Veranstaltung: Mikro-Elektromechanische Systeme (MEMS)

Nummer:
141383
Lehrform:
Vorlesung und Übungen
Verantwortlicher:
Prof. Dr.-Ing. Martin Hoffmann
Dozent:
Prof. Dr.-Ing. Martin Hoffmann (ETIT)
Sprache:
Deutsch
SWS:
3
LP:
4
Angeboten im:
Wintersemester

Termine im Wintersemester

  • Vorlesung Dienstags: Dienstag den 17.10.2017 ab 08:30 bis 10.00 Uhr im ID 04/401
  • Übung Dienstags: Dienstag den 17.10.2017 ab 10:15 bis 11.00 Uhr im ID 04/401

Prüfung

Mündlich

Termin nach Absprache mit dem Dozenten.

Dauer: 30min
Prüfungsanmeldung: FlexNow

Ziele

Die Studierenden kennen die Grundprinzipien von domänenübergreifenden Mikrosystemen. Sie können einfache Wandler als Netzwerkmodelle darstellen und simulieren. Ferner können Sie die unterschiedlichen Ansätze von Oberflächen- und Volumenmikromechanik sowie hybriden und monolithischen MEMS darstellen und ihre Vor- und Nachteile benennen. Sie können Ansätze des Systems Engineering auf Mikrosysteme anwenden und kennen grundlegende Herangehensweisen.

Inhalt

Inhalt der Vorlesung ist die Vermittlung des domänenübergreifenden Systemgedankens von Mikrosystemen, die die Sinnesorgane und teilweise auch die Muskeln eines komplexen technischen Systems sind. Sie sind heute aus praktisch keinem technischen System mehr wegzudenken. Jedes Smartphone besitzt „MEMS“, so neben dem Mikrofon zumeist einen „10-achsigen“ Inertial-Sensor, der Beschleunigung, Drehrate und Magnetfeld in den drei Raumrichtung und zusätzlich den Luftdruck (Höhe) überwacht. Nur so sind Navigation und Bedienung durch Bewegung überhaupt möglich. Ausgehend vom Beispiel des erste mikro-elektro-mechanischen Systems, dem Resonant-Gate Transistor, wird die Domänenkopplung eingeführt und mit Hilfe von Netzwerkanalogien beschrieben. Erweitert wird die Domänenkopplung durch verschiedene Wandlerkonzepte. Kurz beleuchtet werden auch Strategien zur Bewertung von skalierenden Systemen durch Kennzahlen. Im zweiten Abschnitt geht es um die technologische Realisierung komplexer Mikrosysteme. Hier stehen die Oberflächen- und Volumen-Mikromechanik im Vordergrund. Bei der Aufbautechnik wird zwischen monolithischen und hybriden Konzepten unterschieden, die ganz unterschiedliche technologische Ansätze bei der Herstellung erfordern. Der dritte Teil der Vorlesung befasst sich mit Ansätzen des Systems Engineering und des Vernetzten Denkens, das hier auf Mikrosysteme und deren Designprozesse angewandt wird. Komplexe Systeme erfordern eine gute Vorbereitung des Systementwurfs, da viele Fehler, die zu Beginn gemacht werden, nur noch schwer auszuräumen sind. Dies gilt für wirklich große Projekte (wie Flughäfen), aber auch für komplexe Mikrosysteme.

Voraussetzungen

Keine

Empfohlene Vorkenntnisse

Interesse an systemtechnischen Aspekten und domänenübergreifenden Ansätzen.