeho vyhotovením a riadiacim firmwérom. 1 Úvod V dnešnej dobe sa vývoj polovodičových štruktúr uberá smerom čo najefektívnejšieho návrhu jednotlivých polovodičových prvkov obvodu. K tomu aby sme si navrhli prvok podľa našich požiadaviek potrebujeme určitý model daného prvku, ktorý nám reálne popisuje ako sa správa a ako sa menia jeho parametre za určitých pracovných podmienok. Používajú sa rôzne popisné modely, najpoužívanejší je matematický model, jeho najväčšou výhodou je, že sa dá ľahko aplikovať do simulačných programov prostredníctvom matematických funkcií a rovníc. Výraznou výhodou je, že sa matematické funkcie dajú ľahko modifikovať, upravovať a rozširovať o ďalšie konštanty a premenné podľa potreby a požiadaviek na daný prvok. Zároveň sa matematické modely dajú použiť do rôznych typov simulácií ako sú simulácie v časovej, jednosmernej alebo frekvenčnej oblasti pri rôznych teplotách. Najčastejšie sa používajú modely prvkov s predpokladom, že daný prvok pracuje pri konštantnej teplote, prípadne v nejakom teplotnom rozsahu ( napr. -40 C do 10 C), pričom štandardné simulačné programy neuvažujú vplyv samoohrevu. So zmenšovaním rozmerov prvkov a ich morfologickým usporiadaním (rôzne druhy mikromechanických mostíkov a membrán) na polovodičovej doske začali problémy s odvodom stratového tepla. Charakteristiky takýchto mikro (nano) rozmerových prvkov sa začali čoraz viac a výraznejšie meniť. Nastala potreba nielen napäťovej a prúdovej charakterizácie ale aj teplotnej charakterizácie prvku spolu s modelovaním vplyvu samoohrevu. Na to aby sme zistili teplotnú charakteristiku prvku a následne jeho teplotný model potrebujeme komfortný regulačný prístroj na nastavenie a stabilizovanie celej škály pracovných teplôt. 1.1 Krátky úvod - Pohľad do nášho tranzistora Predmet nášho merania je mikromechanický GaAs HFET tranzistor. Je vyrobený na mikromechanickej membráne o hrúbke µm. Na privedenie signálu až na Vedúci práce: Ing. Martin Tomáška, PhD. ŠVOČ 005 Mikroelektronické systémy

31 hradlo tranzistora je použité koplanárne vedenie. V tesnej blízkosti tranzistora sú dva tenkovrstvové meandre z niklu slúžiace ako senzory teploty prípadne ako vyhrievacie teliesko. Tranzistor pracuje do teplôt približne do 00 C s parametrami Ft = 53GHz, Fmax = 150GHz []. Jadro tranzistor Vykurovací meander Source Gate Drain Membrána Merací meander Obr. 1.1: Nákres tranzistora. Popis metódy merania a regulácie teploty Nami navrhnutý prístroj plní úlohu pomocného regulačného obvodu. Tranzistory sú charakterizované pomocou meracieho systému na báze HP 8408 pre vektorové merania frekvenčných závislostí S-parametrov, na základe ktorých možno identifikovať ich model. Súčasťou systému je zdroj napätia kombinovaný s meračom prúdu HP4140B programovateľný pomocou osobného počítača, ktorý slúži na jednosmernú charakterizáciu a nastavenie pracovného bodu tranzistora pri mikrovlnných meraniach. Do ovládacieho programu je pridaný zdrojový kód (procedúra) ktorá posiela teplotnému regulačnému obvodu požadovanú nastavovaciu teplotu. Po obdržaní dát z PC, regulátor potvrdí platnosť prijatých dát a začne nastavovať požadovanú teplotu tranzistora. Keď teplota na tranzistore dosiahne danú teplotu pošle správu počítaču aby začal merať VACH alebo mikrovlnné vlastnosti. V tomto momente sa regulátor prepne do módu stabilizácie teploty a čaká na ďalšie povely od riadiaceho programu. Zapojenie tranzistora a meracích prístrojov je realizované podľa blokovej schémy - obr..1. Nastavenie a stabilizácia požadovanej teploty na tranzistore sa realizuje prostredníctvom dvoch nezávislých regulátorov. Prvý regulátor je na hrubé nastavenie teploty, druhý na jemné a presné doladenie teploty s veľkou presnosťou na 0,1 C. Regulátor na nastavenie hrubej teploty meria teplotu okolia pomocou tepelných senzorov SMT ktorý prevádza teplotu na zmenu striedy výstupného signálu podľa 0 prevodového vzorca DC = *t DC-strieda t - teplota v C. Hlavný senzor je priamo v medenej podložke nad vyhrievacou odporovou platničkou. Údaje zo zvyšných senzorov môžu slúžiť ako informatívne o rozložení teplotných gradientov v blízkosti tranzistoru. Hrubé nastavovanie teploty je realizované prostredníctvom odporovej platničky umiestnenej pod meraným tranzistorom. Teplota na vyhrievacej platničke je závislá na pretekajúcom prúde ktorý regulujeme pomocou výkonového tranzistora BD41C. Na jemné nastavovanie teploty tranzistora je potrebné mať vzorky tranzistorov ktoré majú technologicky vytvorené meandre v tesnej blízkosti aktívnej zóny tranzistora a umiestneného v špeciálnom puzdre, napr. ako podľa obr Jedným meandrom zohrievame tranzistor (nastavujeme teplotu) druhým meandrom meriame teplotu tranzistora. Metóda merania teploty je navrhnutá tak aby neovplyvňovala teplotné pomery v tranzistore. Cez merací meander preteká malý prúd (10uA), pri ktorom stratový výkon nedosahuje veľké hodnoty čím neovplyvňuje meranie (Rm=,k Ps=0,uW). Regulátor ŠVOČ 005 Mikroelektronické systémy

32 meria vytvorené napätie na meandri, patrične si ho upraví a zosilní. Závislosť odporu meandra od teploty je kvázi lineárna. Nastavovanie teploty pracuje obdobne ako pri hrubom nastavovaní teploty, cez vykurovací meander preteká ohrievací prúd. Obidva regulátory sú navrhnuté ako diskrétne PID regulačné členy. Pričom regulátor na hrubé nastavenie teploty je MASTER pre druh regulačný obvod. Posiela mu potrebné dáta a povely na správne nastavenie teploty. SLAVE regulačný obvod odpovedá v prípade ak nastaví danú teplotu alebo keď na vstup nie je pripojený meraný tranzistor. 3 Popis hardveru regulátora Obr..1: Bloková schéma zapojenia tranzistora a meracích prístrojov. Jadrom prístroja sú dva súbežne pracujúce mikroprocesory AT90S313 je to z dôvodu diverzifikácie zaťaženia a zvýšenia výkonu prístroja. Obvod sa delí na dve hlavné časti a to regulátor na hrubé nastavenie teploty (REG1-MASTER) a regulátor pre jemné doladenie teploty (REG-SLAVE). Ďalej sa jednotlivé regulačné obvody delia na číslicovú a analógovú časť. Analógová časť slúži na obojsmerný prevod spojitého analógového signálu na diskrétny číslicový a naopak. Číslicová časť vyhodnocuje a nastavuje potrebné veličiny na správne nastavenie teploty tranzistora. Komunikácia medzi počítačom a regulátorom prebieha pomocou sériovej linky. Na prevod napäťových úrovní RS3 na TTL je použitý obvod MAX3. Komunikácia medzi mikroprocesormi prebieha tiež cez sériovú linku. Teda na jednu sériovú zbernicu sú pripojené tri zariadenia a z toho sú dva Master. Na zabránenie vzniku dátových kolízií a stratám informácií je použitý obvod 74HC4053 (analógový MUX/DEMUX) ktorý je riadený priamo obvodom REG1-M obvod prepína linku medzi PC-REG1 a REG1-REG. Na zvýšenie univerzálnosti obvodu je ku každému mikroprocesoru pripojená pomocná 8kB EEPROM, SPI (serial programming interface) porty (na ISP - in system programming) a indikačné LED. Obvod REG1 obsahuje maticový LCD displej pre vizualizáciu prebiehajúcich procesov zároveň sa používa ako pomôcka pri odlaďovaní firmwéru. Presné meranie teploty pomocou SMT je veľmi delikátna záležitosť. Používa sa v ňom viacnásobné prerušenie systému a špeciálny časovač ktorý používa vývod PD6 (ICP). Na pripojenie viacerých senzorov je použitý číslicový multiplexor 74LS51 riadený mikroprocesorom. K obvodu REG1 je pripojený obvod DS stostavový číslicový potenciometer (9,7k) ŠVOČ 005 Mikroelektronické systémy

33 ktorý s operačným zosilňovačom LM358 zapojeného ako napäťový sledovač funguje ako jednoduchý DA prevodník s výstupným napätím <0,65V..4V>. S týmto DA prevodníkom a potenciometrom R37 sa nastavuje bázové napätie a bázový prúd tranzistora BD41C. Obidva obvody DS1804 a LM358(IC15A) majú napájacie napätie odfiltrované cez jednoduchý RC DP filter prvého rádu zostaveného prvkami C6, R5, C, C5 a R45, C48, C49. K obvodu REG je pripojený AD/DA prevodník PF8591 z ktorého sa využíva osembitový DA prevodník. Vstupy AD sú vyvedené na konektor CANNON5 pre zvýšenie univerzálnosti zapojenia. Referenčné napätie obvodu sa dá nastaviť od <1,6V..5V>. Toto napätie nastavuje maximálnu výstupnú napäťovú hodnotu z DA <0..Vref>. So sériovým zapojením (neinvertujúceho) operačného zosilňovača LM358(IC15B) so zosilnením 3,7x je na jeho výstupe napätie <0..3,7*Vref> (teda ak Vref=5V je výstup <0..18V>). Toto výstupné napätie vytvorí na vykurovacom meandri maximálny stratový výkon od 15mW do 150mW. Prúd pretekajúci meracím meandrom je stabilizovaný na konštantnú hodnotu pomocou obvodu LM334 nastaviteľný prúdový zdroj. Nastavuje sa potenciometrom R9, výstupný prúd sa dá nastaviť od 7uA do 1mA. Operačný zosilňovač LM358(IC13A) je zapojený ako diferenčný zosilňovač s pevným zosilnením 100x. Pri zapojenom meandri potenciometrom R31 nastavíme hodnotu totožnú s meandrom tak že na výstupe OZ bude nulové napätie. OZ IC13B je neinvertujúci zosilňovač s nastaviteľným zosilnením 1x až 100x podľa potreby. IO LM358(IC13) je pripojený na +5V je to kvôli ochrane vstupu AD prevodníka. Ako merací člen je k obvodu REG pripojený dvanásťbitový AD prevodník ADS7816 s nastaviteľným referenčným napätím 0,1V po 5V a odfiltrovaním napajacím napätím. V napájacej časti sú stabilizačné obvody napätia potrebné pre správnu funkčnosť celého obvodu. 4 Popis firmweru regulátora Software je navrhnutý tak aby celý obvod mal čo najväčší výkon. Celý program je naprogramovaný v jazyku symbolických adries. Pri návrhu programu bol využitý štruktúrovaný zápis jednotlivých procedúr a funkcií pre zefektívnenie programovania. V programe sme si vytvoril štruktúry ktoré sa veľmi podobajú na objekty. Často sa v programe používajú aritmetické operácie (delenie, násobenie) ktoré pracujú s číslami väčšími ako osem bitov. Keďže mikroprocesory AVR nemajú interné inštrukcie pre násobenie a delenie bolo potrebné vytvoriť funkcie ktoré vedia pracovať s číslami o veľkosti 16 bitov a vyššie. Ďalej program využíva rôzne procedúry a funkcie pre prácu s periférnymi obvodmi ako: meranie napätia, nastavenie napätia, čítanie a zápis dát z EEPROM a prácu s LCD displejom. Samotný program funguje nasledovne: Na začiatku sa vykoná počiatočná inicializácia nastavia sa porty, časovače a podporné obvody (LCD, AD, DA, senzory atd.). Nasleduje počiatočná samodiagnostika, program zistí či sú pripojené senzory, meraný tranzistor a či je pripojený riadiaci počítač. Ak je všetko v poriadku program začne automaticky merať a regulovať teplotu. Pre zvýšenie presnosti merania program meria viac hodnôt (od 1 po 18 podľa potreby) ktoré potom priemeruje. Po prepočítaní hodnôt program spraví kalibráciu nameranej hodnoty pre každý senzor zvlášť. Nasledujúca operácia je nastavenie požadovanej teploty. Nastavenie prebieha postupne aby nevznikali teplotné oscilácie. Čím viac sa teplota približuje k požadovanej hodnote, zvyšuje sa počet meraní, touto operáciou sa zvyšuje presnosť merania a zabraňuje rozkmitaniu regulátora. Pri druhom regulátore REG je to trochu odlišné pri meraní malých teplôt na tranzistore sú na vstupe AD prevodníka ADS7816P malé hodnoty napätia pri ktorých je operačnými zosilňovačmi zosilnený aj šumový signál preto pri nízkych hodnotách napätia sa vykonáva väčší počet ŠVOČ 005 Mikroelektronické systémy

34 meraní. V podstate systém riadenia a programy pre mikroprocesory sú totožné, líšia sa len v tom ako získavajú teplotu a ako ju nastavujú. 5 Záver Navrhli sme elektrickú schému a plošné spoje regulačného obvodu. Zostrojili sme regulačný obvod ktorý plynulo reguluje a stabilizuje teplotu tranzistora. Navrhli sme koncepciu riadenia regulátorov a ich softwérové vybavenie. Naprogramovali sme riadiace mikroprocesory jednotlivých regulátorov a oživili sme celý obvod. Regulačný obvod sme testovali zatiaľ len na hrubé nastavenie teploty tranzistora. Obvod sa správal a reguloval teplotu podľa našich požiadaviek a predstáv. V blízkej budúcnosti budeme regulačný obvod testovať aj na jemné nastavovanie teploty s využitím vzorky zapúzdreného tranzistora. 6 Použitá literatúra [1] Použité katalógové listy: 4C64, 74HC41, 74HC4053, 78L05, L7805CV, ADS113, ADS7816P, AT90S313, BD41C, DS1804, HD44780, SMT160-30, LM334, LM358, MAX3CSE, PCF8591, 74HC153, 74F157. [] ŠVOČ 005 Mikroelektronické systémy

35 7 Prílohy - Schémy zapojenia jednotlivých častí obvodu Obr. 7.1: Schéma zapojenia regulačného obvodu REG1. Obr. 7.: Schéma zapojenia regulačného obvodu REG. ŠVOČ 005 Mikroelektronické systémy

36 Obr. 7.3: Schéma zapojenia napájacej časti obvodu. Obr. 7.4: Vrchný plošný spoj. Obr. 7.5: Spodný plošný spoj. Obr. 7.6: Rozmiestnenie súčiastok. ŠVOČ 005 Mikroelektronické systémy

37 1 Verifikácia návrhu modelu plošnej špirálovej cievky Emil RASCHMAN Slovenská technická univerzita, Fakulta elektrotechniky a informatiky Ilkovičova 3, Bratislava, Slovenská republika eraschman@yahoo.com Abstrakt. Článok sa zaoberá verifikáciu nami navrhnutého modelu v PSPICE pre plošnú špirálovú cievku na čipe integrovaného obvodu, ktorý bol navrhnutý s ohľadom na geometrické rozmery cievky. Model bol navrhnutý pre štvorcove špirálové cievky. Verifikáciu sme robili ne základe porovnávania s literaturou a nameranými hodnotami. 1 Úvod Našim cieľom bolo verifikovať teda overiť presnosť nami navrhnutého modelu v prostredí PSPICE, ktorý sme prezentovali na konferencii ŠVOČ 004 literatúra[3]. Na verifikáciu sme použili simulátor ASITIC, hodnoty z literatúry, kde uvádzali nimi simulovane aj nimi merané hodnoty a nami namerané hodnoty. Nami navrhnutý model špirálovej cievky pre simuláciu počíta indukčnosť, kvalitu, S-prametre a parazitné kapacity na základe geometrických rozmerov cievky. Pri verifikácii sme sa zamerali na porovnanie indukčnosti, kvality a S- parametre odrazu. Problematikou cievok sa zaoberajú napr. práce z uvedenej literatúry [1,]. Štvorcové špirály Štvorcové špirálové cievky sú najbežnejšie vyrábané z Si RF Ics. Mnoho štvorcových špirál bolo vyrobených a nameraných. Ich výsledky boli porovnané so simuláciami. Špirály z literatúry [1] majú nasledovné geometrické rozmery: vnútorný priemer cievky Ai=44µm, šírka metalizácie w=7µm a vzdialenosť metalizácii s=5µm pre 5 a 8 závitov cievky. Rozmiestnenie na čipe pre 8 závitovú cievku aj s vyznačenými geometrickými rozmermi je na obrázku 1. Vedúci práce: Ing. Martin Tomáška, PhD

38 Obr. 1: Pohľad na špirálovú cievku na čipe integrovaného obvodu. 3 Indukčnosť Na obrázku.1 je priebeh indukčnosti v závislosti od frekvencie, pre 8 závitovú cievku obr.a, pre 5 závitovú cievku obr.b a priebehy z literatúry [1] na obr.c pre 8 aj 5 závitov. Pre všetky špirály je indukčnosť rastúcou funkciu od frekvencie. To je spôsobené hlavne kapacitnou reaktanciu, ktorá od stúpajúcej frekvencie rastie, čo spôsobuje aj rast indukčnosti od frekvencie. a.) b.) Obr..1: Závislosť indukčnosti cievky od frekvencie a.) Simulácia v ASITICu n=8 b.) Simulácia v ASITICu n=5 c.) Priebehy z literatúry [1] c.)

39 Obr..: Závislosť indukčnosti od frekvencie, hore zo simulácia PSPICE a dole z ASITICu. 4 S-parametre Obrázok 3 zobrazuje namerané a odsimulované parametre pre osem závitovú cievku. Ako vidieť na obrázku sú výsledky zo simulácií S-parametrov na porovnanie simulovaných výsledkov v ASITICu s literatúrou [1]. Na obrázku a.) sú magnitúdy parametrov S11 a S1, na obrázku b.) sú fázy parametrov S11 a S1 na obrázku c.) sú magnitúdy a fázy S11 a S1 s literatúry [1]. Po porovnaní vykreslených závislostí sme zistili relatívnu totožnosť simulovaných priebehov s priebehmi udávanými v literatúre [1], pri vyšších frekvenciách sa priebehy už nezhodujú, čo je spôsobené tým že pri simulácii sme v literatúre nenašli všetky potrebné údaje do technologického súboru simulátora, čo spôsobilo že cievka sa dostala do rezonancie skôr ako v literatúre. Na obrázku 3d sú zobrazené magnitúdy S11 a S1 z nášho a na obrázku 3e sú fázy S11 as1 z nášho modelu. Všetky priebehy magnitúd aj fáz S11 a S1 z našej simulácie boli podobné s priebehmi zo simulácie v ASITICu čo svedčí o správnosti výsledkov našej simulácie.

40 a.) b.) c.) d.) Obr. 3: Odmerané a odsimulované s-parametre pre 8 závitovú štvorcovú Cievku a.),b.) z ASITICu a c.) z literatúry d.) magnitúdy S11 S1 s nasho modelu e.) fázy S11 S1 s nasho modelu e.)

41 5 Kvalita cievky Na odvodenie kvality použijeme náhradnú schému z obrázku 1, môžeme definovať vstupnú alebo výstupnú kvalitu od dvoj bránových parametrov. Im( Y11) Q1 = (1) Re( Y11) Nevýhodou hore uvedeného vzťahu je, že v rezonančnej frekvencii je kvalita rovná nule. Preto sa zvyčajne cievky používajú mimo vlastnej rezonancie Preto sa zvyčajne cievky používajú mimo vlastnej rezonancie, predíde sa tak možným problémom. Ale v niektorých aplikáciách sa používajú blízko vlastnej rezonancii. V takýchto prípadoch je vhodnejšie definovať kvalitu Q v definovanom 3dB frekvenčnom rozsahu. ω0 Q = () ω3db Rovnako aplikovateľné môže byť aj odvodenie zmeny fázy v rezonancii. ω0dφ Q = (3) ω0 dω Vyššie uvedené rovnice sú diferenciálne a používajú second-order rezonančných obvodov. Pre lepšie určenie obvodov možno použiť pomer energie uloženej v obvode k energii stratenej na jednu periódu: Wstored Q = na _ periodu (4) W diss Pri definovaní kvality je dôležite zohľadňovať aplikáciu obvodu. Napríklad, minimalizácia fázového šumu oscilátora, požaduje aby bola rýchlosť zmeny fázy v rezonancii čo najrýchlejšia ako v rovnici (3). Pre úzky frekvenčný rozsah použijeme rovnicu (). My sa budeme opierať o rovnicu (3). Obr. 4: Faktor kvality Q pre 9-závitovú štvorcovú špirálu s použitím vzťahov (1) a (6). Na obrázku 5 je zobrazený faktor kvality pre 5-závitvú špirálu obr.a, pre 8-závitovú špirálu obr.b a pre priebehy z literatúry na obr.c Pre menšiu 5-závitovú špirálu je kvalita skoro lineárnou funkciou od frekvencie, keďže pôsobenie substrátu na špirálu je zanedbateľné, môžeme faktor kvality určiť zo vzťahu ωl/r. Väčšia 8=závitová špirála má komplikovanejšie správanie kvôli substrátu. Pri nižších frekvenciách, kedy je impedancia substrátu veľká, je priebeh lineárny. V pásmach krátkych vĺn, kedy je impedancia substrátu menšia než induktívna/kapacitná impedancia špirály, sú dominantné straty v substráte čo spôsobuje že faktor kvality je klesajúcou funkciu od frekvencie. Pri určitej frekvencii je faktor kvality dosahuje maximálnu hodnotu ktorú označujeme f QMAX. To je dôležite, pri určovaní indukčnosti špirály pre maximálnu kvalitu.

42 a.) Q, n=5 b.) Q, n=8 Obr. 5: Faktor kvality v závislosti od frekvencie pre 5 a 8 závitové cievky. a.)simulácia s ASITICu pre n=5 b.)simulácia v ASITICu pre n=8 c.)grafy z literatúry [1] c.)

43 8 6 4 Q@ 0 Q@ G G 3G 4G 5G FREQUENCY (Hz) Obr. 6: a.) Priebeh kvality cievky []. z literatúry b.) Odsimulovaný priebeh kvality cievky v PSPICEnaš model. c.) Odsimulovaný priebeh kvality cievky v ASITICu. Tabuľka 1. Porovnanie odsimulovanýché hodnôt PSPICE, ASITIC a hodnôt z literatúry. W[µm] S[µm] T[µm] Din[µm] Dout[µm] L[nH] Rs[Ώ] Literatúra [3] ,15 1,37 Simulácia v SPICE-naš model ,73 18 Simulácia v ASITICu ,9 1,6 Namerané hodnoty ,6 15,4 Simulácia nameranej cievky v SPICE ,1 Simulácia nameranej cievky v ASITICu ,87

44 6 Diskusia Po odsimulovaní všetkých potrebných priebehov v našom modeli, v ASITICu a zozbieraní hodnôt z literatúry sme pristúpili k verifikácii. Ako prvú sme verifikovali indukčnosť cievky na Obrázku, kde je závislosť indukčnosti cievky od frekvencie zo simulácie v ASITICu a hodnôt s literatúrou [1]. Pre nízkofrekvenčnú oblasť boli výsledky simulácie totožné s literatúrou a pri vyšších frekvenciách už bol rozdiel, ktorý vznikol preto, lebo pri simulácií sme neuvažovali všetky potrebné údaje, ktoré sme potrebovali do technologického súboru ASITICu. Rovnako sa asitic správal aj pri porovnávaní s našim modelom obrázok.., čiže naše výsledky boli lepšie. Ďalej sme porovnávali S-parametre, hodnoty s literatúry [1] s ASITICom aj s naším modelom obrázok 3. Hodnotz yo simul8cie y ASITICu a zo simulácie nášho modelu boli rovnaké. Pre parametre S11 boli hodnoty pre magnitúdu a fázu totožné s literatúrou [1], pre parametere S1 sa tieto hodnoty stotožňovali pri nižších frekvenciách a pri vyšších frekvenciách boli už odlišnosti ktoré vznikli na základe už spomínaného technologického súboru. Na obrázku 5 sme znovu najprv porovnávali faktor kvality so simulátoru ASITIC s hodnotami zo simulácie, z dôvodu overenia správnosti výsledkov simulátoru ASITIC. Pre 5-závitovú cievku boli výsledky totožné s literatúrou [1] a pre 8- závitovú cievku boli malé odlišnosti spôsobené znovu údajmi technologického súboru. Potom sme porovnali hodnoty z literatúry [] s ASITICom a naším modelom na obrázku 6. Z obrázku je vidieť že priebeh z nášho modelu bol bližší udávaných literatúrou. A nakoniec sme porovnávali hodnoty indukčnosti a sérioveho odporu pre údaje s literatúry [] a nami namerané hodnoty s našim modelom a ASITICom. S tabuľky je vidieť, že hodnoty z nášho simulátora boli vemi blízke hodnotam s ASITICom. 7 Záver Verifikovali sme nami vytvorený parametrický model cievky ktorý na základe zadaných geometrických rozmerov vypočíta a graficky znázorní jej chovanie a parametre. Verifikáciou modelu porovnaním so simulátorom ASITIC a údajmi s literátúry sme zistili dostatočnú presnosť modelu pre použitie v počiatočnom návrhu VF integrovaných obvodov. Dosiahnuté výsledky boli dostačujúce aj napriek tomu že sme použili jednoduchšiu náhradnú schému špirály ako v simulátore ASITIC ako aj v literatúre. Použitá literatúra [1] Niknejad A.,M. : Analysis design and optimization of spiral inductors and transformers for Si RF ICs rfic.eecs.berkeley.edu/ ~niknejad/pdf/niknejadmasters.pdf - 18 Apr 005 [] Tuan Huu Bui: Design and optimalization of a 10 nh Square-Spiral inductor for Si RF Ics., Msc Thesis, Univ of North Carolina at Charlotte, 10/7/1999, wws.uncc.edu/tpw/papers/spiral.pdf [3] Emil Raschman: Plošná špirálová cievka, ŠVOČ 004, FEI STU, 8 apríl 004

45 Spínače vysokofrekvenčných signálov Milan REŠKO Slovenská technická univerzita, Fakulta elektrotechniky a informatiky Ilkovičova 3, Bratislava, Slovenská republika milan.resko@gmail.com Abstrakt. Projekt sa zaoberá spínačmi s bipolárnymi a MOSFET tranzistoromi, ich použitím porovnaním parametrov jednotlivých druhov spínačov a simuláciou ich základných vlastností. Snahou je urobiť prehľad ich vlastností tak aby sa ulahčil výber druhu spínača pre jednotlivé aplikácie. Simulácie a schémy obvodov boli vytvorené v prostredí programov MicroSim Pspice 8 a SoftDesign TINA PRO Úvod Spínač je základným a jedným z najjednoduchších trazistorových obvodov. Nachádza aplikáciu vo väčšine súčastných elektrických obvodov a systémov. Ako základ spínača možno použiť PIN diódu MOSFET, JFET, alebo bipolárny tranzistor. Každý z nich sa vyznačuje svojimi parametrami, ktoré sú v porovnaní s inými lepšie a podľa nich si vyberáme pre zvolený typ aplikácie. Nároky kladené na spínače však stále stúpajú kvôli zvyšovaniu frekvencií signálov, miniaturizácií obvodov, nárokov na nízku cenu a vysokú spoľahlivosť. Na lepšie názorné porovnanie jednotlivých typov spínačov a ich výhod pre jednotlivé aplikácie musíme zmerať prípadne simulovať ich základné charakteristiky. Preto je hlavným cieľom projektu simulácia jednotlivých druhov spínačov a následné vyhodnotenie v porovnaní s niektorými ďalšími parametrami Prehľad hlavných parametrov spínačov Frekvenčný rozsah (frequency band) - je frekvenčný rozsah RF signálu v ktorom ešte dokáže spínač účinne plniť svoju funkciu Vložný útlm (insertion loss) - redukcia amplitúdy preneseného signálu. Útlm je opakom zosilnenia a je to normálny jav, keď je signál vysielaný z jedného miesta na druhé. Útlm je meraný v decibeloch pri konkrétnej frekvencií a v zapnutom stave. A = 0 log v 10 V V z d [ db] kde V g je amplitúda napätia na zdroji a V d je amplitúda napätia na záťaži Vedúci práce: Ing. M.Tomáška, PhD.

46 Útlm odrazu (return loss) - je pomer amplitúdy napätia odrazeného na konci prenosovej cesty a ukončovacej impedancie, alebo diskontinuity k amplitúde povodného napätia. Útlm odrazu obyčajne vyjadrujeme v decibeloch. Útlm odrazu je vyjadrený ako Z 10 log 10 Z + Z Z 1 L r = 1 [ db] kde Z 1 je impedancia ku zdroju a Z je impedancia k záťaži. Vstupná impedancia (input impedance) - je daná pomerom napätia medzi vstupnými svorkami spínača a prúdom vtekajúcim do vstupných svoriek zosilňovača. Vstupná impedancia nezávisí od veľkosti budiaceho signálu, ale závisí od jeho frekvencie. U vst Z vst = [ Ω] I vst Výstupná impedancia (output impedance) - je daná pomerom napätia medzi výstupnými svorkami zosilňovača pri odpojenej záťaži a výstupného prúdu, pri skratovaných výstupných svorkách. Podobne ako vstupná impedancia, aj výstupná impedancia je vo všeobecnosti komplexné číslo, teda má svoju reálnu a imaginárnu časť a taktiež nezávisí od veľkosti výstupného signálu, ale od jeho frekvencie. U vst Z vst = [ Ω] I vst Izolácia (isolation) - je to útlm medzi vstupným a výstupným bodom spínača, keď je zasadený v obvode a je vo vypnutom stave. Koeficient odrazu (reflection coefficient) je definovaný nasledovne Z1 + Z C r = Z1 Z Rýchlosť spínania (switching speed) - má viacero parametrov : t rise = čas nábehu, čas za ktorý RF signál stúpne z 10% na 90% zo "zapnutého" stavu. tfall = čas dobehu, čas za ktorý RF signál klesne z 90% na 10% zo "zapnutého" stavu. ton = čas zapnutia, čas od 50% z riadiaceho signálu do 90% zo " zapnutého" stavu. toff = čas vypnutia, čas od 50% z riadiaceho signálu do 10% zo " zapnutého" stavu. Čas nábehu a dobehu vplýva na hornú hranicu rýchlosti spínania a udáva minimálny čas potrebný na zmenu stavu spínača. Čas zapnutia a vypnutia udáva celkový spínací začínajúci na 50% riadiaceho signálu po 90%,alebo 10% RF signálu. Rýchlosť spínania je definovaná ako väčší z týchto parametrov. Obr.1.1: Rýchlosť spínania.

47 Linearita (linearity) je vlastnosť obvodu, pri ktorej sa sila výstupného signálu líši v pomere k sile vstupného signálu.v lineárnom obvode je pomer amplitúd vstupného a výstupného signálu konštantný, pričom nezáleží na sile vstupného signálu.v grafe, ktorý vyjadruje lineritu je závislosť amplitúdy výstupného signálu od vstupného signálu zobrazená ako priamka.nelinearita sposobuje skreslenie výstupného signálu. Všetky parametre meriame pre konkrétnu frekvenciu vstupného a riadiaceho signálu.. Spínač s PIN diódou Pre viaceré RF aplikácie možme použiť jednoduchý spínač s PIN diódou. Takýto obvod vyžaduje iba málo komponentov, je jednoduchý, ale predsa schopný fungovať ako spínač pre VF aplikácie.ak je na diódu privedené kladné napätie, to sa pridá k vstupnému napätiu a umožní tak RF signálu prejsť obvodom. Opačne ak je privedené záporné napätie, dióda sa polarizuje záverne a spínač sa vypne. Napriek teórií nie každá dióda može byť použitá v takomto spínači. PIN dióda má množstvo výhod je lineárnejšia ako klasické PN diódy a keď je záverne polarizovaná,tak ňou tečie menší saturačný prúd, má menšiu kapacitu čo umožňuje väčšiu izoláciu. Obr..1: Spínač s PIN diódou. 3. Spínač s bipolárnym tranzistorom Pretože kolektorový prúd tranzitora môžme ovplyvniť bázovým prúdom môžme ho použiť ako prúdom kontrolovaný spínač. Relatívne malým bázovým prúdom tak dokážeme kontrolovať omnoho vačší kolektorový prúd. Ak je bázový prúd nulový tranzsitor je vo vypnutom stave. Môžme si zvoliť medzi NPN a PNP trazistorom, ale pre našu základnú analýzu je to nepodstatné. Pre simuláciu som si vybral tranzistor PNP N3906, pre ktorý som simulované výsledky mohol porovnať s dostupnou dokumentáciou [7]. BJT je v spínačoch často používaný v kombinácií s JFET.

48 Vi = -5 V; T = 500 µs; tp = 10 µs s; tr = tf < 3 ns Obr.3.1: Simulovaný spínač s bipolárnym PNP tranzistorom. Spínacie časy t on 65 ns t d 35 ns t r 35 ns t off 300 ns t s 5 ns 75 ns t f Obr.3.: Časové priebehy. 4. Spínač s JFET tranzistorom Podobne ako bipolárny tranzistor aj JFET tranzistor može byť použitý ako spínač. Zapojenie je v tomto prípade zjednodušené, pretože sled Source a Drain je zamenitelný. Pri nulovom napätí na rozhraní Gate-Source bude kanál JFET otvorený a spínač zapnutý. Vybral som si tranzistor JFET N4393, pre ktorý som simulované výsledky mohol porovnať s dostupnou dokumentáciou [8].

49 V DD = 10V;V GS(H) = 0V;V GS(L)=-5V T=500 µs; tp = 10 µs s; tr = tf < 3 ns Obr.4.1: Simulovaný spínač s JFET tranzistorom. 5. Porovnanie vlastností spínačov Obr.4.: Časové priebehy. JFET PIN Dióda BJT RF-MEMS Frekvenčný rozsah +/ Vstupné straty(@ghz) - +/- + + Izolácia(@GHz) +/- + +/- + Rýchlosť /- Linearita +/- +/ Spotreba + +/ Spínacie napätie + + +/- +/- Životnosť /- Cena /-

50 Výhody spínača s PIN: + jednoduchý, obsahuje málo súčiastok a preto je lacnejší a jednoduchší na návrh + nízky vložný útlm v zapnutom stave ~ 150mdB + rýchly čas spínania, preto možu byť použité pre VF aplikácie + možu byť použité na vysokovýkonové aplikácie - vysoký prúd v zapnutom stave, čím vyššie jednosmerné napätie použijeme, tým viac znížime vložný útlm Výhody spínača s BJT: + nízky vložný útlm v zapnutom stave ~ 150mdB + širokopásmové, obyčajne od ~10Hz do 10MHz - vyšší šum, nelinearity - veľkosť Výhody spínača s JFET: + širokopásmové, obyčajne od 500MHz do 4GHz + nízky vložný útlm v zapnutom stave ~ 50mdB + dobré izolačné vlastnosti + malé rozmery + nízka spotreba + nízky šum - vysoká cena 6. Záver V teoretickej časti tejto práce som sa zaoberal základnými vlastnosťami spínačov.v praktickej časti som si zvolil tri základné zapojenia spínačov a v programe PSPICE simuloval ich časové charakteristiky a z nich určil spínacie časy. Výber spínača pre zvolenú zvolenú aplikáciu robíme podľa toho, ktorý parameter je pre nás rozhodujúci. Prvý jednoduchý obvod s PIN diódou predstavuje jednoduchý, lacný a efektívny spínač v RF aplikáciách. Spínač s bipolárnym, alebo unipolárnym tranzistorom majú široké uplatnenie. Použitá literatúra [1] ROBERTSON, I.D., LUCYSZYN, S. RFIC and MMIC design and technology, s [] ROHDE, U.L., NEWKIRK, D.P. RF Microwave Circuit Design for Wireless Applications, 000. s [3] SHUR, M. BJT as a switch Dostupné na internete: < Noteshtm/08BJTswitch/Index.htm> [4] PRZEPIORSKI, S. BJT Transistor as a switch Dostupné na internete: < [5] RADEHAUS, C. Future of Microelectronics Dostupné na internete: < [6] Purdue University. Transistor Switch Design Dostupné na internete: < [7] Philips Electronics. Datasheet N Dostupné na internete: < philips.com/pip/n3906.html> [8] Linear Systems. Datasheet N Dostupné na internete: < sheets/linearsystems/n4393.pdf>

51 Analýza a simulácia tepelných vlastností tenkovrstvových štruktúr pre mikrosenzor plynu Bc. Peter VAŇO * Slovenská technická univerzita, Fakulta elektrotechniky a informatiky Ilkovičova 3, Bratislava, Slovenská republika vanopeter@atlas.sk Abstrakt. Táto práca sa zaoberá analýzou a simuláciou tepelných vlastností zavesenej mikromechanickej štruktúry na báze GaAs pre použitie v senzoroch plynov. Pozornosť je venovaná najmä dosiahnutiu nízkeho príkonu. Tepelná vodivosť GaAs (46W/m.K) je takmer tretinová v porovnaní s bežne používaným kremíkom a navyše nám jeho použitie umožňuje presnejšie dosiahnutie tvarov definovaných pri samotnom mikrotvarovaní. Pri analýze bola využitá elektrotepelná simulácia pre overenie parametrov navrhovanej mikroštruktúry, ktorá potvrdila dosiahnutie požadovaných pracovných teplôt (00 C 30 C) s príkonom menším ako 5mW. Priemerná hodnota teplotného gradientu v aktívnej oblasti nepresiahla 0,6K/µm. 1 Úvod Pri vývoji mikrosenzorov plynov je trendom znižovanie príkonu mikroštruktúr, ktorý u senzorov vyrobených klasickými technológiami (sieťotlač) dosahuje 00mW 1W. Pre mobilné aplikácie využívajúce napájanie pomocou akumulátora je to stále vysoká hodnota. Okrem požiadavky nízkeho príkonu je tiež dôležité rovnomerné vyhriatie citlivej vrstvy, aby sme zabezpečili rovnaké vlastnosti v každom jej mieste, mechanická stabilita štruktúry pri vysokých teplotách (typické operačné teploty 00 C 500 C) a v neposlednom rade aj rýchla odozva na zmenu vonkajších podmienok. Všetky uvedené vlastnosti spolu s dobrou tepelnou izoláciou aktívnej oblasti od ostatných častí senzora spĺňajú mikroštruktúry, kde je samotná citlivá vrstva umiestnená na tenkej dielektrickej membráne, vytvorenej za pomoci mikromechanického tvarovania []. Pri tomto type mikroštruktúry obsahuje aktívna oblasť vyhrievač, snímacie elektródy a plynovo-citlivú vrstvu, umiestnenú v strede tenkej membrány. Táto tepelne izoluje vyhrievanú časť mikrosenzora od jeho ostatných častí, čo významne prispieva k zefektívneniu využitia tepla z vyhrievača, a tak aj k zníženiu požadovaného príkonu. Cieľom tejto práce je uviesť návrh mikroštruktúry pre plynový mikrosenzor na báze GaAs, najmä s ohľadom na jej tepelné parametre. Typický rozsah operačných teplôt sa má pohybovať v rozmedzí 00 C 30 C. Príkon potrebný pre jeho dosiahnutie nemá prekročiť 5mW. Pri návrhu bol dôraz kladený najmä na dosiahnutie homogénneho tepelného poľa v aktívnej oblasti a jej dobrú tepelnú izoláciu od substrátu. * Vedúci práce: Doc. Ing. Ivan Hotový, PhD.

52 Analyzované geometrie Všetky navrhované geometrie mikroštruktúry vychádzajú zo známej konštrukcie, využívajúcej tzv. zavesenú membránu. Táto je so substrátom spojená pomocou niekoľkých mikromostíkov. V našom prípade sme analyzovali tri rôzne usporiadania, ktoré sa líšili veľkosťou samotnej membrány a počtom mikromostíkov. Obrázok 1 spolu s tabuľkou 1 charakterizujú rozmery membrány a mikromostíkov v jednotlivých prípadoch. Obr. 1: Principiálne znázornenie geometrie mikroštruktúry pre mikrosenzor plynu pohľad kolmo na rovinu membrány. Tab. 1: Rozmery uvažovaných návrhov podľa obr. 1. A B C D E F Návrh 1 800µm 400µm 00µm 75µm 90µm 83µm Návrh 800µm 300µm 00µm 75µm 90µm 83µm Návrh 3 400µm 150µm 15µm 35µm - 177µm Veľkosť čipu bola zvolená vo všetkých prípadoch na mm x mm. Ako možno sledovať z tab. 1, menili sme veľkosť strany membrány (rozmer B) ako aj rozmery a počet mikromostíkov. Zatiaľ čo u návrhov 1 a predpokladáme 6 mostíkov, u návrhu 3 uvažujeme použitie len 4 (preto nie je uvedený rozmer E). Celkovo možno povedať, že návrhy 1 a sú totožné a líšia sa len vo veľkosti membrány. Ich analýzou sme sa snažili sledovať práve vplyv veľkosti vyhrievanej membrány na celkové tepelné straty a teda aj potrebný príkon. Návrh 3 možno označiť za minimálny z hľadiska použitia dostupnej technológie výroby, z čoho vyplývala snaha zistiť maximálne dosiahnuteľné parametre. Použitie materiálov a hrúbky jednotlivých vrstiev charakterizuje obr., ktorý znázorňuje navrhovanú mikroštruktúru v reze. Základným nosným prvkom je 300µm hrubý substrát na báze GaAs, na ktorom je pomocou mikromechanického tvarovania vytvorená tenká dielektrická membrána o celkovej hrúbke asi 1µm. Táto pozostáva z dvojvrstvy Al 0,5 Ga 0,5 As (800nm) a GaAs (00nm). Al 0,5 Ga 0,5 As slúži ako tepelný izolátor medzi horúcou aktívnou oblasťou na membráne a chladnejším substrátom. Jeho merná tepelná vodivosť dosahuje 11W/m.K.

53 SiC (500nm) Pt vyhrievač (00nm) GaAs (00nm) Al 0,5 Ga 0,5 As (800nm) GaAs substrát (300µm) Obr. : Zjednodušený náčrt analyzovanej mikroštruktúry v reze. Použitie 00nm hrubej vrstvy GaAs je nutné z dôvodu nedostatočnej elektrickej izolácie Al 0,5 Ga 0,5 As, nakoľko na membráne sa má nachádzať Pt vyhrievač a prívodné kontakty zo zlata. Tieto na obr. nie sú zobrazené. Približne 500nm hrubá vrstva SiC má za úlohu zabezpečiť homogenitu tepelného poľa v citlivej vrstve, keďže merná tepelná vodivosť SiC dosahuje 10W/m.K 400W/m.K (závisí od podmienok prípravy a typu vrstvy). Práve na nej sa bude nachádzať vrstva samotného plynovo-citlivého materiálu. V procese výroby predpokladáme využitie molekulárnej zväzkovej epitaxie, od ktorej očakávame dosiahnutie dobrých mechanických parametrov deponovaných vrstiev, ako aj presnú kontrolu ich hrúbky. 3 Charakteristika modelu pre počítačovú simuláciu Počítačové simulácie boli realizované pomocou programu ANSYS. Tento využíva pri výpočtoch metódu konečného počtu prvkov, ktorá vychádza z diskretizácie trojrozmerného modelu mikroštruktúry a zadaných okrajových podmienok [3]. Tepelné parametre boli skúmané pomocou kombinácie tepelných a elektrotepelných simulácií. Za hlavné príčiny strát tepla boli pritom považované vedenie tepla mostíkmi k substrátu a vedenia tepla do okolia vzduchu. Straty tepla prúdením je nateraz ťažko odhadnúť, nakoľko tieto silne závisia od prostredia, v ktorom má budúci mikrosystém pracovať, od zapúzdrenia a pod. Rozhodli sme sa ich nezahrnúť do nášho modelu, čo podľa viacerých autorov používajúcich toto zjednodušenie vnáša do výpočtov chybu asi 5% (vplyv prirodzenej konvekcie)[]. Korekcia tejto chyby by mala byť možná po meraniach tepelného poľa na prototype, resp. po odvodení koeficientov prestupu tepla zahrňujúcich v sebe aj straty tepla prúdením. Odvod tepla vyžarovaním môžeme vzhľadom na rozmery membrány taktiež bezpečne zanedbať. Trojrozmerne modelované štruktúry zahŕňali nasledovné časti, u ktorých sme predpokladali najväčší vplyv na celkové tepelné vlastnosti: substrát GaAs (300µm) membrána + mostíky zložená vrstva Al 0,5 Ga 0,5 As (800nm) + GaAs (00nm) vyhrievač + kontakty Pt (00nm), resp. Au (00nm) len elektrotepelná simulácia u posledného návrhu izolačná vrstva SiC (500nm) okolie - vzduch Na základe zanedbania vplyvu konvekcie, modelovali sme okolité prostredie vzduch ako statický objem nad a pod štruktúrou, s výškou stĺpca 1mm. Táto hodnota bola získaná

54 na základe série tepelných simulácií, kedy sme postupne zvyšovali výšku vzduchového stĺpca a sledovali sme jej vplyv na maximálne dosiahnuteľnú teplotu. Konečná hodnota bola stanovená v momente, keď zvýšenie vzduchového stĺpca znamenalo zmenu teploty o menej ako 1% voči predchádzajúcemu riešeniu, t. zn., že ďalšie zväčšovanie objemu vzduchu by už na konečné riešenie nemalo vplyv. Materiálové konštanty použité pri výpočtoch a simuláciách sú uvedené v tabuľke. Boli určené na základe článkov v literatúre, materiálových knižníc programu ANSYS, prípadne predchádzajúcich meraní. Výsledky simulácií zahŕňajú v sebe teplotnú závislosť tepelnej vodivosti vzduchu, ako aj odporu kovov (elektrotepelná simulácia posledného návrhu). Základnou okrajovou podmienkou všetkých simulácií bola teplota okolia 3 C, ktorú sme považovali za zhodnú s vonkajšími stranami substrátu. Tab. : Materiálové konštanty použité pri simuláciách. GaAs Al 0,5 Ga 0,5 As Pt Au SiC vzduch ρ [kg/m -3 ] ,05 c [J/kg.K] ,51 18, ,4 λ [W/m.K] ,056 σ 1 [Ω.m] Α [K -1 ] - - 0, , pre hrúbku vrstvy 00nm pri teplote 0 C 4 Odhad tepelných parametrov návrhov Ešte pred tým, ako sme pristúpili k realizácii počítačovej simulácie, pokúsili sme sa na základe jednoduchých výpočtov stanoviť efektívny tepelný odpor u jednotlivých návrhov. Vychádzame z toho, že membrána s aktívnou oblasťou bude dokonale rovnomerne vyhriata, a teda ju v náhradnej schéme možno považovať za objemový tepelný zdroj. Teplo z neho sa šíri skrz mikromostíky a vzduch v smere vzniknutého teplotného gradientu. Pokúsili sme sa teda stanoviť tepelný odpor mikromostíkov a vzduchu, ktoré spolu súčasne definovali celkový efektívny tepelný odpor mikroštruktúry. Na množstvo tepla odvádzaného vzduchom majú najväčší vplyv veľkosť vyhrievanej plochy a tvar substrátu. Tento je najvýraznejší práve pri odvode tepla v dutine pod membránou. Úloha bola riešená jednoduchou simuláciou, kedy sme vychádzali z modelu substrátu a membrány, ktorá bola považovaná za objemový tepelný zdroj s konštantným príkonom 1mW. Ich okolie bolo tvorené spomínaným vzduchovým stĺpcom, okrajovou podmienkou bola teplota okolia 3 C. Riešenie takéhoto modelu poukázalo u návrhu 1 na zdvih teploty jadra o 13 C na 36 C (obr.3). Na základe týchto hodnôt sme mohli stanoviť efektívny tepelný odpor vzduchu pomocou vzťahu (1). R Takt Tok 36,081 C 3 C 1 ef = = = 13,08K mw (1) P 1mW TH / Ak zanedbáme tepelný tok z plôch mikromostíkov do okolia, je možné ich tepelný odpor vyjadriť pomocou jednoduchého vzťahu () R TH = k i= 1 l λ S kde l je dĺžka mikromostíka, λ i merná tepelná vodivosť a S i plocha prierezu i-tej vrstvy. i i ()

55 Tepelný odpor všetkých mikromostíkov bude potom daný paralelnou kombináciou tepelných odporov každého z nich. Obr. 3: Numerické modelovanie tepelného odporu vzduchu u návrhu 1, pohľad kolmo na rovinu membrány. Teplota aktívnej oblasti vzrástla na 36,081 C pri príkone 1mW, čo je asi 13 C nad teplotou okolia. Uvedeným spôsobom sme previedli jednoduchú analýzu u všetkých návrhov a porovnanie parametrov jednotlivých alternatív znázorňuje tabuľka 3. Tab. 3: Porovnanie parametrov uvažovaných alternatív návrhu. Tepelný odpor Ef. tepelný odpor Celkový ef. tepelný mostíkov [K/mW] vzduchu [K/mW] odpor štruktúry [K/mW] Návrh 1 8,34 13,08 8,95 Návrh 38,38 15,86 11, Návrh 3 70,4 19,48 15,5 Z tabuľky 3 vyplýva, že straty tepla vzduchom tvoria väčšiu časť a je aj väčším problémom ich eliminovať. Aj výraznejší pokles rozmerov membrány prinesie len relatívne malý nárast efektívneho tepelného odporu vzduchu. Rovnako môžeme sledovať, že návrhy 1 a nevyhovujú podmienke dosiahnuť teplotu 30 C s príkonom do 5mW. Na základe tejto skutočnosti, rozhodli sme sa ďalej preveriť platnosť uvedených parametrov presnejšou simuláciou len u alternatívy č Výsledky simulácie tepelného toku v programe ANSYS Simulácia tepelných parametrov návrhu 3 bola realizovaná na základe trojrozmerného modelu, ktorý v sebe zahŕňal aj vyhrievač a prívodné kontakty. Tieto boli dopracované, nakoľko tepelná vodivosť kovov dosahuje vysoké hodnoty a zaujímal nás jej vplyv najmä na vedenie tepla ponad mikromostíky. Rovnako sme sa snažili skúmať vplyv navrhnutého tvaru vyhrievača na dosahovaný teplotný gradient v aktívnej oblasti. Je totiž posunutý mierne doľava, keďže vpravo sa bude ešte nachádzať snímač teploty. Hrúbka vrstvy SiC bola v tomto prípade uvažovaná na 500nm. Celkový pohľad na modelovanú mikroštruktúru bez naposledy spomínanej vrstvy SiC je na obr. 4. Nakoľko sa jednalo o elektrotepelnú simuláciu, východiskovým zaťažením pre výpočet bolo napätie na vyhrievači. Hodnota zodpovedajúceho príkonu bola stanovená až následne po odčítaní vzniknutej prúdovej hustoty. Cieľom bolo zadať také východiskové parametre, aby výpočet zodpovedal budúcim typickým operačným podmienkam. V našom prípade to

56 Obr. 4: Celkový pohľad na mikroštruktúru modelovanú pre simuláciu programom ANSYS. Zahrňuje aj vyhrievač a prívodné kontakty. Vpravo-detail membrány. bol príkon v okolí 0mW. Na základe prepočtov uvedených v predchádzajúcej kapitole bola za východiskovú zvolená hodnota napätia,85v. Výsledok simulácie pri tomto zaťažení je zobrazený na nasledujúcich obrázkoch. Prúdová hustota vo vyhrievači sa pohybuje v pomerne vysokých hodnotách a lokálne dosahuje až 5mA/µm (obr. 5). Z tohto hľadiska je pravdepodobné, že bude dochádzať k degradácii štruktúry vyhrievača v dôsledku elektro-migračného efektu. Negatívny vplyv prúdovej hustoty sa bude musieť kompenzovať napr. použitím prerušovaného vyhrievania. Maximálna teplota dosiahla v jadre 38,7 C, čo je 305,7 C nad teplotou okolia (obr. 6). Príkon bol v tomto pracovnom bode stanovený na mw, z čoho potom podľa vzťahu (1) vyplýva efektívna hodnota tepelného odporu mikroštruktúry R THef = 13,9K/mW. Na základe toho možno predpokladať, že požadovaný pracovný teplotný rozsah 00 C 30 C bude dosahovaný v rozmedzí približne 13mW mw. Pri porovnaní s hodnotou získanou výpočtom (viď. kap. 4) dosahuje odchýlka R THef približne -9%, čo je vzhľadom na zjednodušenia, ktoré metóda výpočtu zahŕňa a úsporu času v porovnaní s elektrotepelnou simuláciou veľmi dobrá hodnota a model mikroštruktúry popísaný v kap. 4 tak možno označiť za pomerne presný. Obr. 5: Prúdová hustota vo vyhrievači [A/m ].

57 Obr. 6: Výsledok simulácie tepelného toku v mikroštruktúre a dosiahnutá teplota v C. Vpravo detail membrány. Napätie na vyhrievači,85v. Za príčinu vzniknutej odchýlky je možné považovať pravdepodobne dodatočný odvod tepla do vzduchu plochou mikromostíkov. Z obr. 6 je možné taktiež sledovať vplyv kontaktov na vedenie tepla mikromostíkmi. Širšie kontakty vyhrievača (vľavo) spôsobili rovnaké zvýšenie teploty ďalej od okraja membrány, ako úzke kontakty pre snímač teploty a snímač odporu citlivej vrstvy (vpravo). Napriek tomu, teplota v mieste spoja substrátu a mikromostíka dosiahla len 4,4 C a zvolenú hrúbku vrstvy kontaktov 00nm, rovnako ako aj ich rozmery, možno považovať za dostatočné z hľadiska vedenia elektrického prúdu aj tepelno-izolačných vlastností. Na obr. 7 je znázornený teplotný profil povrchu vrstvy SiC. Je z neho zrejmá asymetria tepelného poľa, vznikajúca v dôsledku posunutia vyhrievača mierne doľava. Napriek tomu však priemerná hodnota teplotného gradientu nepresiahla hodnotu 0,6K/µm, dokonca ani v diagonálnom smere. Obr. 7: Teplotný profil povrchu vrstvy SiC.

58 6 Záver Cieľom tejto práce bolo charakterizovať tepelné parametre mikroštruktúr pre použitie v senzoroch plynov. Všetky skúmané návrhy vychádzali z konštrukcie využívajúcej membránu, zavesenú pomocou niekoľkých mikromostíkov. Navzájom sa od seba líšili veľkosťou samotnej membrány a počtom mikromostíkov. Mali sme pritom stanoviť návrh, ktorý by vyhovoval podmienke dosiahnutia teplôt 00 C 30 C s príkonom menším ako 5mW. Pri analýze sme najskôr na základe zjednodušeného modelu stanovili predbežnú hodnotu efektívneho tepelného odporu skúmaných alternatív a vybrali návrh vyhovujúci spomínanej podmienke. Následne boli jeho parametre spresnené a doplnené na základe výsledkov počítačovej, elektrotepelnej simulácie, realizovanej programom ANSYS. Ako najvhodnejší sa ukázal návrh č. 3, ktorý bol z hľadiska rozmerov aj minimálnym. Veľkosť membrány dosahovala 150µm x 150µm. Na základe simulácie bol stanovený efektívny tepelný odpor mikroštruktúry R THef = 13,9K/mW, a teda pre požadovaný teplotný rozsah je potrebný príkon asi 13mW mw. Vzhľadom na teplotnú závislosť parametrov modelu, nemôžeme hovoriť o presnom intervale. Pre jeho lepšie stanovenie by sa musela previesť simulácia v celom rozsahu pracovných teplôt. Teplotný gradient na povrchu vrstvy SiC nepresiahol 0,6K/µm. Pravdepodobne však bude možné jeho ďalšie zlepšenie, najmä v súvislosti s optimalizáciou tvaru vyhrievača, prípadne použitím iného materiálu namiesto SiC. Z hľadiska presnosti modelu pre počítačovú simuláciu je nutné dodať, že sme vychádzali z materiálových konštánt získaných prevažne z literatúry. Keďže tieto výrazne závisia od podmienok v procese prípravy a depozície tenkých vrstiev, bude ešte nutná korekcia modelu po meraniach na testovacích štruktúrach a samotnom prototype. Vo všeobecnosti je oveľa väčším problémom eliminovať straty tepla vedením do vzduchu, ako straty tepla vznikajúce v samotnej mikroštruktúre. Aj napriek výraznému poklesu vyhrievanej plochy, dosiahli sme len relatívne malé zníženie odvodu tepla vzduchom. Nesporne bude preto dôležitý aj výber vhodného puzdra mikrosenzora. Inou cestou zlepšovania parametrov by mohlo byť použitie citlivého materiálu, ktorý by umožnil zníženie pracovných teplôt senzora. Poďakovanie Na tomto mieste by som rád poďakoval p. Doc. Ing. I. Hotovému, PhD. za odbornú pomoc pri realizácii tejto práce. Použitá literatúra [1] Prof. Ing. Jozef Jarošek, Csc., Elektrické teplo, Edičné stredisko SVŠT, Bratislava, [] J. Piugcorbé, D. Vogel, B. Michel, A. Vila, I. Gracia, C. Cané, J. R. Morante, Thermal and mechanical analysis of micromachined gas sensors, Journal of Micromechanics and Microengineering 13 (003), pp [3] P. Fürjes, Zs. Vízváry, M. Ádám, I. Bársony, A. Morrissey, Materials and processing for realization of micro-hotplates operated at elevated temperature, Journal of Micromechanics and Microengineering 1 (00), pp [4] T. Lalinský, E. Burian, M. Držík, Š. Haščík, Ž. Mozolová, J. Kuzmík, Thermal actuation of GaAs cantilever beam, Journal of Micromechanics and Microengineering 10 (000), pp [5] ANSYS Reference Manual, Swansom Analysis Systems Inc., Houston, TX.

59 Tenkovrstvový ITO senzor na analýzu ťažkých kovov vo vode metódou ASV Tomáš VITEK Slovenská technická univerzita, Fakulta elektrotechniky a informatiky Ilkovičova 3, Bratislava, Slovenská republika tomavit@hotmail.com Abstrakt. Na detekciu stopových množstiev ažkých kovov vo vodách sme vyvinuli elektrochemický senzor na báze tenkej vrstvy indium-cín-oxidu (ITO), do ktorej bola vytvarovaná interdigitálna štruktúra s poom mikroelektród dvoch rôznych vekostí. Takáto aplikácia ITO vrstvy nebola doposia publikovaná. Na meranie koncentrácie ažkých kovov sme použili anodickú stripping voltametriu (ASV), ktorej základnou požiadavkou je vytvorenie tenkého ortuového filmu na povrchu ITO mikroelektród. Taktiež boli vyhodnotené parametre, ktoré vplývajú na reprodukovatenos merania a na vekos meratenej koncentrácie kovových iónov. 1 Úvod V oblasti životného prostredia, biochémii a v medicíne sa neustále zvyšujú požiadavky na detekciu a analýzu stopových koncentrácií ťažkých kovov (ako sú Cu, Pb a Cd). Negatívne dôsledky priemyslu sú v mnohých prípadoch nereverzibilné. Preto sa vyvíja čoraz väčší tlak na vývoj v oblasti takýchto senzorov. Tenké ITO vrstvy sú v praxi široko využívané, ich typickými aplikáciami sú panely citlivé na dotyk, elektródy pre LCD, biosenzory, u lietadiel a automobilov elektricky rozmrazovateľné sklá, stavebné sklá neprepúšťajúce škodlivé infračervené svetelné žiarenie a iné [1]. Našim cieľom bolo využiť ITO materiál na elektrochemický senzor. Cestu k získaniu možnosti detekcie nižších koncentrácií ťažkých kovov otvára miniaturizácia a planarizácia senzorov. Spomedzi viacerých elektrochemických metód je pre analýzu stopových koncentrácií ťažkých kovov riešením práve anodická stripping voltametria (ASV), ktorej dosahované výsledky merania (vysoká citlivosť a selektivita) sú porovnateľné s výsledkami štandardných spektroskopických metód ako atómová absorbčná spektrometria (AAS), pričom náklady na merací systém, jeho činnosť a údržbu sú oveľa nižšie []. ASV je elektro-analytická technika využívajúca elektrolytický princíp na nakoncentrovanie analyzovanej látky z roztoku vzorky (s veľmi nízkou koncentráciou) do materiálu pracovnej elektródy alebo na jej povrch modifikovaný ortuťou (nastáva oxidácia). Ortuťové filmové elektródy vykazujú v porovnaní s ich kvapkovou variantou vyššiu citlivosť a ostrejšie i rozlíšiteľnejšie prúdové vrcholy počas rozpúšťania kovov. Sú však veľmi citlivé na nečistoty v roztoku, čím je podmienená reprodukovateľnosť nameraných výsledkov. Použité je Vedúci práce: RNDr. Vlastimil Řeháček

60 trojelektródové zapojenie (pracovná, pomocná a referenčná elektróda) a po aplikácii vhodného potenciálu sa meria difúzny limitný prúd na pracovnej elektróde (redukcia). Pretekajúci prúd je úmerný koncentrácii elektroaktívnych látok a skladá sa z troch zložiek faradaickej, kapacitnej a absorpčnej. Faradaická zložka vzniká v dôsledku elektrochemickej reakcie v roztoku a na elektróde. Kapacitná zložka je spôsobená nabíjaním a vybíjaním elektrickej dvojvrstvy, tretia zložka absorpčnými javmi elektródy, ponorenej do elektrolytu. Posledné dve spomenuté zložky prúdu sú nežiadúce a snažíme sa ich pomocou geometrie mikroelektródy alebo parametrov pri meraní znížiť na minimum. Pomer faradaického prúdu ku kapacitnému rastie s klesajúcou plochou elektródy [3]. Bez ohľadu na elektronický a externý šum, tento pomer prúdov určuje odstup signál/šum, čo demonštruje výhodu použitia mikroelektród, umiestnených na substráte v dostatočnej vzájomnej vzdialenosti, ktorá zaručuje, že sa ich difúzne vrstvy neprekryjú. Experimentálna časť.1 Príprava tenkovrstvového senzora Tenká ITO vrstva (s hrúbkou 600 nm) bola vyrobená naprašovaním z terča In O 3 SnO (zloženie 90:10 hm.%) na termicky oxidovaný <111>-Si substrát na zariadení značky PERKIN ELMER. Kombináciou optickej litografie a mokrého chemického leptania sme do nej vytvarovali požadovanú interdigitálnu štruktúru s poľom mikroelektród (obr.1 a ). Obr.1: Prvá fotolitografická maska. Obr.: Druhá fotolitografická maska.. Prístroje a elektródy na meranie Elektródový proces, ktorý sme sledovali, prebiehal na pracovnej elektróde (WE). Potenciál WE je vzťahovaný voči referenčnej elektróde (RE) s konštantným potenciálom, ktorá je od meraného roztoku obyčajne oddelená soľným mostíkom so zatavenou hustou sklenou fritou, aby jej potenciál nebol ovplyvnený zložením meraného roztoku. Ako RE sme použili chloridostrieborné elektródy označované ako Ag/AgCl/Cl - (1 mol/l KCl). Pomocnú elektródu (AE) predstavovala elektróda z inertného vodivého materiálu, v našom prípade Pt pliešok. Ich zapojenie spolu s ďalšími prístrojmi je na obr.3. Ako základný elektrolyt bol použitý 0,1M KNO 3, ktorého úlohou v experimentoch s kontrolovaným potenciálom je zabezpečiť nízky odpor roztoku, eliminácia migrácie iónov a udržiavanie konštantnej iónovej sily roztoku. Na vytvorenie ortuťovej vrstvy sme použili roztok 10-3 M HgCl. Na WE sa vytvárala vrstva ortuti nastávala redukcia Hg + : Hg + + e - Hg 0. Počas tejto doby sme merali prúd, pričom na konci merania sme zaznamenali jeho priemernú hodnotu (I (AVG) ). Táto hodnota spolu

61 s časom nám umožnila určiť veľkosť prejdeného náboja. Hrúbka Hg vrstvy vytvorenej daným spôsobom je pre oba typy elektród v tab.1, vypočítali sme ju použitím Faradayovho zákona [4]. Fotografie poľa mikroelektród pred a po vytvorení Hg vrstvy sú na obr.4. Obr.3: Schéma zapojenia na meranie pomocou ASV. Tab.1: Hrúbka vytvorenej Hg vrstvy. φ elektródy [µm] počet elektród Q [mc] h [µm] ,45 1, , ,93398 Obr.4: Pole ITO mikroelektród s priemerom 0µm a 40µm pred (vľavo) a po (vpravo) vytvorení Hg vrstvy.

Od zmiešavacieho kalorimetra k ultra citlivej modulovanej kalorimetrii. Jozef Kačmarčík

Od zmiešavacieho kalorimetra k ultra citlivej modulovanej kalorimetrii. Jozef Kačmarčík Od zmiešavacieho kalorimetra k ultra citlivej modulovanej kalorimetrii CENTRUM FYZIKY VEĽMI NÍZKYCH TEPLÔT Ústavu experimentálnej fyziky SAV a Univerzity P.J.Šafárika Centrum excelentnosti SAV Jozef Kačmarčík

More information

MODELOVANIE A RIADENIE SYSTÉMOV POMOCOU NEURÓNOVÝCH SIETÍ S ORTOGONÁLNYMI FUNKCIAMI V PROSTREDÍ MATLAB

MODELOVANIE A RIADENIE SYSTÉMOV POMOCOU NEURÓNOVÝCH SIETÍ S ORTOGONÁLNYMI FUNKCIAMI V PROSTREDÍ MATLAB MODELOVANIE A RIADENIE SYSTÉMOV POMOCOU NEURÓNOVÝCH SIETÍ S ORTOGONÁLNYMI FUNKCIAMI V PROSTREDÍ MATLAB Slavomír Kajan Ústav riadenia a priemyselnej informatiky, Fakulta elektrotechniky a informatiky, Slovenská

More information

Ing. Tomasz Kanik. doc. RNDr. Štefan Peško, CSc.

Ing. Tomasz Kanik. doc. RNDr. Štefan Peško, CSc. Ing. Tomasz Kanik Školiteľ: doc. RNDr. Štefan Peško, CSc. Pracovisko: Študijný program: KMMOA, FRI, ŽU 9.2.9 Aplikovaná informatika 1 identifikácia problémovej skupiny pacientov, zlepšenie kvality rozhodovacích

More information

Teória grafov. RNDr. Milan Stacho, PhD.

Teória grafov. RNDr. Milan Stacho, PhD. Teória grafov RNDr. Milan Stacho, PhD. Literatúra Plesník: Grafové algoritmy, Veda Bratislava 1983 Sedláček: Úvod do teórie grafů, Academia Praha 1981 Bosák: Grafy a ich aplikácie, Alfa Bratislava 1980

More information

Kapitola S5. Skrutkovica na rotačnej ploche

Kapitola S5. Skrutkovica na rotačnej ploche Kapitola S5 Skrutkovica na rotačnej ploche Nech je rotačná plocha určená osou rotácie o a meridiánom m. Skrutkový pohyb je pohyb zložený z rovnomerného rotačného pohybu okolo osi o a z rovnomerného translačného

More information

Kľúčové slová: SAR, šum spekl noise, evolučná PDR, lineárna difúzia, Perona-Malikova rovnica, štatistickéfiltre, Leeho filter

Kľúčové slová: SAR, šum spekl noise, evolučná PDR, lineárna difúzia, Perona-Malikova rovnica, štatistickéfiltre, Leeho filter Kľúčové slová: SAR, šum spekl noise, evolučná PDR, lineárna difúzia, Perona-Malikova rovnica, štatistickéfiltre, Leeho filter Tvorba šumu spekl radarový senzor vysiela elektromagneticlý pulz a meria odraz

More information

MODELOVANIE TECHNOLOGICKEJ ČASTI POCÍNOVACEJ LINKY NA BÁZE UMELÝCH NEURÓNOVÝCH SIETÍ

MODELOVANIE TECHNOLOGICKEJ ČASTI POCÍNOVACEJ LINKY NA BÁZE UMELÝCH NEURÓNOVÝCH SIETÍ Acta Metallurgica Slovaca, 2, 2006, 3 (282-290) 282 MODELOVANIE TECHNOLOGICKEJ ČASTI POCÍNOVACEJ LINKY NA BÁZE UMELÝCH NEURÓNOVÝCH SIETÍ Žilková J., Timko J. Katedra elektrotechniky, mechatroniky a priemyslového

More information

NASTAVOVÁNÍ REGULÁTORŮ PID TYPU VARIANTAMI PRVNÍ A DRUHÉ METODY ZIEGLERA-NICHOLSE.

NASTAVOVÁNÍ REGULÁTORŮ PID TYPU VARIANTAMI PRVNÍ A DRUHÉ METODY ZIEGLERA-NICHOLSE. VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV AUTOMATIZACE A MĚŘICÍ TECHNIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION

More information

Metódy vol nej optimalizácie

Metódy vol nej optimalizácie Matematické programovanie Metódy vol nej optimalizácie p. 1/35 Informácie o predmete Informácie o predmete p. 2/35 Informácie o predmete METÓDY VOL NEJ OPTIMALIZÁCIE Prednášajúca: M. Trnovská (M 267) Cvičiaci:

More information

AEROLIGHT 4C programovateľný 4 kanálový modul pre osvetlenie lietadiel

AEROLIGHT 4C programovateľný 4 kanálový modul pre osvetlenie lietadiel AEROLIGHT 4C programovateľný 4 kanálový modul pre osvetlenie lietadiel Základné vlastnosti: 4 nezávisle napájané kanály: o 2 kanály (POS1 a POS2) pre pozičné svetlá spínané súčasne o 2 programovateľné

More information

2. prednáška Logické neuróny a neurónové siete

2. prednáška Logické neuróny a neurónové siete 2. prednáška Logické neuróny a neurónové siete priesvitka: Mozog a neurónové siete Metafora ľudského mozgu hrá dôležitú úlohu v modernej informatike. Pomocou tejto metafory boli navrhnuté nové paralelné

More information

MERANIE. Doc. Ing. Peter Kukuča, CSc. MIEE KMer FEI STU

MERANIE. Doc. Ing. Peter Kukuča, CSc. MIEE KMer FEI STU MERANIE Doc. Ing. Peter Kukuča, CSc. MIEE KMer FEI STU Hodnotenie predmetu! max. 50 bodov za semester " 30 bodov za prípravu na cvičenia a referáty # 16 bodov za vstupné testy # 14 bodov za odovzdané referáty

More information

MERANIE. doc. Ing. Peter Kukuča, CSc. MIET KMer FEI STU

MERANIE. doc. Ing. Peter Kukuča, CSc. MIET KMer FEI STU MERANIE doc. Ing. Peter Kukuča, CSc. MIET KMer FEI STU Hodnotenie predmetu max. 50 bodov za semester 30 bodov za prípravu na cvičenia a referáty 16 bodov za vstupné testy 14 bodov za odovzdané referáty

More information

Neurónové siete v C# Neural networks in C# Michal Pavlech

Neurónové siete v C# Neural networks in C# Michal Pavlech Neurónové siete v C# Neural networks in C# Michal Pavlech Diplomová práce 2009 ABSTRAKT Hlavným cieľom tejto práce je vytvoriť knižnicu na vytváranie a prácu s umelými neurónovými sieťami v jazyku C#.

More information

FUZZY-NEURO ALGORITMY MODELOVANIA NELINEÁRNYCH PROCESOV V DOPRAVE

FUZZY-NEURO ALGORITMY MODELOVANIA NELINEÁRNYCH PROCESOV V DOPRAVE Slovenská technická univerzita v Bratislave FAKULTA INFORMATIKY A INFORMAČNÝCH TECHNOLÓGIÍ FIIT-5212-35461 Jozef Macho FUZZY-NEURO ALGORITMY MODELOVANIA NELINEÁRNYCH PROCESOV V DOPRAVE Bakalárska práca

More information

VNORENÉ POČÍTAČOVÉ SYSTÉMY

VNORENÉ POČÍTAČOVÉ SYSTÉMY VNORENÉ POČÍTAČOVÉ SYSTÉMY NEODDELITEĽNÁ SÚČASŤ RIADENÝCH M+E ZARIADENÍ ŠIROKÁ OBLASŤ POUŽITIA ZÁSADNÉ ZJEDNODUŠENIE M+E KONŠTRUKCIE INTELIGENTNÉ ZARIADENIA (NOVÁ FUNKCIONALITA, AmI, IoT) INTELIGENTNÉ

More information

Teoretická časť súbor otázok z elektroniky (30 bodov)

Teoretická časť súbor otázok z elektroniky (30 bodov) Číslo súťažiaceho: Čas odovzdania: Počet bodov teoretická časť: Počet bodov slovne zadaný problém: Teoretická časť súbor otázok z elektroniky (30 bodov) Súťažiaci vypracuje odpoveď na jednotlivé otázky.

More information

Solution Methods for Beam and Frames on Elastic Foundation Using the Finite Element Method

Solution Methods for Beam and Frames on Elastic Foundation Using the Finite Element Method Solution Methods for Beam and Frames on Elastic Foundation Using the Finite Element Method Spôsoby riešenie nosníkov a rámov na pružnom podklade pomocou metódy konečných prvkov Roland JANČO 1 Abstract:

More information

Elektrický prúd a náboj. Elektrické napätie. Indukčnosť. Kapacita. Meranie v elektronike a telekomunikáciách. Odpor

Elektrický prúd a náboj. Elektrické napätie. Indukčnosť. Kapacita. Meranie v elektronike a telekomunikáciách. Odpor Elektrický prúd a náboj Meranie v elektronike a telekomunikáciách (terminológia, meracie metódy, signály a ich parametre,neistoty a chyby merania) prof. Ing. Ján Šaliga, hd. KEM FEI Košice Elektrický prúd

More information

}w!"#$%&'()+,-./012345<ya

}w!#$%&'()+,-./012345<ya Masarykova univerzita Fakulta informatiky }w!"#$%&'()+,-./012345

More information

3.1 TEÓRIA FEI TU V KOŠICIACH P3 - KOMBINAČNÉ OBVODY LIST Č.1

3.1 TEÓRIA FEI TU V KOŠICIACH P3 - KOMBINAČNÉ OBVODY LIST Č.1 FEI TU V KOŠICIACH P3 - KOMBINAČNÉ OBVODY LIST Č.1 3 KOMBINAČNÉ OBVODY 3.1 TEÓRIA Kombinačné obvody sú logické obvody, ktorých výstup závisí len od kombinácie vstupov v danom časovom okamihu (obvody ktoré

More information

VYHLÁSENIE O PARAMETROCH. č SK. Predpokladané použitie. stave ý h častí ako o kladov a stropov, pozri prílohu, najmä prílohy B 1 - B 4

VYHLÁSENIE O PARAMETROCH. č SK. Predpokladané použitie. stave ý h častí ako o kladov a stropov, pozri prílohu, najmä prílohy B 1 - B 4 VYHLÁSENIE O PARAMETROCH č. 0009 SK 1. Jedi eč ý ide tifikač ý k d typu výro ku: o eľová kotva fis her FAZ II 2. )a ýšľa é použitie/použitia: Produkt O eľová kotva pre použitie v betóne k upev e iu ťažký

More information

FIRE PROTECTION & SAFETY Scientific Journal 12(1): 17 32, 2018 ISSN:

FIRE PROTECTION & SAFETY Scientific Journal 12(1): 17 32, 2018 ISSN: Calculation of selected fire properties of flammable liquids and liquid mixtures Výpočet vybraných požiarnotechnických parametrov horľavých kvapalín a kvapalných zmesí Rastislav Veľas 1*, Danica Kačíková

More information

Softwarové inžinierstvo. martin timothy timko

Softwarové inžinierstvo. martin timothy timko S Q L S E R V E R : A D O. N E T Softwarové inžinierstvo martin timothy timko 14.9. 2017 1 úvod 2 1 úvod ADO.NET je objektovo-orientovaná množina knižníc, ktorá poskytuje manipuláciu s dátovými zdrojmi.

More information

Nová metóda merania tepelného toku

Nová metóda merania tepelného toku Acta Montanistica Slovaca Ročník 6 (2001), 1, 5-12 Nová metóda merania tepelného toku Félix Sekula 1 a Slávka Grexová 2 A new method of measuring the thermal flow The subject of this article is the measurement

More information

TERMINOLÓGIA A JEDNOTKY OPTICKÉHO ŽIARENIA

TERMINOLÓGIA A JEDNOTKY OPTICKÉHO ŽIARENIA TERMINOLÓGIA A JEDNOTKY OPTICKÉHO ŽIARENIA OEaLT Prednáška 2 Rádiometrické a fotometrické veličiny iny a jednotky Rádiometrická Fotometrická veličina symbol jednotka veličina sym -bol jednotka Energia

More information

3. Horninové prostredie / Rocks

3. Horninové prostredie / Rocks 3.1 Základné charakteristiky geologickej a tektonickej stavby Basic features of geological and tectonic structure 3.2 Svahové pohyby Slope movements 3.3 Odvodená mapa radónového rizika Derived map of the

More information

VYUŽITIE KOSIMULÁCIE PRI RIADENÍ PREDOHREVU ZLIEVARENSKEJ FORMY AKO SYSTÉMU S ROZLOŽENÝMI PARAMETRAMI

VYUŽITIE KOSIMULÁCIE PRI RIADENÍ PREDOHREVU ZLIEVARENSKEJ FORMY AKO SYSTÉMU S ROZLOŽENÝMI PARAMETRAMI VYUŽITIE KOSIMULÁCIE PRI RIADENÍ PREDOHREVU ZLIEVARENSKEJ FORMY AKO SYSTÉMU S ROZLOŽENÝMI PARAMETRAMI Lukáš Bartalský, Michal Bartko, Cyril Belavý, Gabriel Hulkó Ústav automatizácie, merania a aplikovanej

More information

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV VÝKONOVÉ ELEKTROTECHNIKY A ELEKTRONIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION

More information

Computer Applications in Hydraulic Engineering

Computer Applications in Hydraulic Engineering Computer Applications in Hydraulic Engineering www.haestad.com Academic CD Aplikácie výpočtovej techniky v hydraulike pre inžinierov Flow Master General Flow Characteristic Všeobecná charakteristika prúdenia

More information

Obsah. 2 Určenie objemu valčeka Teoretický úvod Postup merania a spracovanie výsledkov... 10

Obsah. 2 Určenie objemu valčeka Teoretický úvod Postup merania a spracovanie výsledkov... 10 Obsah 1 Chyby merania 1 1.1 áhodné a systematické chyby.................... 1 1.2 Aritmetický priemer a stredná kvadratická chyba......... 1 1.3 Rozdelenie nameraných dát..................... 3 1.4 Limitné

More information

VYHLÁSENIE O PARAMETROCH. č SK. Predpokladané použitie. stave ý h častí ako o kladov a stropov, pozri prílohu, najmä prílohy B 1 - B 3

VYHLÁSENIE O PARAMETROCH. č SK. Predpokladané použitie. stave ý h častí ako o kladov a stropov, pozri prílohu, najmä prílohy B 1 - B 3 VYHLÁSENIE O PARAMETROCH č. 0017 SK 1. Jedi eč ý ide tifikač ý kód typu výro ku: fischer skrutka do betónu FBS, FBS A4 a FBS C 2. )a ýšľa é použitie/použitia: Produkt O eľová kotva pre použitie v etó e

More information

Perforované plastové rozvádzačové lišty

Perforované plastové rozvádzačové lišty Perforované plastové rozvádzačové lišty Perforované plastové rozvádzačové lišty Štandardné Bezhalógenové Technické údaje farba sivá RAL 7030 plastický izolačný materiál, odolný proti nárazu, samozhášavý

More information

VYHLÁSENIE O PARAMETROCH. č SK. Predpoklada é použitie. stave ý h častí ako o kladov a stropov, pozri prílohu, najmä prílohy B 1 - B 8

VYHLÁSENIE O PARAMETROCH. č SK. Predpoklada é použitie. stave ý h častí ako o kladov a stropov, pozri prílohu, najmä prílohy B 1 - B 8 VYHLÁSENIE O PARAMETROCH č. 0007 SK 1. Jedi eč ý ide tifikač ý k d typu výro ku: i jektáž y systé FIS V 2. )a ýšľa é použitie/použitia: Produkt O eľová kotva pre použitie v et e k upev e iu ťažký h systé

More information

PROGRAMY NA SPRACOVANIE A VIZUALIZÁCIU EXPERIMENTÁLNYCH DÁT

PROGRAMY NA SPRACOVANIE A VIZUALIZÁCIU EXPERIMENTÁLNYCH DÁT PROGRAMY NA SPRACOVANIE A VIZUALIZÁCIU EXPERIMENTÁLNYCH DÁT Ladislav ŠEVČOVIČ http://people.tuke.sk/ladislav.sevcovic Strana 1 z 20 Strana 2 z 20 V prezentácii sú použité názvy programových produktov,

More information

SENZOROVÉ SYSTÉMY PRE AUTOMOBILY

SENZOROVÉ SYSTÉMY PRE AUTOMOBILY SENZOROVÉ SYSTÉMY PRE AUTOMOBILY prof. RNDr. Vladimír Tvarožek, PhD., Ing. Erik Vavrinský, PhD., Ing. Soňa Flickyngerová, PhD., Ing. Ivan Košč, PhD. Ústav elektroniky a fotoniky doc. Ing. Ján Šturcel,

More information

Maticové algoritmy I maticová algebra operácie nad maticami súčin matíc

Maticové algoritmy I maticová algebra operácie nad maticami súčin matíc Maticové algoritmy I maticová algebra operácie nad maticami súčin matíc priesvitka Maurits Cornelis Escher (898-97) Ascending and Descending, 960, Lithograph priesvitka Matice V mnohých prípadoch dáta

More information

Jádrové odhady gradientu regresní funkce

Jádrové odhady gradientu regresní funkce Monika Kroupová Ivana Horová Jan Koláček Ústav matematiky a statistiky, Masarykova univerzita, Brno ROBUST 2018 Osnova Regresní model a odhad gradientu Metody pro odhad vyhlazovací matice Simulace Závěr

More information

ŽILINSKÁ UNIVERZITA 1 Elektrotechnická fakulta Katedra elektroniky a elektrotechnológie A K IK N O R T K Jozef Čuntala E 2004 L E

ŽILINSKÁ UNIVERZITA 1 Elektrotechnická fakulta Katedra elektroniky a elektrotechnológie A K IK N O R T K Jozef Čuntala E 2004 L E ELEKTONIKA ŽILINSKÁ NIVEZITA Ellektrotechniická fakullta Katedrra elektrroni iky a elektrrot technológie Jozef Čuntala 004 Jozef Čuntala, 004 EKAPITLÁCIA FYZIKÁLNYCH POZNATKOV O POLOVODIČOCH A PN PIECHODE

More information

KONŠTRUKCIA TERMOELEKTRICKÉHO CHLADIACEHO ZARIADENIA THERMOELECTRIC COOLER CONSTRUCTION

KONŠTRUKCIA TERMOELEKTRICKÉHO CHLADIACEHO ZARIADENIA THERMOELECTRIC COOLER CONSTRUCTION VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ENERGETICKÝÚSTAV FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING ENERGY INSTITUTE KONŠTRUKCIA TERMOELEKTRICKÉHO CHLADIACEHO ZARIADENIA

More information

Struktury analogových IO vnitřní zapojení OZ

Struktury analogových IO vnitřní zapojení OZ Struktury analogových IO vnitřní zapojení OZ Jiří Hospodka Elektrické obvody analýza a simulace katedra Teorie obvodů, 804/B3 ČVUT FEL 7. přednáška Jiří Hospodka (ELO) Struktury analogových IO 7. přednáška

More information

ON-LINE SLEDOVANIE ÚNAVOVEJ ŽIVOTNOSTI OCEĽOVÝCH KONŠTRUKCIÍ

ON-LINE SLEDOVANIE ÚNAVOVEJ ŽIVOTNOSTI OCEĽOVÝCH KONŠTRUKCIÍ ON-LINE SLEDOVANIE ÚNAVOVEJ OCEĽOVÝCH KONŠTRUKCIÍ Juraj RITÓK, Peter BOCKO, Vladimír DITTEL Príspevok sa zaoberá tenzometrickým meraním napätosti kritických miest konštrukcie a spracovaním nameraných dát

More information

DETECT FLOW OF STEAM IN AIR BY ELECTRICAL CAPACITANCE TOMOGRAPHY

DETECT FLOW OF STEAM IN AIR BY ELECTRICAL CAPACITANCE TOMOGRAPHY DETECT FLOW OF STEAM IN AIR BY ELECTRICAL CAPACITANCE TOMOGRAPHY Katarína RATKOVSKÁ 1 - Miroslava CÚTTOVÁ 2 Abstract:.In practice, the steam can also occur in cases where there not be formed, and then

More information

Neviem ci vam Jirko spominal, ale tesne po novom roku som mu poslal uz jeden hotovy clanok ktory este nebol publikovany. Prikladam ho v prilohe.

Neviem ci vam Jirko spominal, ale tesne po novom roku som mu poslal uz jeden hotovy clanok ktory este nebol publikovany. Prikladam ho v prilohe. Dobry den pan profesor. Neviem ci vam Jirko spominal, ale tesne po novom roku som mu poslal uz jeden hotovy clanok ktory este nebol publikovany. Prikladam ho v prilohe. Ma nazov: Pouzitie optimalizovanej

More information

VYHLÁSENIE O PARAMETROCH. č SK

VYHLÁSENIE O PARAMETROCH. č SK VYHLÁSENIE O PARAMETROCH č. 0048 SK 1. Jedi eč ý ide tifikač ý k d typu výro ku: rá ová h oždi ka fischer SXR/SXRL 2. )a ýšľa é použitie/použitia: Produkt Plastové kotvy pre použitie v betóne a murive

More information

Komunikačná akustika L03: Reproduktory prof. Ing. Jozef Juhár, PhD.

Komunikačná akustika L03: Reproduktory prof. Ing. Jozef Juhár, PhD. Komunikačná akustika L03: Reproduktory prof. Ing. Jozef Juhár, PhD. http://voice.kemt.fei.tuke.sk Reproduktor = elektroakustický menič + akustický vysielač základnou požiadavkou, kladenou na reproduktor

More information

ENVIRONMENTÁLNE FAKTORY V HODNOTENÍ EFEKTÍVNOSTI V POĽNOHOSPODÁRSTVE ENVIRONMENTAL FACTORS IN EFFICIENCY ASSESMENT IN AGRICULTURE.

ENVIRONMENTÁLNE FAKTORY V HODNOTENÍ EFEKTÍVNOSTI V POĽNOHOSPODÁRSTVE ENVIRONMENTAL FACTORS IN EFFICIENCY ASSESMENT IN AGRICULTURE. ENVIRONMENTÁLNE FAKTORY V HODNOTENÍ EFEKTÍVNOSTI V POĽNOHOSPODÁRSTVE ENVIRONMENTAL FACTORS IN EFFICIENCY ASSESMENT IN AGRICULTURE Peter FANDEL The paper focuses on the analysis of environmental factors

More information

ANALÝZA ZADLŽENOSTI PODNIKOV VO VYBRANÝCH ODVETVIACH SLOVENSKEJ REPUBLIKY ANALYSIS OF INDEBTEDNESS OF ENTERPRISES IN SELECTED SECTORS IN SLOVAKIA

ANALÝZA ZADLŽENOSTI PODNIKOV VO VYBRANÝCH ODVETVIACH SLOVENSKEJ REPUBLIKY ANALYSIS OF INDEBTEDNESS OF ENTERPRISES IN SELECTED SECTORS IN SLOVAKIA ANALÝZA ZADLŽENOSTI PODNIKOV VO VYBRANÝCH ODVETVIACH SLOVENSKEJ REPUBLIKY ANALYSIS OF INDEBTEDNESS OF ENTERPRISES IN SELECTED SECTORS IN SLOVAKIA Mária Taušová - Mária Muchová - Jaroslav Gonos ABSTRACT

More information

Meranie globálneho slnečného žiarenia

Meranie globálneho slnečného žiarenia Acta Montanistica Slovaca Ročník 13 (28), číslo 3, 357-362 Meranie globálneho slnečného žiarenia Zdeněk Dostál 1, Milan Bobek a Ján Župa 2 The measuring of global solar radiance In paper there is analyzed

More information

NÁVOD NA VYJADROVANIE NEISTOTY V KVANTITATÍVNYCH SKÚŠKACH (EA - 4/16: 2003)

NÁVOD NA VYJADROVANIE NEISTOTY V KVANTITATÍVNYCH SKÚŠKACH (EA - 4/16: 2003) SLOVENSKÁ NÁRODNÁ AKREDITAČNÁ SLUŽBA METODICKÁ SMERNICA NA AKREDITÁCIU METHODICAL GUIDELINE FOR ACCREDITATION NÁVOD NA VYJADROVANIE NEISTOTY V KVANTITATÍVNYCH SKÚŠKACH (EA - 4/16: 2003) GUIDELINES ON THE

More information

Súťaž PALMA junior a programovanie v jazyku Python

Súťaž PALMA junior a programovanie v jazyku Python Súťaž PALMA junior a programovanie v jazyku Python Ján Guniš Ľubomír Šnajder Prírodovedecká fakulta Univerzity P. J. Šafárika v Košiciach DidInfo + DidactIG 2017, Banská Bystrica Obsah Súťaž PALMA junior

More information

VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky DIPLOMOVÁ PRÁCA

VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky DIPLOMOVÁ PRÁCA VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky DIPLOMOVÁ PRÁCA 2014 Bc. Ľuboš Balala VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky Katedra elektroniky Modelovanie

More information

SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY

SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY MERANIE A RIADENIE VLHKOSTI V KLIMATIZOVANEJ KOMORE Diplomová práca Evidenčné číslo: FEI-5396-35759 010/011 Bc. Pavol Pípa

More information

VPLYV EXPERIMENTÁLNYCH PODMIENOK NA SPOĽAHLIVOSŤ VÝSLEDKOV PRI ŠTÚDIU KINETIKY LÚHOVANIA

VPLYV EXPERIMENTÁLNYCH PODMIENOK NA SPOĽAHLIVOSŤ VÝSLEDKOV PRI ŠTÚDIU KINETIKY LÚHOVANIA VPLYV EXPERIMENTÁLNYCH PODMIENOK NA SPOĽAHLIVOSŤ VÝSLEDKOV PRI ŠTÚDIU KINETIKY LÚHOVANIA Raschman P. Katedra chémie, Hutnícka fakulta, Technická univerzita Košice UNCERTAINTY OF KINETIC LEACHING DATA INTRODUCED

More information

Ing. Michal Kocúr. Autoreferát dizertačnej práce MODERNÉ METÓDY A ALGORITMY AUTOMATICKÉHO RIADENIA REALIZOVANÉ POMOCOU FPGA ŠTRUKTÚR

Ing. Michal Kocúr. Autoreferát dizertačnej práce MODERNÉ METÓDY A ALGORITMY AUTOMATICKÉHO RIADENIA REALIZOVANÉ POMOCOU FPGA ŠTRUKTÚR Ing. Michal Kocúr Autoreferát dizertačnej práce MODERNÉ METÓDY A ALGORITMY AUTOMATICKÉHO RIADENIA REALIZOVANÉ POMOCOU FPGA ŠTRUKTÚR na získanie akademickej hodnosti doktor (philosophiae doctor, PhD.) v

More information

Gain-Scheduled Controller Design

Gain-Scheduled Controller Design Slovak University of Technology in Bratislava Faculty of Electrical Engineering and Information Technology Institute of Robotics and Cybernetics Doctoral Thesis Gain-Scheduled Controller Design Author:

More information

Vizuálna podpora dokazovania čiastočnej správnosti programov pomocou Hoareovej metódy

Vizuálna podpora dokazovania čiastočnej správnosti programov pomocou Hoareovej metódy Univerzita Komenského v Bratislave Fakulta matematiky, fyziky a informatiky Vizuálna podpora dokazovania čiastočnej správnosti programov pomocou Hoareovej metódy bakalárska práca 2015 Jakub Pavčo Univerzita

More information

Základy číslicovej techniky. 1. Veličiny časový priebeh. 1. Veličiny časový priebeh Ing. Jozef Klus. Veličiny analógové - spojité

Základy číslicovej techniky. 1. Veličiny časový priebeh. 1. Veličiny časový priebeh Ing. Jozef Klus. Veličiny analógové - spojité Základy číslicovej techniky Ing. Jozef Klus 1. Veličiny časový priebeh Veličiny analógové - spojité veľkosť sa v čase mení neprerušovane a v každom čase prináleží veličine určitá hodnota napr. striedavé

More information

Projektovanie Riadiacich

Projektovanie Riadiacich Projektovanie Riadiacich Systémov Úvod do predmetu Ing. Michal Kopček, PhD. S-428S michal.kopcek@stuba.sk 1 / 11 Projektovanie Riadiacich Systémov - PRS Prednáš ášky: TPAR, TAR Cvičenia: Aplikácia prednáš

More information

Transactions of the VŠB Technical University of Ostrava, Mechanical Series. article No. 1931

Transactions of the VŠB Technical University of Ostrava, Mechanical Series. article No. 1931 Transactions of the VŠB Technical University of Ostrava, Mechanical Series No. 1, 2013, vol. LIX article No. 1931 Matúš KALINA *, Luboš PEČENKA **, František ŠIMČÁK *** STRESS AND STRAIN FIELDS ANALYSIS

More information

doc. RNDr. Katarína Kozlíková, CSc. ÚLFBFIaTM LF UK v Bratislave

doc. RNDr. Katarína Kozlíková, CSc. ÚLFBFIaTM LF UK v Bratislave Pokojové membránov nové napätie doc. RNDr. Katarína Kozlíková, CSc. ÚLFBFIaTM LF UK v Bratislave katarina.kozlikova@fmed.uniba.sk Prezentácia je súčasťou riešenia projektu KEGA 004UK- (MŠVVaŠ SR): Elektromagnetické

More information

VIRTUAL CONTROL SYSTEM OF EXOTHERMIC REACTOR USING THE CONTROLLER KRGN 90 VIRTUÁLNY RIADIACI SYSTÉM EXOTERMICKÉHO REAKTORA NA BÁZE KRGN 90

VIRTUAL CONTROL SYSTEM OF EXOTHERMIC REACTOR USING THE CONTROLLER KRGN 90 VIRTUÁLNY RIADIACI SYSTÉM EXOTERMICKÉHO REAKTORA NA BÁZE KRGN 90 VIRTUAL CONTROL SYSTEM OF EXOTHERMIC REACTOR USING THE CONTROLLER KRGN 90 VIRTUÁLNY RIADIACI SYSTÉM EXOTERMICKÉHO REAKTORA NA BÁZE KRGN 90 Stanislav KUNÍK, Dušan MUDRONČÍK, Martin RAKOVSKÝ Authors: Ing.

More information

EXTREME SEVERAL-DAY PRECIPITATION TOTALS AT HURBANOVO DURING THE TWENTIETH CENTURY

EXTREME SEVERAL-DAY PRECIPITATION TOTALS AT HURBANOVO DURING THE TWENTIETH CENTURY Rožnovský, J., Litschmann, T. (ed.): XIV. Česko-slovenská bioklimatologická konference, Lednice na Moravě 2.-4. září 2, ISBN -85813-99-8, s. 9-19 EXTREME SEVERAL-DAY PRECIPITATION TOTALS AT HURBANOVO DURING

More information

UNIVERZITA KOMENSKÉHO V BRATISLAVE FAKULTA MATEMATIKY, FYZIKY A INFORMATIKY PREČO CHODÍ ČLOVEK V KRUHU JÁN DZÚRIK

UNIVERZITA KOMENSKÉHO V BRATISLAVE FAKULTA MATEMATIKY, FYZIKY A INFORMATIKY PREČO CHODÍ ČLOVEK V KRUHU JÁN DZÚRIK UNIVERZITA KOMENSKÉHO V BRATISLAVE FAKULTA MATEMATIKY, FYZIKY A INFORMATIKY PREČO CHODÍ ČLOVEK V KRUHU 2011 JÁN DZÚRIK UNIVERZITA KOMENSKÉHO V BRATISLAVE FAKULTA MATEMATIKY, FYZIKY A INFORMATIKY 45a87a64-1ec1-4718-a32f-6ba49c57d795

More information

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION ÚSTAV ELEKTROTECHNOLOGIE DEPARTMENT OF

More information

Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava číslo 2, rok 2007, ročník LIII, řada strojní článek č.

Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava číslo 2, rok 2007, ročník LIII, řada strojní článek č. Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské - echnické univerzity Ostrava číslo 2 rok 2007 ročník LIII řada strojní článek č 1570 Jolana ŠKUOVÁ * AN ORHOGONAL NEURAL NEWORK FOR NONLINEAR FUNCION ODELLING

More information

The Golden Ratio and Signal Quantization

The Golden Ratio and Signal Quantization The Golden Ratio and Signal Quantization Tom Hejda, tohecz@gmail.com based on the work of Ingrid Daubechies et al. Doppler Institute & Department of Mathematics, FNSPE, Czech Technical University in Prague

More information

ADM a logika. 4. prednáška. Výroková logika II, logický a sémantický dôsledok, teória a model, korektnosť a úplnosť

ADM a logika. 4. prednáška. Výroková logika II, logický a sémantický dôsledok, teória a model, korektnosť a úplnosť ADM a logika 4. prednáška Výroková logika II, logický a sémantický dôsledok, teória a model, korektnosť a úplnosť 1 Odvodzovanie formúl výrokovej logiky, logický dôsledok, syntaktický prístup Logický dôsledok

More information

VPLYV MATERIÁLU A GEOMETRIE VÝMENNÍKA NA PRENOS TEPLA INFLUENCE OF MATERIAL AND GEOMETRY OF EXCHANGER ON HEAT TRANSFER

VPLYV MATERIÁLU A GEOMETRIE VÝMENNÍKA NA PRENOS TEPLA INFLUENCE OF MATERIAL AND GEOMETRY OF EXCHANGER ON HEAT TRANSFER VPLYV MATERIÁLU A GEOMETRIE VÝMENNÍKA NA PRENOS TEPLA INFLUENCE OF MATERIAL AND GEOMETRY OF EXCHANGER ON HEAT TRANSFER Eva LABAŠOVÁ 1, Jaroslava TRUBENOVÁ 2 Autori: Ing. Eva Labašová, PhD., 1 RNDr. Jaroslava

More information

Transactions of the VŠB Technical University of Ostrava, Mechanical Series. article No. 1932

Transactions of the VŠB Technical University of Ostrava, Mechanical Series. article No. 1932 Transations of the VŠB Tehnial University of Ostrava, Mehanial Series No. 1, 213, vol. LIX artile No. 1932 Vladimír KUTIŠ *, Gabriel GÁLIK **, Ivan RÝGER ***, Justín MURÍN ****, Juraj HRABOVSKÝ *****,

More information

ZVUKOVÝ EFEKT CHORUS S POUŽITÍM DSP

ZVUKOVÝ EFEKT CHORUS S POUŽITÍM DSP FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY STU V BRATISLAVE Bc. Milan Slama ZVUKOVÝ EFEKT CHORUS S POUŽITÍM DSP Diplomová práca FEI-5404-22390 Študijný program: Rádioelektronika Pracovisko: Katedra rádioelektroniky

More information

Prednáška 3. Optimalizačné metódy pre funkcie n-premenných. Študujme reálnu funkciu n-premenných. f: R R

Prednáška 3. Optimalizačné metódy pre funkcie n-premenných. Študujme reálnu funkciu n-premenných. f: R R Prednáška 3 Optimalizačné metódy pre funkcie n-premenných Študujme reálnu funkciu n-premenných n f: R R Našou úlohou bude nájsť také x opt R n, pre ktoré má funkcia f minimum x opt = arg min ( f x) Túto

More information

Ing. Arpád Kósa. Author's report on the dissertation thesis

Ing. Arpád Kósa. Author's report on the dissertation thesis Ing. Arpád Kósa Author's report on the dissertation thesis DEEP LEVEL TRANSIENT SPECTROSCOPY STUDY OF EMISSION AND CAPTURE PROCESSES IN MULTILAYER SEMICONDUCTOR STRUCTURES for the acquisition of: academic

More information

METÓDY PREDIKCIE HLUKU V PRIEMYSELNÝCH PREVÁDZKACH. Zdenka BECK - Petra LAZAROVÁ - Alexandra GOGA BODNÁROVÁ

METÓDY PREDIKCIE HLUKU V PRIEMYSELNÝCH PREVÁDZKACH. Zdenka BECK - Petra LAZAROVÁ - Alexandra GOGA BODNÁROVÁ METÓDY PREDIKCIE HLUKU V PRIEMYSELNÝCH PREVÁDZKACH Zdenka BECK - Petra LAZAROVÁ - Alexandra GOGA BODNÁROVÁ NOISE PREDICTION METHODS IN INDUSTRIAL PLANTS ABSTRAKT Tento príspevok sa zaoberá charakteristikou

More information

Vplyv fyzikálnych vlastností na rýchlosť prechodu seizmických vĺn horninami

Vplyv fyzikálnych vlastností na rýchlosť prechodu seizmických vĺn horninami acta geologica slovaca, ročník 2, 1, 2010, str. 69 76 69 Vplyv fyzikálnych vlastností na rýchlosť prechodu seizmických vĺn horninami Radoslav Schügerl Katedra inžinierskej geológie, Prírodovedecká fakulta,

More information

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA INFORMAČNÍCH TECHNOLOGIÍ FACULTY OF INFORMATION TECHNOLOGY ÚSTAV POČÍTAČOVÝCH SYSTÉMŮ DEPARTMENT OF COMPUTER SYSTEMS AUTOMATIZACE VERIFIKACE

More information

Transactions of the VŠB Technical University of Ostrava, Mechanical Series No. 2, 2010, vol. LVI article No. 1778

Transactions of the VŠB Technical University of Ostrava, Mechanical Series No. 2, 2010, vol. LVI article No. 1778 Transactions of the VŠB Technical University of Ostrava, Mechanical Series No. 2, 2010, vol. LVI article No. 1778 Marian BOJKO *, Lumír HRUŽÍK **, Martin VAŠINA *** MATHEMATICAL SIMULATION OF DRIFT OF

More information

SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY

SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY MODERNÉ METÓDY A RT ALGORITMY RIADENIA POHONNÝCH JEDNOTIEK V AUTOMOBILOVÝCH SYSTÉMOCH DIPLOMOVÁ PRÁCA FEI-5388-3655 Študijný

More information

Žilinská univerzita v Žiline. Návrh tranzistorových obvodov pomocou evolučných algoritmov

Žilinská univerzita v Žiline. Návrh tranzistorových obvodov pomocou evolučných algoritmov Žilinská univerzita v Žiline Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií Návrh tranzistorových obvodov pomocou evolučných algoritmov Michal Kudlička 2007 i Návrh tranzistorových obvodov pomocou evolučných

More information

HYBRIDNÉ INTELIGENTNÉ METÓDY MODELOVANIA A RIADENIA

HYBRIDNÉ INTELIGENTNÉ METÓDY MODELOVANIA A RIADENIA Ing. Zuzana Dideková Autoreferát dizertačnej práce HYBRIDNÉ INTELIGENTNÉ METÓDY MODELOVANIA A RIADENIA na získanie akademickej hodnosti doktor (philosophiae doctor, PhD.) v doktorandskom študijnom programe:

More information

Fakulta Matematiky, Fyziky a Informatiky Univerzita Komenského, Bratislava THEILOVA REGRESIA

Fakulta Matematiky, Fyziky a Informatiky Univerzita Komenského, Bratislava THEILOVA REGRESIA Fakulta Matematiky, Fyziky a Informatiky Univerzita Komenského, Bratislava THEILOVA REGRESIA Róbert Tóth Bratislava 2013 Fakulta Matematiky, Fyziky a Informatiky Univerzita Komenského, Bratislava THEILOVA

More information

VYSOKÉ UƒENÍ TECHNICKÉ V BRN BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

VYSOKÉ UƒENÍ TECHNICKÉ V BRN BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY VYSOKÉ UƒENÍ TECHNICKÉ V BRN BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAƒNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV BIOMEDICÍNSKEHO INšINIERSTVA FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT

More information

ROZPOZNÁVANIE FONÉM ČÍSIEL SLOVENSKÉHO JAZYKA NEURÓNOVOU SIEŤOU VOJTECH SLOVIK

ROZPOZNÁVANIE FONÉM ČÍSIEL SLOVENSKÉHO JAZYKA NEURÓNOVOU SIEŤOU VOJTECH SLOVIK ROZPOZNÁVANIE FONÉM ČÍSIEL SLOVENSKÉHO JAZYKA NEURÓNOVOU SIEŤOU VOJTECH SLOVIK 2007 UNIVERZITA KOMENSKÉHO V BRATISLAVE FAKULTA MATEMATIKY, FYZIKY A INFORMATIKY KATEDRA APLIKOVANEJ INFORMATIKY ROZPOZNÁVANIE

More information

Objavovanie znalostí v databázach. Ján Paralič

Objavovanie znalostí v databázach. Ján Paralič Objavovanie znalostí v databázach Ján Paralič Košice 2003 Ing. Ján Paralič, PhD. Katedra kybernetiky a umelej inteligencie Fakulta elektrotechniky a informatiky Technická univerzita v Košiciach Jan.Paralic@tuke.sk

More information

URČENIE MODULU PRUŽNOSTI OSOBNÝCH PLÁŠŤOV PNEUMATÍK

URČENIE MODULU PRUŽNOSTI OSOBNÝCH PLÁŠŤOV PNEUMATÍK URČENIE MODULU PRUŽNOSTI OSOBNÝCH PLÁŠŤOV PNEUMATÍK Michal PASTOREK A, Jan KRMELA B, Karol KOVÁČ A A Fakulta priemyselných technológií, Trenčianska univerzita A. Dubčeka, I. Krasku 491/30, 020 10 Púchov,

More information

Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava číslo 2, rok 2006, ročník LII, řada strojní článek č.

Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava číslo 2, rok 2006, ročník LII, řada strojní článek č. Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava číslo 2, rok 2006, ročník LII, řada strojní článek č. 1524 Abstract Milan ADÁMEK *, Petr NEUMANN ** MICROFLOW SENSOR SENZOR MIKROPRŮTOKU

More information

Zadání diplomové práce

Zadání diplomové práce Zadání diplomové práce Ústav: Ústav fyzikálního inženýrství Student: Bc. Zdeněk Jakub Studijní program: Aplikované vědy v inženýrství Studijní obor: Fyzikální inženýrství a nanotechnologie Vedoucí práce:

More information

Segmentace textury. Jan Kybic

Segmentace textury. Jan Kybic Segmentace textury Případová studie Jan Kybic Zadání Mikroskopický obrázek segmentujte do tříd: Příčná vlákna Podélná vlákna Matrice Trhliny Zvolená metoda Deskriptorový popis Učení s učitelem ML klasifikátor

More information

SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE FAKULTA CHEMICKEJ A POTRAVINÁRSKEJ TECHNOLÓGIE ÚSTAV INFORMATIZÁCIE, AUTOMATIZÁCIE A MATEMATIKY

SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE FAKULTA CHEMICKEJ A POTRAVINÁRSKEJ TECHNOLÓGIE ÚSTAV INFORMATIZÁCIE, AUTOMATIZÁCIE A MATEMATIKY SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE FAKULTA CHEMICKEJ A POTRAVINÁRSKEJ TECHNOLÓGIE ÚSTAV INFORMATIZÁCIE, AUTOMATIZÁCIE A MATEMATIKY OPTIMÁLNE RIADENIE PROCESOV BAKALARÁSKA PRÁCA FCHPT-5415-17457

More information

Tvarovač riadiacich signálov: poznámka k voľbe periódy vzorkovania a minimalizácia chýb spôsobených kvantovaním času.

Tvarovač riadiacich signálov: poznámka k voľbe periódy vzorkovania a minimalizácia chýb spôsobených kvantovaním času. Rok / Year: Svazek / Volume: Číslo / Number: 2011 13 2 Tvarovač riadiacich signálov: poznámka k voľbe periódy vzorkovania a minimalizácia chýb spôsobených kvantovaním času. Control signal shaping: note

More information

MASTER THESIS. Martin Horváth Dimensional Analysis for Hardware Description Languages

MASTER THESIS. Martin Horváth Dimensional Analysis for Hardware Description Languages Charles University in Prague Faculty of Mathematics and Physics MASTER THESIS Martin Horváth Dimensional Analysis for Hardware Description Languages Department of Software Engineering Supervisor: RNDr.

More information

Algoritmizácia Elmanovej rekuretnej neurónovej siete

Algoritmizácia Elmanovej rekuretnej neurónovej siete Algoritmizácia Elmanovej rekuretnej neurónovej siete Vladimír Kvasnička ÚAI FIIT STU 1. Diagramatická reprezentácia Elanovej rekurentnej neurónovej siete Diagramatická rereprezentácia Elamovej neurónovej

More information

Odhady veľkosti pokrytí náhodne indukovaných podgrafov n-rozmernej hyperkocky

Odhady veľkosti pokrytí náhodne indukovaných podgrafov n-rozmernej hyperkocky KATEDRA INFORMATIKY FAKULTA MATEMATIKY FYZIKY A INFORMATIKY UNIVERZITA KOMENSKÉHO Odhady veľkosti pokrytí náhodne indukovaných podgrafov nrozmernej hyperkocky Diplomová práca Bc. Ján Kliman študijný odbor:

More information

A L A BA M A L A W R E V IE W

A L A BA M A L A W R E V IE W A L A BA M A L A W R E V IE W Volume 52 Fall 2000 Number 1 B E F O R E D I S A B I L I T Y C I V I L R I G HT S : C I V I L W A R P E N S I O N S A N D TH E P O L I T I C S O F D I S A B I L I T Y I N

More information

Lucia Fuchsová Charakteristiky pravděpodobnostních

Lucia Fuchsová Charakteristiky pravděpodobnostních Univerzita Karlova v Praze Matematicko-fyzikální fakulta BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Lucia Fuchsová Charakteristiky pravděpodobnostních předpovědí Katedra pravděpodobnosti a matematické statistiky Vedoucí bakalářské

More information

KVANTIFIKACE NEJISTOT MĚŘENÍ MAGNETICKÝCH VELIČIN

KVANTIFIKACE NEJISTOT MĚŘENÍ MAGNETICKÝCH VELIČIN VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV AUTOMATIZACE A MĚŘICÍ TECHNIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION

More information

Analýza multispektrálnych dát z konfokálnej mikroskopie. DIPLOMOVÁ PRÁCA

Analýza multispektrálnych dát z konfokálnej mikroskopie. DIPLOMOVÁ PRÁCA Analýza multispektrálnych dát z konfokálnej mikroskopie. DIPLOMOVÁ PRÁCA Kamil Paulíny UNIVERZITA KOMENSKÉHO V BRATISLAVE FAKULTA MATEMATIKY FYZIKY A INFORMATIKY KATEDRA APLIKOVANEJ INFORMATIKY Študijný

More information

MASTER THESIS. Vlastnosti k-intervalových booleovských funkcí Properties of k-interval Boolean functions

MASTER THESIS. Vlastnosti k-intervalových booleovských funkcí Properties of k-interval Boolean functions Charles University in Prague Faculty of Mathematics and Physics MASTER THESIS Pavol Gál Vlastnosti k-intervalových booleovských funkcí Properties of k-interval Boolean functions Department of Theoretical

More information

MULTIPARAMETRICKÁ SEGMENTACE MR OBRAZŮ

MULTIPARAMETRICKÁ SEGMENTACE MR OBRAZŮ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV TELEKOMUNIKACÍ FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF TELECOMMUNICATIONS

More information

ELEKTRÓNOVÁ ŠTRUKTÚRA A TRANSPORTNÉ VLASTNOSTI ULTRATENKÝCH ROZHRANÍ NA BÁZE Al/AlO x

ELEKTRÓNOVÁ ŠTRUKTÚRA A TRANSPORTNÉ VLASTNOSTI ULTRATENKÝCH ROZHRANÍ NA BÁZE Al/AlO x FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY STU V BRATISLAVE Ing. Miroslava Zemanová Diešková ELEKTRÓNOVÁ ŠTRUKTÚRA A TRANSPORTNÉ VLASTNOSTI ULTRATENKÝCH ROZHRANÍ NA BÁZE Al/AlO x Dizertačná práca Vedúci dizertačnej

More information