Modulhandbuch

Master

Microelectronics and Microsystems

Kohorte: Wintersemester 2017

Stand: 8. Juli 2017

Studiengangsbeschreibung

Inhalt

Die Mikroelektronik, oder besser gesagt Nanoelektronik, da die minimalen Strukturgrößen zahlreicher in Großvolumina produzierten integrierten Schaltungen nur noch im Bereich von 20 Nanometer und darunter liegen, ist die Basis für die Produkte, die als Innovationen der vergangenen Jahre das tägliche Leben der Menschheit stark beeinflussen. Als Beispiele seien nur genannt der Personal Computer und das Smartphone, die beide mit Internetanbindung neue Dimensionen der Kommunikation und Information erschließen. Auch in der Medizin sind diagnostische Verfahren wie Computer- und Kernspintomographie oder intelligente Implantate nur mit moderner Nanoelektronik und Mikrosystemtechnik in der erforderlichen Leistungsfähigkeit realisierbar.

Grundlage für die Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik ist die Halbleitertechnologie. Deshalb ist es die Zielsetzung des Internationalen  Masterstudiengangs „Microelectronics and Microsystems“, den Studierenden fundiertes Wissen auf physikalischer Ebene über die  elektronischen Vorgängen in halbleitenden Materialien, vorwiegend Silizium, in Hinblick auf Bauelemente und deren Anwendungen und Herstellungsverfahren zu vermitteln sowie sie in   der Technologie und Funktionsweise der Mikrosystemtechnik auszubilden. Sie sollen nicht  nur die aktuellen Bauelemente und Prozesse in ihrem Aufbau, ihrer Herstellung und Wirkungsweise verstehen, sondern auch in kritischer Weise das Problempotenzial, das mit dem Übergang zu kleineren Strukturen entsteht, erkennen können. Darüber hinaus sollen sie eine Vorstellung entwickeln, in welche Richtung Maßnahmen zielen müssen, um einer Lösung solcher Probleme näher zu kommen. Dadurch werden sie befähigt, die weitere Strukturverkleinerung mit ihrem Potenzial - aber auch ihren Einschränkungen - zu verstehen, um diesen Prozess, der ihr Berufsleben begleiten wird, aktiv auf technologischer oder Anwenderseite mit zu gestalten.

Neben der wichtigen Rolle der physikalischen Grundlagen nimmt eine genaue Kenntnis der prozessabhängigen Herstellungsverfahren eine Schlüsselrolle ein, um den Studierenden sowohl in der Mikroelektronik als auch in der Mikrosystemtechnik das Rüstzeug mitzugeben, mit dem sie in der beruflichen Praxis neue Lösungen konzipieren und diese dann in funktionsfähige Systeme umsetzen können.

Der Internationale Masterstudiengang "Microelectronics and Microsystems" qualifiziert die Studierenden für eine wissenschaftlich ausgerichtete Berufstätigkeit im Bereich der Elektrotechnik und Informationstechnik, wobei sich das Berufsfeld von der Entwicklung über die Herstellung und Anwendung bis zur Qualitätssicherung von komplexen Systemen mit hochintegrierten Schaltkreisen und mikrosystemtechnischen Komponenten erstrecken kann. Beide Gebiete wachsen mehr und mehr zusammen, da eine schnell steigende Anzahl neuer komplexer Anwendungen die Integration von Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik in einem System erfordert.

Insbesondere soll der Studiengang dazu befähigen, nicht nur neue komplexe Systeme für innovative Anwendungen zu entwerfen sondern diese auch produktorientiert nutzbar zu machen. Dabei steht die Vermittlung von ingenieurwissenschaftlicher Methodik auf physikalischer Basis sowohl in den theoretischen als auch in den anwendungsorientierten Lehrveranstaltungen im Vordergrund.


Berufliche Perspektiven

Die Absolventinnen und Absolventen des Internationalen Masterstudiengangs „Microelectronics and Microsystems“ finden ein sehr breitgefächertes berufliches Umfeld vor, da sie sowohl fundiertes Wissen für den Entwurf, die Anwendung und auch für die Herstellung hochintegrierter Schaltkreise der Mikroelektronik und von Mikrosystemen in ihrem Studium erworben haben. Potenzielle Arbeitgeber sind deshalb einerseits Großfirmen mit internationalen Standorten für die Produktion von integrierten Schaltungen, aber auch mittelständische und kleinere Firmen im Bereich der Mikrosystemtechnik.

Ein vielfältiges Angebot an Arbeitsplätzen gibt es auch im Bereich des Entwurfs sowohl von integrierten Schaltungen als auch von Mikrosystemen. Aufgrund des rapiden Preisverfalls für leistungsfähige Computersysteme kann der Entwurf auch von sehr kleinen Firmen am Rechner durchgeführt werden. In einer Arbeitsteilung wird dann die Herstellung von größeren Firmen übernommen, weshalb der Entwurfsbereich auch in Zukunft eine stabile Säule des Arbeitsmarktes für die Absolventen des Internationalen Studiengangs Microelectronics and Microsystems bleiben wird. 


Lernziele

Wissen
  1. Die Studierenden verstehen die physikalischen Grundprinzipien mikroelektronischer Bauelemente und mikrosystemtechnischer Funktionseinheiten sowie deren Herstellungstechnologie und können diese in voller Breite und Tiefe erläutern.
  2. Sie haben vertiefte Kenntnisse in ausgewählten Teilgebieten gewonnen zusammen mit einem breiten theoretischen und methodischen Fundament.
  3. Die Studierenden verfügen über vertiefte Kenntnisse der interdisziplinären Zusammenhänge.  
  4. Sie verfügen über die notwendigen Hintergrundkenntnisse, um ihr Fachgebiet in    das wissenschaftliche und gesellschaftliche Umfeld einordnen zu können.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage

  1. Berechnungsmethoden zur quantitativen Analyse von Designparametern und zur Entwicklung von innovativen Systemen der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik anzuwenden.
  1. komplexe Probleme und  Aufgabenstellungen durch grundlagenbasierte methodische Ansätze auch außerhalb  der vorgegebenen Lösungsmuster selbständig zu lösen.
  2. den technologischen Fortschritt und die wissenschaftlichen Weiterentwicklungen sowie technische, ökonomische und ökologische Randbedingungen in die Problemlösungen einzubeziehen.

Sozialkompetenz

Die Studierenden sind fähig,

  1. in interdisziplinären Teams zu arbeiten und prozessorientiert ihre Arbeit zu organisieren als Vorbereitung auf forschungsorientierte Berufstätigkeit  und Führungsverantwortung.
  2. ihre Arbeitsergebnisse schriftlich oder mündlich und auch in internationalen Kontexten zielgruppengerecht zu präsentieren.

Selbstständigkeit

  1. Die Studierenden können in effektiv selbstorganisierter Weise sich Teilgebiete ihres Faches mit wissenschaftlicher Methodik erschließen.
  2. Sie sind in der Lage, ihr erlerntes Wissen in eigenständiger Weise mit geeigneten Präsentationstechniken vorzutragen oder in einem Dokument von angemessenem Umfang darzustellen.
  3. Die Studierenden sind in der Lage, weiteren Informationsbedarf zu erkennen und eine Strategie zu entwickeln, um ihr Wissen selbständig zu erweitern.

Studiengangsstruktur

Das Curriculum des Internationalen Masterstudiengangs „Microelectronics and Microsystems“ ist wie folgt gegliedert:
  • Kernqualifikation:
  • Vertiefung: Die Studierenden wählen eine aus den folgenden zwei Vertiefungen:

In ihrer Vertiefung belegen die Studierenden Module im Umfang von insgesamt 18 Leistungspunkten (1. - 3. Semester).

  • Masterarbeit mit 30 LP (4. Semester)

Damit ergibt sich ein Gesamtaufwand für das gesamte Studienprogramm von 120 LP.

Fachmodule der Kernqualifikation

Modul M0523: Betrieb & Management

Modulverantwortlicher Prof. Matthias Meyer
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Die Studierenden sind in der Lage, ausgewählte betriebswirtschaftliche Spezialgebiete innerhalb der Betriebswirtschaftslehre zu verorten.
  • Die Studierenden können in ausgewählten betriebswirtschaftlichen Teilbereichen grundlegende Theorien, Kategorien und Modelle erklären.
  • Die Studierenden können technisches und betriebswirtschaftliches Wissen miteinander in Beziehung setzen.


Fertigkeiten
  • Die Studierenden können in ausgewählten betriebswirtschaftlichen Teilbereichen grundlegende Methoden anwenden.
  • Die Studierenden können für praktische Fragestellungen in betriebswirtschaftlichen Teilbereichen Entscheidungsvorschläge begründen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz --
Selbstständigkeit
  • Die Studierenden sind in der Lage, sich notwendiges Wissen durch Recherchen und Aufbereitungen von Material selbstständig zu erschließen.


Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Lehrveranstaltungen
Die Informationen zu den Lehrveranstaltungen entnehmen Sie dem separat veröffentlichten Modulhandbuch des Moduls.

Modul M0524: Nichttechnische Ergänzungskurse im Master

Modulverantwortlicher Dagmar Richter
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Nichttechnischen Angebote  (NTA)

vermittelt die in Hinblick auf das Ausbildungsprofil der TUHH nötigen Kompetenzen, die ingenieurwissenschaftliche Fachlehre fördern aber nicht abschließend behandeln kann: Eigenverantwortlichkeit, Selbstführung, Zusammenarbeit und fachliche wie personale Leitungsbefähigung der zukünftigen Ingenieurinnen und Ingenieure. Er setzt diese Ausbildungsziele in seiner Lehrarchitektur, den Lehr-Lern-Arrangements, den Lehrbereichen und durch Lehrangebote um, in denen sich Studierende wahlweise für spezifische Kompetenzen und ein Kompetenzniveau auf Bachelor- oder Masterebene qualifizieren können. Die Lehrangebote sind jeweils in einem Modulkatalog Nichttechnische Ergänzungskurse zusammengefasst. 

Die Lehrarchitektur

besteht aus einem studiengangübergreifenden Pflichtstudienangebot. Durch dieses zentral konzipierte Lehrangebot wird die Profilierung der TUHH Ausbildung auch im nichttechnischen Bereich gewährleistet.

Die Lernarchitektur erfordert und übt eigenverantwortliche Bildungsplanung in Hinblick auf den individuellen Kompetenzaufbau ein und stellt dazu Orientierungswissen zu thematischen Schwerpunkten von Veranstaltungen bereit.

Das über den gesamten Studienverlauf begleitend studierbare Angebot kann ggf. in ein-zwei Semestern studiert werden. Angesichts der bekannten, individuellen Anpassungsprobleme beim Übergang von Schule zu Hochschule in den ersten Semestern und um individuell geplante Auslandsemester zu fördern, wird jedoch von einer Studienfixierung in konkreten Fachsemestern abgesehen.

Die Lehr-Lern-Arrangements

sehen für Studierende - nach B.Sc. und M.Sc. getrennt - ein semester- und fachübergreifendes voneinander Lernen vor. Der Umgang mit Interdisziplinarität und einer Vielfalt von Lernständen in Veranstaltungen wird eingeübt - und in spezifischen Veranstaltungen gezielt gefördert.

Die Lehrbereiche

basieren auf Forschungsergebnissen aus den wissenschaftlichen Disziplinen Kulturwissenschaften, Gesellschaftswissenschaften, Kunst, Geschichtswissenschaften, Kommunikationswissenschaften, Migrationswissenschaften, Nachhaltigkeitsforschung und aus der Fachdidaktik der Ingenieurwissenschaften. Über alle Studiengänge hinweg besteht im Bachelorbereich zusätzlich ab Wintersemester 2014/15 das Angebot, gezielt Betriebswirtschaftliches und Gründungswissen aufzubauen. Das Lehrangebot wird durch soft skill und Fremdsprachkurse ergänzt. Hier werden insbesondere kommunikative Kompetenzen z.B. für Outgoing Engineers gezielt gefördert.

Das Kompetenzniveau

der Veranstaltungen in den Modulen der nichttechnischen Ergänzungskurse unterscheidet sich in Hinblick auf das zugrunde gelegte Ausbildungsziel: Diese Unterschiede spiegeln sich in den verwendeten Praxisbeispielen, in den - auf unterschiedliche berufliche Anwendungskontexte verweisende - Inhalten und im für M.Sc. stärker wissenschaftlich-theoretischen Abstraktionsniveau. Die Soft skills für Bachelor- und für Masterabsolventinnen/ Absolventen unterscheidet sich an Hand der im Berufsleben unterschiedlichen Positionen im Team und bei der Anleitung von Gruppen.

Fachkompetenz (Wissen)

Die Studierenden können

  • ausgewähltes Spezialgebiete des jeweiligen nichttechnischen Bereiches erläutern,
  • in den im Lehrbereich vertretenen Disziplinen grundlegende Theorien, Kategorien, Begrifflichkeiten, Modelle,  Konzepte oder künstlerischen Techniken skizzieren,
  • diese fremden Fachdisziplinen systematisch auf die eigene Disziplin beziehen, d.h. sowohl abgrenzen als auch Anschlüsse benennen,
  • in Grundzügen skizzieren, inwiefern wissenschaftliche Disziplinen, Paradigmen, Modelle, Instrumente, Verfahrensweisen und Repräsentationsformen der Fachwissenschaften einer individuellen und soziokulturellen Interpretation und Historizität unterliegen,              
  • können Gegenstandsangemessen in einer Fremdsprache kommunizieren (sofern dies der gewählte Schwerpunkt im NTW-Bereich ist).



Fertigkeiten

Die Studierenden können in ausgewählten Teilbereichen

  • grundlegende und teils auch spezielle Methoden der genannten Wissenschaftsdisziplinen anwenden.
  • technische Phänomene, Modelle, Theorien usw. aus der Perspektive einer anderen, oben erwähnten Fachdisziplin befragen.
  • einfache und teils auch fortgeschrittene Problemstellungen aus den behandelten Wissenschaftsdisziplinen erfolgreich bearbeiten,
  • bei praktischen Fragestellungen in Kontexten, die den technischen Sach- und Fachbezug übersteigen, ihre Entscheidungen zu Organisations- und Anwendungsformen der Technik begründen.




Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden sind fähig ,

  • in unterschiedlichem Ausmaß kooperativ zu lernen
  • eigene Aufgabenstellungen in den o.g. Bereichen in adressatengerechter Weise in einer Partner- oder Gruppensituation zu präsentieren und zu analysieren,
  • nichttechnische Fragestellungen einer Zuhörerschaft mit technischem Hintergrund verständlich darzustellen
  • sich landessprachlich kompetent, kulturell angemessen und geschlechtersensibel auszudrücken (sofern dies der gewählte Schwerpunkt im NTW-Bereich ist)



Selbstständigkeit

Die Studierenden sind in ausgewählten Bereichen in der Lage,

  • die eigene Profession und Professionalität im Kontext der lebensweltlichen Anwendungsgebiete zu reflektieren,
  • sich selbst und die eigenen Lernprozesse zu organisieren,
  • Fragestellungen vor einem breiten Bildungshorizont zu reflektieren und verantwortlich zu entscheiden,
  • sich in Bezug auf ein nichttechnisches Sachthema mündlich oder schriftlich kompetent auszudrücken.
  • sich als unternehmerisches Subjekt zu organisieren,   (sofern dies ein gewählter Schwerpunkt im NTW-Bereich ist).




Arbeitsaufwand in Stunden Abhängig von der Wahl der Lehrveranstaltungen
Leistungspunkte 6
Lehrveranstaltungen
Die Informationen zu den Lehrveranstaltungen entnehmen Sie dem separat veröffentlichten Modulhandbuch des Moduls.

Modul M0746: Microsystem Engineering

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Mikrosystemtechnik (L0680) Vorlesung 2 4
Mikrosystemtechnik (L0682) Problemorientierte Lehrveranstaltung 1 1
Mikrosystemtechnik (L0681) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Manfred Kasper
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse Basic courses in physics, mathematics and electric engineering
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students know about the most important technologies and materials of MEMS as well as their applications in sensors and actuators.

Fertigkeiten

Students are able to analyze and describe the functional behaviour of MEMS components and to evaluate the potential of microsystems.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students are able to solve specific problems alone or in a group and to present the results accordingly.

Selbstständigkeit

Students are able to acquire particular knowledge using specialized literature and to integrate and associate this knowledge with other fields.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang zweistündig
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung Systemtechnik - Robotik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0680: Microsystem Engineering
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Manfred Kasper
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Object and goal of MEMS

Scaling Rules

Lithography

Film deposition

Structuring and etching

Energy conversion and force generation

Electromagnetic Actuators

Reluctance motors

Piezoelectric actuators, bi-metal-actuator

Transducer principles

Signal detection and signal processing

Mechanical and physical sensors

Acceleration sensor, pressure sensor

Sensor arrays

System integration

Yield, test and reliability

Literatur

M. Kasper: Mikrosystementwurf, Springer (2000)

M. Madou: Fundamentals of Microfabrication, CRC Press (1997)

Lehrveranstaltung L0682: Microsystem Engineering
Typ Problemorientierte Lehrveranstaltung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Manfred Kasper
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

Examples of MEMS components

Layout consideration

Electric, thermal and mechanical behaviour

Design aspects

Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Lehrveranstaltung L0681: Microsystem Engineering
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Manfred Kasper
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0768: Microsystems Technology in Theory and Practice

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Mikrosystemtechnologie (L0724) Vorlesung 2 4
Mikrosystemtechnologie (L0725) Problemorientierte Lehrveranstaltung 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Hoc Khiem Trieu
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Basics in physics, chemistry, mechanics and semiconductor technology

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students are able

     to present and to explain current fabrication techniques for microstructures and especially methods for the fabrication of microsensors and microactuators, as well as the integration thereof in more complex systems

     to explain in details operation principles of microsensors and microactuators and

     to discuss the potential and limitation of microsystems in application.


Fertigkeiten

Students are capable

     to analyze the feasibility of microsystems,

     to develop process flows for the fabrication of microstructures and

     to apply them.




Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz


Students are able to prepare and perform their lab experiments in team work as well as to present and discuss the results in front of audience.


Selbstständigkeit

None

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Nanoelektronik und Mikrosystemtechnik: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung Systemtechnik - Robotik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Mechatronik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0724: Microsystems Technology
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 92, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Hoc Khiem Trieu
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Introduction (historical view, scientific and economic relevance, scaling laws)
  • Semiconductor Technology Basics, Lithography (wafer fabrication, photolithography, improving resolution, next-generation lithography, nano-imprinting, molecular imprinting)
  • Deposition Techniques (thermal oxidation, epitaxy, electroplating, PVD techniques: evaporation and sputtering; CVD techniques: APCVD, LPCVD, PECVD and LECVD; screen printing)
  • Etching and Bulk Micromachining (definitions, wet chemical etching, isotropic etch with HNA, electrochemical etching, anisotropic etching with KOH/TMAH: theory, corner undercutting, measures for compensation and etch-stop techniques; plasma processes, dry etching: back sputtering, plasma etching, RIE, Bosch process, cryo process, XeF2 etching)
  • Surface Micromachining and alternative Techniques (sacrificial etching, film stress, stiction: theory and counter measures; Origami microstructures, Epi-Poly, porous silicon, SOI, SCREAM process, LIGA, SU8, rapid prototyping)
  • Thermal and Radiation Sensors (temperature measurement, self-generating sensors: Seebeck effect and thermopile; modulating sensors: thermo resistor, Pt-100, spreading resistance sensor, pn junction, NTC and PTC; thermal anemometer, mass flow sensor, photometry, radiometry, IR sensor: thermopile and bolometer)
  • Mechanical Sensors (strain based and stress based principle, capacitive readout, piezoresistivity,  pressure sensor: piezoresistive, capacitive and fabrication process; accelerometer: piezoresistive, piezoelectric and capacitive; angular rate sensor: operating principle and fabrication process)
  • Magnetic Sensors (galvanomagnetic sensors: spinning current Hall sensor and magneto-transistor; magnetoresistive sensors: magneto resistance, AMR and GMR, fluxgate magnetometer)
  • Chemical and Bio Sensors (thermal gas sensors: pellistor and thermal conductivity sensor; metal oxide semiconductor gas sensor, organic semiconductor gas sensor, Lambda probe, MOSFET gas sensor, pH-FET, SAW sensor, principle of biosensor, Clark electrode, enzyme electrode, DNA chip)
  • Micro Actuators, Microfluidics and TAS (drives: thermal, electrostatic, piezo electric and electromagnetic; light modulators, DMD, adaptive optics, microscanner, microvalves: passive and active, micropumps, valveless micropump, electrokinetic micropumps, micromixer, filter, inkjet printhead, microdispenser, microfluidic switching elements, microreactor, lab-on-a-chip, microanalytics)
  • MEMS in medical Engineering (wireless energy and data transmission, smart pill, implantable drug delivery system, stimulators: microelectrodes, cochlear and retinal implant; implantable pressure sensors, intelligent osteosynthesis, implant for spinal cord regeneration)
  • Design, Simulation, Test (development and design flows, bottom-up approach, top-down approach, testability, modelling: multiphysics, FEM and equivalent circuit simulation; reliability test, physics-of-failure, Arrhenius equation, bath-tub relationship)
  • System Integration (monolithic and hybrid integration, assembly and packaging, dicing, electrical contact: wire bonding, TAB and flip chip bonding; packages, chip-on-board, wafer-level-package, 3D integration, wafer bonding: anodic bonding and silicon fusion bonding; micro electroplating, 3D-MID)


Literatur

M. Madou: Fundamentals of Microfabrication, CRC Press, 2002

N. Schwesinger: Lehrbuch Mikrosystemtechnik, Oldenbourg Verlag, 2009

T. M. Adams, R. A. Layton:Introductory MEMS, Springer, 2010

G. Gerlach; W. Dötzel: Introduction to microsystem technology, Wiley, 2008

Lehrveranstaltung L0725: Microsystems Technology
Typ Problemorientierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Hoc Khiem Trieu
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0913: CMOS Nanoelectronics with Practice

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
CMOS-Nanoelektronik (L0764) Vorlesung 2 3
CMOS-Nanoelektronik (L1063) Laborpraktikum 2 2
CMOS-Nanoelektronik (L1059) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher NN
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse Fundamentals of MOS devices and electronic circuits
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the functionality of very small  MOS transistors and explain the problems occurring due to scaling-down the minimum feature size.
  • Students are able to explain the basic steps of processing of very small MOS devices.
  • Students can exemplify the functionality of volatile and non-volatile memories und give their specifications.
  • Students can describe the limitations of advanced MOS technologies.
  • Students can explain measurement methods for MOS quality control.


Fertigkeiten
  • Students can quantify the current-voltage-behavior of very small MOS transistors and list possible applications.
  • Students can describe larger electronic systems by their functional blocks.
  • Students can name the existing options for the specific applications and select the most appropriate ones.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Students can team up with one or several partners who may have different professional backgrounds
  • Students are able to work by their own or in small groups for solving problems and answer scientific questions.


Selbstständigkeit
  • Students are able to assess their knowledge in a realistic manner.
  • The students are able to draw scenarios for estimation of the impact of advanced mobile electronics on the future lifestyle of the society.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung Informations- und Kommunikationstechnik: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0764: CMOS Nanoelectronics
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten NN
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Ideal and non-ideal MOS devices
  • Threshold voltage, Parasitic charges, Work function difference
  • I-V behavior
  • Scaling-down rules
  • Details of very small MOS transistors
  • Basic CMOS process flow
  • Memory Technology, SRAM, DRAM, embedded DRAM
  • Gain memory cells
  • Non-volatile memories, Flash memory circuits
  • Methods for Quality Control, C(V)-technique, Charge pumping, Uniform injection
  • Systems with extremely small CMOS transistors
Literatur
  • S. Deleonibus, Electronic Device Architectures for the Nano-CMOS Era, Pan Stanford Publishing, 2009.
  • Y. Taur and T.H. Ning, Fundamentals of Modern VLSI Devices, Cambridge University Press, 2nd edition.
  • R.F. Pierret, Advanced Semiconductor Fundamentals, Prentice Hall, 2003.
  • F. Schwierz, H. Wong, J. J. Liou, Nanometer CMOS, Pan Stanford Publishing, 2010.
  • H.-G. Wagemann und T. Schönauer, Silizium-Planartechnologie, Grundprozesse, Physik und Bauelemente
    Teubner-Verlag, 2003, ISBN 3519004674


Lehrveranstaltung L1063: CMOS Nanoelectronics
Typ Laborpraktikum
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten NN
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1059: CMOS Nanoelectronics
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten NN
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1048: Electronic Devices and Circuits

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Elektronische Bauelemente für IMPMM (L0998) Vorlesung 2 3
Schaltungsdesign (L0691) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Dr. Dietmar Schröder
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Basic knowledge of (solid-state) physics and mathematics.

Knowledge in fundamentals of electrical engineering and electrical networks.

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain basic concepts of electron transport in semiconductor devices (energy bands, generation/recombination, carrier concentrations, drift and diffusion current densities, semiconductor device equations).  
  • Students are able to explain functional principles of pn-diodes, MOS capacitors, and MOSFETs using energy band diagrams.
  • Students can present and discuss current-voltage relationships and small-signal equivalent circuits of these devices.
  • Students can explain the physics and current-voltage behavior transistors based on charged carrier flow.
  • Students are able to explain the basic concepts for static and dynamic logic gates for integrated circuits
  • Students can exemplify approaches for low power consumption on the device and circuit level
  • Students can describe the potential and limitations of analytical expression for device and circuit analysis.
  • Students can explain characterization techniques for MOS devices.


Fertigkeiten
  • Students can qualitatively construct energy band diagrams of the devices for varying applied voltages.
  • Students are able to qualitatively determine electric field, carrier concentrations, and charge flow from energy band diagrams.
  • Students can understand scientific publications from the field of semiconductor devices.
  • Students can calculate the dimensions of MOS devices in dependence of the circuits properties
  • Students can design complex electronic circuits and anticipate possible problems.
  • Students know procedure for optimization regarding high performance and low power consumption


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Students can team up with other experts in the field to work out innovative solutions.
  • Students are able to work by their own or in small groups for solving problems and answer scientific questions.
  • Students have the ability to critically question the value of their contributions to working groups.


Selbstständigkeit
  • Students are able to assess their knowledge in a realistic manner.
  • Students are able to define their personal approaches to solve challenging problems


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0998: Electronic Devices
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Dietmar Schröder
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

The basic description of electron transport in semiconductors is introduced. Electronic operating principles of diodes, MOS capacitors, and MOS field-effect transistors are presented. The way to derive mathematical device models from physical principles is described in much detail. These models allow the understanding and simulation of electronic circuits built from the devices.

Literatur

Yuan Taur, Tak H. Ning
Fundamentals of Modern VLSI Devices
Cambridge University Press 1998
ISBN 0-521-55959-6
TU-Library: EKH-738 (Lehrbuchsammlung)

Lehrveranstaltung L0691: Circuit Design
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten NN
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • MOS transistor as four terminal device
  • Performace degradation due to short channel effects
  • Scaling-down of MOS technology
  • Digital logic circuits
  • Basic analog circuits
  • Operational amplifiers
  • Bipolar and BiCMOS circuits
Literatur
  • R. Jacob Baker: CMOS, Circuit Design, Layout and Simulation,  IEEE Press, Wiley Interscience, 3rd Edition, 2010
  • Neil H.E. Weste and David Money Harris, Integrated Circuit Design, Pearson, 4th International Edition, 2013
  • John E. Ayers, Digital Integrated Circuits: Analysis and Design, CRC Press, 2009
  • Richard C. Jaeger and Travis N. Blalock: Microelectronic Circuit Design, Mc Graw-Hill, 4rd. Edition, 2010
     


Modul M0747: Microsystem Design

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Mikrosystementwurf (L0683) Vorlesung 2 3
Mikrosystementwurf (L0684) Laborpraktikum 3 3
Modulverantwortlicher Prof. Manfred Kasper
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Mathematical Calculus, Linear Algebra, Microsystem Engineering

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

The students know about the most important and most common simulation and design methods used in microsystem design. The scientific background of finite element methods and the basic theory of these methods are known.

Fertigkeiten

Students are able to apply simulation methods and commercial simulators in a goal oriented approach to complex design tasks. Students know to apply the theory in order achieve estimates of expected accuracy and can judge and verify the correctness of results. Students are able to develop a design approach even if only incomplete information about material data or constraints are available. Student can make use of approximate and reduced order models in a preliminary design stage or a system simulation.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students are able to solve specific problems alone or in a group and to present the results accordingly. Students can develop and explain their solution approach and subdivide the design task to subproblems which are solved separately by group members.

Selbstständigkeit

Students are able to acquire particular knowledge using specialized literature and to integrate and associate this knowledge with other fields.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 30 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Nanoelektronik und Mikrosystemtechnik: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Modellierung und Simulation: Wahlpflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung Systemtechnik - Robotik: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0683: Microsystem Design
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Manfred Kasper
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Finite difference methods

Approximation error

Finite element method

Order of convergence

Error estimation, mesh refinement

Makromodeling

Reduced order modeling

Black-box models

System identification

Multi-physics systems

System simulation

Levels of simulation, network simulation

Transient problems

Non-linear problems

Introduction to Comsol

Application to thermal, electric, electromagnetic, mechanical and fluidic problems

Literatur

M. Kasper: Mikrosystementwurf, Springer (2000)

S. Senturia: Microsystem Design, Kluwer (2001)

Lehrveranstaltung L0684: Microsystem Design
Typ Laborpraktikum
SWS 3
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 48, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Manfred Kasper
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0919: Praktischer Schaltungsentwurf analog und digital

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Praktischer Schaltungsentwurf analog (L0692) Laborpraktikum 2 3
Praktischer Schaltungsentwurf digital (L0694) Laborpraktikum 2 3
Modulverantwortlicher NN
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Grundkenntnisse von Halbleiterbauelementen und in der Halbleiterschaltungstechnik
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the structure and philosophy of the software framework for circuit design.
  • Students can determine all necessary input parameters for circuit simulation.
  • Students know the basics physics of the analog behavior.
  • Students are able to explain the functions of the logic gates of their digital design.
  • Students can explain the algorithms of checking routines.
  • Students are able to select the appropriate transistor models for fast and accurate simulations.


Fertigkeiten
  • Students can activate and execute all necessary checking routines for verification of proper circuit functionality.
  • Students are able to run the input desks for definition of their electronic circuits.
  • Students can define the specifications of the electronic circuits to be designed.
  • Students can optimize the electronic circuits for low-noise and low-power.
  • Students can develop analog circuits for mobile medical applications.
  • Students can define the building blocks of digital systems.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Students are trained to work through complex circuits in teams.
  • Students are able to share their knowledge for efficient design work.
  • Students can help each other to understand all the details and options of the design software.
  • Students are aware of their limitations regarding circuit design, so they do not go ahead, but they involve experts when required.
  • Students can present their design approaches for easy checking by more experienced experts.


Selbstständigkeit
  • Students are able to realistically judge the status of their knowledge and to define actions for improvements when necessary.
  • Students can break down their design work in sub-tasks and can schedule the design work in a realistic way.
  • Students can handle the complex data structures of their design task and document it in consice but understandable way.
  • Students are able to judge the amount of work for a major design project.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung Informations- und Kommunikationstechnik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Systementwurf: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0692: Praktischer Schaltungsentwurf analog
Typ Laborpraktikum
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten NN
Sprachen DE
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Input desk for circuits
  • Algorithms for simulation
  • MOS transistor model
  • Simulation of analog circuits
  • Placement and routing     
  • Generation of layouts
  • Design checking routines
  • Postlayout simulations



Literatur Handouts to be distributed
Lehrveranstaltung L0694: Praktischer Schaltungsentwurf digital
Typ Laborpraktikum
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten NN
Sprachen DE
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Definition of specifications
  • Architecture studies
  • Digital simulation flow
  • Philosophy of standard cells
  • Placement and routing of standard cells
  • Layout generation
  • Design checking routines


Literatur Handouts will be distributed

Modul M0930: Semiconductor Seminar

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Halbleiterseminar (L0760) Seminar 2 2
Modulverantwortlicher Dr. Dietmar Schröder
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Bachelor of Science

Semiconductors

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Students can explain the most important facts and relationships of a specific topic from the field of semiconductors.
Fertigkeiten

Students are able to compile a specified topic from the field of semiconductors and to give a clear, structured and comprehensible presentation of the subject. They can comply with a given duration of the presentation. They can write in English a summary including illustrations that contains the most important results, relationships and explanations of the subject.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Students are able to adapt their presentation with respect to content, detailedness, and presentation style to the composition and previous knowledge of the audience. They can answer questions from the audience in a curt and precise manner.
Selbstständigkeit Students are able to autonomously carry out a literature research concerning a given topic. They can independently evaluate the material. They can self-reliantly decide which parts of the material should be included in the presentation.
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 2
Prüfung Referat
Prüfungsdauer und -umfang 15 Minuten Vortrag + 5-10 Minuten Diskussion + 2 Seiten schriftliche Zusammenfassung
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Nanoelektronik und Mikrosystemtechnik: Wahlpflicht
Materialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0760: Semiconductor Seminar
Typ Seminar
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Dietmar Schröder, Prof. Manfred Kasper, Prof. Wolfgang Krautschneider, Prof. Manfred Eich, Prof. Hoc Khiem Trieu
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

Prepare, present, and discuss talks about recent topics from the field of semiconductors. The presentations must be given in English.

Evaluation Criteria:

  • understanding of subject, discussion, response to questions
  • structure and logic of presentation (clarity, precision)
  • coverage of the topic, selection of subjects presented
  • linguistic presentation (clarity, comprehensibility)
  • visual presentation (clarity, comprehensibility)
  • handout (see below)
  • compliance with timing requirement.

Handout:
Before your presentation, it is mandatory to distribute a printed
handout (short abstract) of your presentation in English language. This must be no
longer than two pages A4, and include the most important results,
conclusions, explanations and diagrams.

Literatur

Aktuelle Veröffentlichungen zu dem gewählten Thema

Modul M0918: Grundlagen des IC-Entwurfes

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Grundlagen des IC-Entwurfes (L0766) Vorlesung 2 3
Grundlagen des IC-Entwurfes (L1057) Laborpraktikum 2 3
Modulverantwortlicher NN
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen der Elektrotechnik und von elektronischen Bauelementen sowie Schaltkreisen
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Studierende können die Grundstruktur des Schaltkreissimulationsprogrammes SPICE erklären.
  • Studierende sind in der Lage, die Unterschiede zwischen den verschiedenen MOS-Transistormodellen des Programmes SPICE zu erläutern
  • Studierende können die verschiedenen Konzepte für die Hardware-Realisation von elektronischen Schaltungen angeben.
  • Studierende können Konzepte zum Design for Testability erläutern.
  • Studierende sind in der Lage, Modelle zur Berechnung der Zuverlässigkeit elektronischer Schaltkreise zu diskutieren.


Fertigkeiten
  • Studierende können Eingabedaten für das Schaltkreissimulationsprogramm SPICE bestimmen.
  • Studierende sind in der Lage, die jeweils geeigneten MOS-Modellansätze für die Schaltkreissimulation auszuwählen.
  • Studierende das Kosten-Nutzen-Verhältnis unterschiedlicher Designansätze bestimmen.
  • Studierende können Losgrößen und Kosten für Zuverlässigkeitsanalysen bestimmen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Studierende können Designstudien gemeinsam mit einem oder mehreren Partnern erstellen.
  • Studierende können selbständig entscheiden, welche Designmethodik für ein gegebenes Problem am effektivsten zu einer Lösung führt.
  • Studierende können die Arbeitspakete für Designteams angeben.


Selbstständigkeit
  • Studierende sind fähig, die Stärken und Schwächen ihrer Designarbeit eigenständig einzuschätzen.
  • Studierende sind in der Lage, alle für den gesamten Designfluss erforderlichen Tools in geeigneter Weise zusammenzustellen.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 40 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0766: Grundlagen des IC-Entwurfes
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten NN
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Circuit-Simulator SPICE 
  • SPICE-Modelle für MOS-Transistoren
  • IC-Entwurf
  • Technologischer Aufbau von MOSFET-Schaltungen
  • Standardzellenentwurf
  • Gate-Array-Entwurf
  • Beispiele für Realisierungen von ASICs im Institut für Nanoelektronik
  • Zuverlässigkeit integrierter Schaltungen
  • Testen von integrierten Schaltkreisen
Literatur

R. J. Baker, „CMOS-Circuit Design, Layout, and Simulation“, Wiley & Sons, IEEE Press, 2010 

X. Liu, VLSI-Design Methodology Demystified; IEEE, 2009

N. Van Helleputte, J. M. Tomasik, W. Galjan, A. Mora-Sanchez, D. Schroeder, W. H. Krautschneider, R. Puers, A flexible system-on-chip (SoC) for biomedical signal acquisition and processing, Sensors and Actuators A: Physical, vol. 142, p. 361-368, 2008.


Lehrveranstaltung L1057: Grundlagen des IC-Entwurfes
Typ Laborpraktikum
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten NN
Sprachen DE/EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M1137: Technischer Ergänzungskurs für IMPMM - Bereich ET (laut FSPO)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Modulverantwortlicher NN
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Grundlegende Kenntnisse in Elektrotechnik, Physik, Halbleiterbauelemente und Mathematik auf Bachelor-Niveau.
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Da dieses Modul aus dem Modul-Katalog des Dekanats E frei gewählt werden kann, richtet sich die Fachkompetenz nach dem jeweils gewählten Fach.
Fertigkeiten

Da dieses Modul aus dem Modul-Katalog des Dekanats E frei gewählt werden kann, richten sich die zu erwerbenden Fertigkeiten nach dem jeweils gewählten Fach.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Studierende können mit einem der mehreren Partnern mit unterschiedlichem fachlichen Hintergrund effektiv zusammenarbeiten.
  • Studierende können selbständig alleine oder in einer kleinen Gruppe fachliche Probleme lösen und Fachfragen beantworten.
Selbstständigkeit
  • Studierende sind in der Lage, ihr erworbenes Wissen realistisch einzuschätzen.
  • Die Studierenden können Szenarien entwickeln, um die Auswirkungen von moderner, mobiler Elektronik auf den zukünftigen Lebensstil der Gesellschaft einzuschätzen. 
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 180, Präsenzstudium 0
Leistungspunkte 6
Prüfung laut FSPO
Prüfungsdauer und -umfang laut FSPO
Zuordnung zu folgenden Curricula Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht

Modul M0678: Seminar Informationstechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Seminar Informationstechnik (L0448) Seminar 2 2
Modulverantwortlicher Prof. Gerhard Bauch
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Eine oder mehrere der Vorlesungen

  • Digital Communications
  • Mobile Communications
  • Information theory and coding
  • Modern Wireless Systems
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen


Fertigkeiten


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Die Studenten sind in der Lage im Rahmen einer Seminargruppe fachlich zu diskutieren.
Selbstständigkeit
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Leistungspunkte 2
Prüfung Referat
Prüfungsdauer und -umfang 30 Minuten Präsentation, Präsentationsmaterial, aktive Diskussion
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Nachrichten- und Kommunikationstechnik: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0448: Seminar Informationstechnik
Typ Seminar
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Gerhard Bauch
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe/SoSe
Inhalt wechselnde Themen
Literatur  je nach Thema

Modul M1130: Projektarbeit IMPMM

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Modulverantwortlicher NN
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Gute Kenntnisse in dem Design elektronischer Schaltkreise, im Aufbau von Mikroprozessorsystemen und für Signalverarbeitung sowie in der Handhabung von Softwarepaketen zur Simulation von elektrischen und physkalischen Vorgängen.
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Die Studentin oder der Student kann sich in einem wissenschaftliches Teilgebiet selbständig vertiefte Kenntnisse erarbeiten und in diesem Teilgebiet selbständig Lösungswege für wissenschaftliche Fragestellungen benennen.
Fertigkeiten

Die Studentin oder der Student ist in der Lage, wissenschafltiche Problemstellungen zu beschreiben und die selbständig erarbeiteten Lösungswege in einer gut struktierten Form umzusetzen.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Die Studentin oder der Student kann sich in kleine Teams von Wissenschaftlern integrieren und die von ihr oder ihm erarbeiteten Lösungsvorschläge im Team diskutieren. Sie oder er ist in der Lage, ihre oder seine Ergebnisse in klarer und gut strukturierter Form zu präsentieren.
Selbstständigkeit

Die Studentin oder der Student kann wissenschaftliche Arbeiten zeitgerecht durchführen und die Ergebnisse in ausführlicher und verständlicher Form dokumentieren. Sie oder er ist in der Lage, mögliche Probleme rechtzeitig zu erkennen und Lösungsvorschläge zu erarbeiten.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 480, Präsenzstudium 0
Leistungspunkte 16
Prüfung Projektarbeit (laut FSPO)
Prüfungsdauer und -umfang laut FSPO
Zuordnung zu folgenden Curricula Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Pflicht

Modul M1131: Technischer Ergänzungskurs für IMPMM - Bereich TUHH (laut FSPO)

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Modulverantwortlicher NN
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse

Grundlegende Kenntnisse in Elektrotechnik, Physik, Halbleiterbauelemente, Software und Mathematik auf Bachelor-Niveau.

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Da dieses Modul aus dem Modul-Katalog der TUHH frei gewählt werden kann, richtet sich die Fachkompetenz nach dem jeweils gewählten Fach.

Fertigkeiten

Da dieses Modul aus dem Modul-Katalog der TUHH frei gewählt werden kann, richten sich die zu erwerbenden Fertigkeiten nach dem jeweils gewählten Fach.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Studierende können mit einem der mehreren Partnern mit unterschiedlichem fachlichen Hintergrund effektiv zusammenarbeiten.
  • Studierende können selbständig alleine oder in einer kleinen Gruppe fachliche Probleme lösen und Fachfragen beantworten.
Selbstständigkeit
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 180, Präsenzstudium 0
Leistungspunkte 6
Prüfung laut FSPO
Prüfungsdauer und -umfang laut FSPO
Zuordnung zu folgenden Curricula Microelectronics and Microsystems: Kernqualifikation: Wahlpflicht

Fachmodule der Vertiefung Communication and Signal Processing

In der Vertiefungsrichtung Communication and Signal Processing erlernen die Studierenden sowohl die physikalischen und technischen Grundlagen moderner drahtgebundener und drahtloser Kommunikationssysteme als auch die Realisierung von technischen Ausführungsformen. Sie haben die Möglichkeit, ihre Kenntnisse in Richtung verschiedener Schwerpunkte, wie zum Beispiel Systeme für Audio- oder Videosignalprozessierung, auszubauen. Die Studierenden verstehen die Grundkonzepte dieser Systeme und können deren Grenzen erkennen. Mit Hilfe dieses Wissens können sie Verbesserungspotenzial identifizieren und Vorschläge für deren konkrete Umsetzung erarbeiten.

Alle Studierende müssen aus dieser Vertiefungsrichtung Lehrveranstaltungen mit einem Umfang von insgesamt 18 Leistungspunkten belegen.

Modul M0710: Hochfrequenztechnik

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Hochfrequenztechnik (L0573) Vorlesung 2 3
Hochfrequenztechnik (L0574) Hörsaalübung 2 2
Hochfrequenztechnik (L0575) Laborpraktikum 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Arne Jacob
Zulassungsvoraussetzungen Keine
Empfohlene Vorkenntnisse Grundlagen der Nachrichtentechnik, Halbleiterelektronik und elektronischer Schaltungen, Grundkenntnisse der Wellenausbreitung aus den Vorlesungen Leitungstheorie und Theoretische Elektrotechnik.


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können Phänomene bei der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in unterschiedlichen Frequenzbändern erklären. Sie können Übertragungssysteme und die darin enthaltenen Komponenten beschreiben. Sie können einen Überblick über unterschiedliche Antennentypen geben und die grundlegenden Kenngrößen von Antennen beschreiben. Sie können das Rauschen von linearen Schaltungen erklären, Schaltungsvarianten anhand von Kenngrößen vergleichen und für unterschiedliche Situationen die jeweils am besten geeignete wählen.

Fertigkeiten

Die Studierenden sind in der Lage, die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen zu berechnen. Sie können komplette Übertragungssysteme analysieren und einfache Empfängerschaltungen auslegen. Sie können die Eigenschaften und Kenngrößen von einfachen Antennen und Gruppenstrahlern anhand aus der Geometrie berechnen. Sie können das Rauschen von Empfängern und den Signal-zu-Rausch-Abstand von kompletten Übertragungssystemen berechnen. Die Studienenden können die erlerne Theorie in Praktikumsversuchen anwenden.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Die Studierenden führen während des Praktikums in Gruppen versuche durch. Sie dokumentieren, diskutieren und bewerten die Ergebnisse gemeinsam.


Selbstständigkeit

Die Studierenden sind fähig das erlernte Wissen mit ihren Vorkenntnissen aus anderen Vorlesungen zu verknüpfen. Sie können unter Anleitung für die Lösung spezifischer Probleme notwendige Daten aus externen Quellen, wie Normen oder Literatur, extrahieren und anwenden. Sie sind in der Lage eigenständig und mit Hilfe der Praktikumsumdrucke ihr Wissen in die Praxis umzusetzen.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Kernqualifikation: Pflicht
Information and Communication Systems: Vertiefung Kommunikationssysteme: Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Elektrotechnik: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Communication and Signal Processing: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0573: Hochfrequenztechnik
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Arne Jacob
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt

- Antennen: Berechnungsgrundlagen - Kenngrößen - Verschiedene Antennenformen

- Funkwellenausbreitung

- Sender: Leistungserzeugung mit Röhren - Sendeverstärker

- Empfänger: Vorverstärker - Überlagerungsempfang - Empfangsempfindlichkeit - Rauschen

- Ausgewählte Systembeispiele


Literatur

H.-G. Unger, „Elektromagnetische Theorie für die Hochfrequenztechnik, Teil I“, Hüthig, Heidelberg, 1988

H.-G. Unger, „Hochfrequenztechnik in Funk und Radar“, Teubner, Stuttgart, 1994

E. Voges, „Hochfrequenztechnik - Teil II: Leistungsröhren, Antennen und Funkübertragung, Funk- und Radartechnik“, Hüthig, Heidelberg, 1991

E. Voges, „Hochfrequenztechnik“, Hüthig, Bonn, 2004


C.A. Balanis, “Antenna Theory”, John Wiley and Sons, 1982

R. E. Collin, “Foundations for Microwave Engineering”, McGraw-Hill, 1992

D. M. Pozar, “Microwave and RF Design of Wireless Systems”, John Wiley and Sons, 2001

D. M. Pozar, “Microwave Engineerin”, John Wiley and Sons, 2005


Lehrveranstaltung L0574: Hochfrequenztechnik
Typ Hörsaalübung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Arne Jacob
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L0575: Hochfrequenztechnik
Typ Laborpraktikum
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Arne Jacob
Sprachen DE/EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0836: Communication Networks I - Analysis and Structure

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Analyse und Struktur von Kommunikationsnetzen (L0897) Vorlesung 2 2
Ausgewählte Themen der Kommunikationsnetze (L0899) Problemorientierte Lehrveranstaltung 2 2
Übung Kommunikationsnetze (L0898) Problemorientierte Lehrveranstaltung 1 2
Modulverantwortlicher Prof. Andreas Timm-Giel
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Fundamental stochastics
  • Basic understanding of computer networks and/or communication technologies is beneficial
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students are able to describe the principles and structures of communication networks in detail. They can explain the formal description methods of communication networks and their protocols. They are able to explain how current and complex communication networks work and describe the current research in these examples.

Fertigkeiten

Students are able to evaluate the performance of communication networks using the learned methods. They are able to work out problems themselves and apply the learned methods. They can apply what they have learned autonomously on further and new communication networks.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students are able to define tasks themselves in small teams and solve these problems together using the learned methods. They can present the obtained results. They are able to discuss and critically analyse the solutions.

Selbstständigkeit

Students are able to obtain the necessary expert knowledge for understanding the functionality and performance capabilities of new communication networks independently.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 110, Präsenzstudium 70
Leistungspunkte 6
Prüfung Kolloquium
Prüfungsdauer und -umfang 1,5 Stunden Kolloquium mit je drei Prüflingen, also ca. 30 min je Prüfling. Inhalt des Kolloquiums sind die Poster der vorhergehenden Postersession sowie die Lehrinhalte.
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung Computer and Software Engineering: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Nachrichten- und Kommunikationstechnik: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energietechnik: Wahlpflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung Informations- und Kommunikationstechnik: Wahlpflicht
Information and Communication Systems: Vertiefung Kommunikationssysteme: Wahlpflicht
Information and Communication Systems: Vertiefung Sichere und zuverlässige IT-Systeme, Schwerpunkt Netze: Wahlpflicht
Mechatronics: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Communication and Signal Processing: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0897: Analysis and Structure of Communication Networks
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Andreas Timm-Giel
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
Literatur
  • Skript des Instituts für Kommunikationsnetze
  • Tannenbaum, Computernetzwerke, Pearson-Studium


Further literature is announced at the beginning of the lecture.

Lehrveranstaltung L0899: Selected Topics of Communication Networks
Typ Problemorientierte Lehrveranstaltung
SWS 2
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 32, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Maciej Mühleisen
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Example networks selected by the students will be researched on in a PBL course by the students in groups and will be presented in a poster session at the end of the term.
Literatur
  • see lecture
Lehrveranstaltung L0898: Communication Networks Excercise
Typ Problemorientierte Lehrveranstaltung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Maciej Mühleisen
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Part of the content of the lecture Communication Networks are reflected in computing tasks in groups, others are motivated and addressed in the form of a PBL exercise.
Literatur
  • announced during lecture

Modul M0637: Advanced Concepts of Wireless Communications

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Weiterführende Konzepte der drahtlosen Kommunikation (L0297) Vorlesung 3 4
Weiterführende Konzepte der drahtlosen Kommunikation (L0298) Hörsaalübung 1 2
Modulverantwortlicher Dr. Rainer Grünheid
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Lecture "Signals and Systems"
  • Lecture "Fundamentals of Telecommunications and Stochastic Processes"
  • Lecture "Digital Communications"
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen Students are able to explain the general as well as advanced principles and techniques that are applied to wireless communications. They understand the properties of wireless channels and the corresponding mathematical description. Furthermore, students are able to explain the physical layer of wireless transmission systems. In this context, they are proficient in the concepts of multicarrier transmission (OFDM), modulation, error control coding, channel estimation and multi-antenna techniques (MIMO). Students can also explain methods of multiple access. On the example of contemporary communication systems (UMTS, LTE) they can put the learnt content into a larger context.
Fertigkeiten

Using the acquired knowledge, students are able to understand the design of current and future wireless systems. Moreover, given certain constraints, they can choose appropriate parameter settings of communication systems. Students are also able to assess the suitability of technical concepts for a given application.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Students can jointly elaborate tasks in small groups and present their results in an adequate fashion.
Selbstständigkeit Students are able to extract necessary information from given literature sources and put it into the perspective of the lecture. They can continuously check their level of expertise with the help of accompanying measures (such as online tests, clicker questions, exercise tasks) and, based on that, to steer their learning process accordingly. They can relate their acquired knowledge to topics of other lectures, e.g., "Fundamentals of Communications and Stochastic Processes" and "Digital Communications".
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 Minuten; Umfang: Inhalt von Vorlesung und Übung
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Nachrichten- und Kommunikationstechnik: Wahlpflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung Informations- und Kommunikationstechnik: Wahlpflicht
Information and Communication Systems: Vertiefung Kommunikationssysteme: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Communication and Signal Processing: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0297: Advanced Concepts of Wireless Communications
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Dozenten Dr. Rainer Grünheid
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

The lecture deals with technical principles and related concepts of mobile communications. In this context, the main focus is put on the physical and data link layer of the ISO-OSI stack.

In the lecture, the transmission medium, i.e., the mobile radio channel, serves as the starting point of all considerations. The characteristics and the mathematical descriptions of the radio channel are discussed in detail. Subsequently, various physical layer aspects of wireless transmission are covered, such as channel coding, modulation/demodulation, channel estimation, synchronization, and equalization. Moreover, the different uses of multiple antennas at the transmitter and receiver, known as MIMO techniques, are described. Besides these physical layer topics, concepts of multiple access schemes in a cellular network are outlined.

In order to illustrate the above-mentioned technical solutions, the lecture will also provide a system view, highlighting the basics of some contemporary wireless systems, including UMTS/HSPA, LTE, LTE Advanced, and WiMAX.


Literatur

John G. Proakis, Masoud Salehi: Digital Communications. 5th Edition, Irwin/McGraw Hill, 2007

David Tse, Pramod Viswanath: Fundamentals of Wireless Communication. Cambridge, 2005

Bernard Sklar: Digital Communications: Fundamentals and Applications. 2nd Edition, Pearson, 2013

Stefani Sesia, Issam Toufik, Matthew Baker: LTE - The UMTS Long Term Evolution. Second Edition, Wiley, 2011

Lehrveranstaltung L0298: Advanced Concepts of Wireless Communications
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Rainer Grünheid
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0645: Fibre and Integrated Optics

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Faseroptik und Integrierte Optik (L0363) Vorlesung 2 3
Faseroptik und Integrierte Optik (Übung) (L0365) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Manfred Eich
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Basic principles of electrodynamics and optics

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students can explain the fundamental mathematical and physical relations and technological basics of guided optical waves. They can describe integrated optical as well as fibre optical structures. They can give an overview on the applications of integrated optical components in optical signal processing.

Fertigkeiten

Students can generate models and derive mathematical descriptions in relation to fibre optical and integrated optical wave propagation. They can derive approximative solutions and judge factors influential on the components' performance.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz Students can jointly solve subject related problems in groups. They can present their results effectively within the framework of the problem solving course.
Selbstständigkeit

Students are capable to extract relevant information from the provided references and to relate this information to the content of the lecture. They can reflect their acquired level of expertise with the help of lecture accompanying measures such as exam typical exam questions. Students are able to connect their knowledge with that acquired from other lectures.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Leistungspunkte 4
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 40 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung HF-Technik, Optik und Elektromagnetische Verträglichkeit: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Communication and Signal Processing: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0363: Fibre and Integrated Optics
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Dr. Hagen Renner
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Theory of optical waveguides
  • Coupling to and from waveguides
  • Losses
  • Linear and nonlinear dspersion
  • Components and technical applications
Literatur

Bahaa E. A. Saleh, Malvin Carl Teich, Fundamentals of Photonics, Wiley 2007
Hunsperger, R.G., Integrated Optics: Theory and Technology, Springer, 2002
Agrawal, G.P.,Fiber-Optic Communication Systems, Wiley, 2002, ISBN 0471215716
Marcuse, D., Theory of Dielectric Optical Waveguides, Academic Press,1991, ISBN 0124709516
Tamir, T. (ed), Guided-Wave Optoelectronics, Springer, 1990

Lehrveranstaltung L0365: Fibre and Integrated Optics (Problem Solving Course)
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Dr. Hagen Renner
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt

See lecture Fibre and Integrated Optics

Literatur

See lecture Fibre and Integrated Optics

Modul M0550: Digital Image Analysis

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Digitale Bildanalyse (L0126) Vorlesung 4 6
Modulverantwortlicher Prof. Rolf-Rainer Grigat
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

System theory of one-dimensional signals (convolution and correlation, sampling theory, interpolation and decimation, Fourier transform, linear time-invariant systems), linear algebra (Eigenvalue decomposition, SVD), basic stochastics and statistics (expectation values, influence of sample size, correlation and covariance, normal distribution and its parameters), basics of Matlab, basics in optics

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students can

  • Describe imaging processes
  • Depict the physics of sensorics
  • Explain linear and non-linear filtering of signals
  • Establish interdisciplinary connections in the subject area and arrange them in their context
  • Interpret effects of the most important classes of imaging sensors and displays using mathematical methods and physical models.


Fertigkeiten

Students are able to

  • Use highly sophisticated methods and procedures of the subject area
  • Identify problems and develop and implement creative solutions.

Students can solve simple arithmetical problems relating to the specification and design of image processing and image analysis systems.

Students are able to assess different solution approaches in multidimensional decision-making areas.

Students can undertake a prototypical analysis of processes in Matlab.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz k.A.


Selbstständigkeit

Students can solve image analysis tasks independently using the relevant literature.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 Minuten, Umfang Vorlesung und Materialien im StudIP
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung Intelligence Engineering: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Nachrichten- und Kommunikationstechnik: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung Systemtechnik - Robotik: Wahlpflicht
Information and Communication Systems: Vertiefung Kommunikationssysteme, Schwerpunkt Signalverarbeitung: Wahlpflicht
Information and Communication Systems: Vertiefung Sichere und zuverlässige IT-Systeme, Schwerpunkt Software und Signalverarbeitung : Wahlpflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Vertiefung II. Informationstechnologie: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Communication and Signal Processing: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Technischer Ergänzungskurs: Wahlpflicht
Theoretischer Maschinenbau: Vertiefung Numerik und Informatik: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0126: Digital Image Analysis
Typ Vorlesung
SWS 4
LP 6
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Dozenten Prof. Rolf-Rainer Grigat
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Image representation, definition of images and volume data sets, illumination, radiometry, multispectral imaging, reflectivities, shape from shading
  • Perception of luminance and color, color spaces and transforms, color matching functions, human visual system, color appearance models
  • imaging sensors (CMOS, CCD, HDR, X-ray, IR), sensor characterization(EMVA1288), lenses and optics
  • spatio-temporal sampling (interpolation, decimation, aliasing, leakage, moiré, flicker, apertures)
  • features (filters, edge detection, morphology, invariance, statistical features, texture)
  • optical flow ( variational methods, quadratic optimization, Euler-Lagrange equations)
  • segmentation (distance, region growing, cluster analysis, active contours, level sets, energy minimization and graph cuts)
  • registration (distance and similarity, variational calculus, iterative closest points)
Literatur

Bredies/Lorenz, Mathematische Bildverarbeitung, Vieweg, 2011
Wedel/Cremers, Stereo Scene Flow for 3D Motion Analysis, Springer 2011
Handels, Medizinische Bildverarbeitung, Vieweg, 2000
Pratt, Digital Image Processing, Wiley, 2001
Jain, Fundamentals of Digital Image Processing, Prentice Hall, 1989

Modul M0552: 3D Computer Vision

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
3D Computer Vision (L0129) Vorlesung 2 3
3D Computer Vision (L0130) Gruppenübung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Rolf-Rainer Grigat
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Knowlege of the modules Digital Image Analysis and Pattern Recognition and Data Compression are used in the practical task
  • Linear Algebra (including PCA, SVD), nonlinear optimization (Levenberg-Marquardt), basics of stochastics and basics of Matlab are required and cannot be explained in detail during the lecture.
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students can explain and describe the field of projective geometry.

Fertigkeiten

Students are capable of

  • Implementing an exemplary 3D or volumetric analysis task
  • Using highly sophisticated methods and procedures of the subject area
  • Identifying problems and
  • Developing and implementing creative solution suggestions.

With assistance from the teacher students are able to link the contents of the three subject areas (modules)

  • Digital Image Analysis 
  • Pattern Recognition and Data Compression
    and 
  • 3D Computer Vision 

in practical assignments.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students can collaborate in a small team on the practical realization and testing of a system to reconstruct a three-dimensional scene or to evaluate volume data sets.

Selbstständigkeit

Students are able to solve simple tasks independently with reference to the contents of the lectures and the exercise sets.

Students are able to solve detailed problems independently with the aid of the tutorial’s programming task.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 60 Minuten, Umfang Vorlesung und Materialien im StudIP
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung Intelligence Engineering: Wahlpflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung Systemtechnik - Robotik: Wahlpflicht
Information and Communication Systems: Vertiefung Kommunikationssysteme, Schwerpunkt Signalverarbeitung: Wahlpflicht
Information and Communication Systems: Vertiefung Sichere und zuverlässige IT-Systeme, Schwerpunkt Software und Signalverarbeitung : Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Communication and Signal Processing: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0129: 3D Computer Vision
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Rolf-Rainer Grigat
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Projective Geometry and Transformations in 2D und 3D in homogeneous coordinates
  • Projection matrix, calibration
  • Epipolar Geometry, fundamental and essential matrices, weak calibration, 5 point algorithm
  • Homographies 2D and 3D
  • Trifocal Tensor
  • Correspondence search
Literatur
  • Skriptum Grigat/Wenzel
  • Hartley, Zisserman: Multiple View Geometry in Computer Vision. Cambridge 2003.
Lehrveranstaltung L0130: 3D Computer Vision
Typ Gruppenübung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Rolf-Rainer Grigat
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Modul M0738: Digital Audio Signal Processing

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Digitale Audiosignalverarbeitung (L0650) Vorlesung 3 4
Digitale Audiosignalverarbeitung (L0651) Hörsaalübung 1 2
Modulverantwortlicher Prof. Udo Zölzer
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Signals and Systems

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Die Studierenden können die grundlegenden Verfahren und Methoden der digitalen Audiosignalverarbeitung erklären. Sie können die wesentlichen physikalischen Effekte bei der Sprach- und Audiosignalverarbeitung erläutern und in Kategorien einordnen. Sie können einen Überblick der numerischen Methoden und messtechnischen Charakterisierung von Algorithmen zur Audiosignalverarbeitung geben. Sie können die erarbeiteten Algorithmen auf weitere Anwendungen im Bereich der Informationstechnik und Informatik abstrahieren.

Fertigkeiten

The students will be able to apply methods and techniques from audio signal processing in the fields of mobile and internet communication. They can rely on elementary algorithms of audio signal processing in form of Matlab code and interactive JAVA applets. They can study parameter modifications and evaluate the influence on human perception and technical applications in a variety of applications beyond audio signal processing. Students can perform measurements in time and frequency domain in order to give objective and subjective quality measures with respect to the methods and applications.

Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students can work in small groups to study special tasks and problems and will be enforced to present their results with adequate methods during the exercise.

Selbstständigkeit

The students will be able to retrieve information out of the relevant literature in the field and putt hem into the context of the lecture. They can relate their gathered knowledge and relate them to other lectures (signals and systems, digital communication systems, image and video processing, and pattern recognition). They will be prepared to understand and communicate problems and effects in the field audio signal processing.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 45 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung Intelligence Engineering: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Nachrichten- und Kommunikationstechnik: Wahlpflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung Systemtechnik - Robotik: Wahlpflicht
Information and Communication Systems: Vertiefung Sichere und zuverlässige IT-Systeme, Schwerpunkt Software und Signalverarbeitung : Wahlpflicht
Information and Communication Systems: Vertiefung Kommunikationssysteme, Schwerpunkt Signalverarbeitung: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Communication and Signal Processing: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0650: Digital Audio Signal Processing
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Udo Zölzer
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Introduction (Studio Technology,  Digital Transmission Systems, Storage Media, Audio Components at Home)

  • Quantization (Signal Quantization, Dither, Noise Shaping, Number Representation)

  • AD/DA Conversion (Methods, AD Converters, DA Converters, Audio Processing Systems, Digital Signal Processors, Digital Audio Interfaces, Single-Processor Systems, Multiprocessor Systems)

  • Equalizers (Recursive Audio Filters, Nonrecursive Audio Filters, Multi-Complementary Filter Bank)

  • Room Simulation (Early Reflections, Subsequent Reverberation, Approximation of Room Impulse Responses)

  • Dynamic Range Control (Static Curve, Dynamic Behavior, Implementation, Realization Aspects)

  • Sampling Rate Conversion (Synchronous Conversion, Asynchronous Conversion, Interpolation Methods)

  • Data Compression (Lossless Data Compression, Lossy Data Compression, Psychoacoustics, ISO-MPEG1 Audio Coding)

Literatur

- U. Zölzer, Digitale Audiosignalverarbeitung, 3. Aufl., B.G. Teubner, 2005.

- U. Zölzer, Digitale Audio Signal Processing, 2nd Edition, J. Wiley & Sons, 2005.


- U. Zölzer (Ed), Digital Audio Effects, 2nd Edition, J. Wiley & Sons, 2011.


 






Lehrveranstaltung L0651: Digital Audio Signal Processing
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Udo Zölzer
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Fachmodule der Vertiefung Microelectronics Complements

In der Vertiefungsrichtung Microelectronics Complements erweitern die Studierenden ihr Wissen in Richtung spezieller Anwendungsfelder, wie zum Beispiel die Anwendung von Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik in der Medizintechnik, die Verarbeitung digitaler Signale, dem Entwurf und Design von hochkomplexen integrierten Systemen oder von Netzen für optische Nachrichtenübertragung. Sie verfestigen so ihr theoretisches Wissen durch die Analyse von praktischen Anwendungsbeispielen und verknüpfen es mit den Anforderungen, die technische Realisierungen stellen.

Alle Studierende müssen aus dieser Vertiefungsrichtung Lehrveranstaltungen mit einem Umfang von insgesamt 18 Leistungspunkten belegen.

Modul M0921: Electronic Circuits for Medical Applications

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Medizinelektronik (L0696) Vorlesung 2 3
Medizinelektronik (L1056) Gruppenübung 1 2
Medizinelektronik (L1408) Laborpraktikum 1 1
Modulverantwortlicher NN
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse Fundamentals of electrical engineering
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Students can explain the basic functionality of the information transfer by the central nervous system
  • Students are able to explain the build-up of an action potential and its propagation along an axon
  • Students can exemplify the communication between neurons and electronic devices
  • Students can describe the special features of low-noise amplifiers for medical applications
  • Students can explain the functions of prostheses, e. g. an artificial hand
  • Students are able to discuss the potential and limitations of cochlea implants and artificial eyes


Fertigkeiten
  • Students can  calculate the  time dependent voltage behavior of an action potential
  • Students can give scenarios for further improvement of low-noise and low-power signal acquisition.
  • Students  can develop the block diagrams of prosthetic systems
  • Students can define the building blocks of electronic systems for an articifial eye.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
  • Students are trained to solve problems in the field of medical electronics in teams together with experts with different professional background.
  • Students are able to recognize their specific limitations, so that they can ask for assistance to the right time.
  • Students can document their work in a clear manner and communicate their results in a way that others can be involved whenever it is necessary


Selbstständigkeit
  • Students are able to realistically judge the status of their knowledge and to define actions for improvements when necessary.
  • Students can break down their work in appropriate work packages and schedule their work in a realistic way.
  • Students can handle the complex data structures of bioelectrical experiments without needing support.
  • Students are able to act in a responsible manner in all cases and situations of experimental work.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 40 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Medizintechnik: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Künstliche Organe und Regenerative Medizin: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Implantate und Endoprothesen: Wahlpflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Medizin- und Regelungstechnik: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Vertiefung Management und Administration: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Microelectronics Complements: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0696: Electronic Circuits for Medical Applications
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten NN
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Market for medical instruments
  • Membrane potential, action potential, sodium-potassium pump
  • Information transfer by the central nervous system
  • Interface tissue - electrode
  • Amplifiers for medical applications, analog-digital converters
  • Examples for electronic implants
  • Artificial eye, cochlea implant



Literatur

Kim E. Barret, Susan M. Barman, Scott Boitano and Heddwen L. Brooks

Ganong‘s Review of Medical Physiology, 24nd Edition, McGraw Hill Lange, 2010

Tier- und Humanphysiologie: Eine Einführung von Werner A. Müller (Author), Stephan Frings (Author), 657 p.,  4. editions, Springer, 2009

Robert F. Schmidt (Editor), Hans-Georg Schaible (Editor)

Neuro- und Sinnesphysiologie (Springer-Lehrbuch) (Paper back), 488 p., Springer, 2006, 5. Edition, currently online only
Russell K. Hobbie, Bradley J. Roth, Intermediate Physics for Medicine and Biology, Springer, 4th ed., 616 p., 2007

Vorlesungen der Universität Heidelberg zur Tier- und Humanphysiologie: http://www.sinnesphysiologie.de/gruvo03/gruvoin.htm

Internet: http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/


Lehrveranstaltung L1056: Electronic Circuits for Medical Applications
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten NN
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung
Lehrveranstaltung L1408: Electronic Circuits for Medical Applications
Typ Laborpraktikum
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten NN
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Market for medical instruments
  • Membrane potential, action potential, sodium-potassium pump
  • Information transfer by the central nervous system
  • Interface tissue - electrode
  • Amplifiers for medical applications, analog-digital converters
  • Examples for electronic implants
  • Artificial eye, cochlea implant
Literatur

Kim E. Barret, Susan M. Barman, Scott Boitano and Heddwen L. Brooks

Ganong‘s Review of Medical Physiology, 24nd Edition, McGraw Hill Lange, 2010

Tier- und Humanphysiologie: Eine Einführung von Werner A. Müller (Author), Stephan Frings (Author), 657 p.,  4. editions, Springer, 2009

Robert F. Schmidt (Editor), Hans-Georg Schaible (Editor)

Neuro- und Sinnesphysiologie (Springer-Lehrbuch) (Paper back), 488 p., Springer, 2006, 5. Edition, currently online only
Russell K. Hobbie, Bradley J. Roth, Intermediate Physics for Medicine and Biology, Springer, 4th ed., 616 p., 2007

Vorlesungen der Universität Heidelberg zur Tier- und Humanphysiologie: http://www.sinnesphysiologie.de/gruvo03/gruvoin.htm

Internet: http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/

Modul M0643: Optoelectronics I - Wave Optics

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Optoelektronik I: Wellenoptik (L0359) Vorlesung 2 3
Optoelektronik I: Wellenoptik (Übung) (L0361) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Manfred Eich
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Basics in electrodynamics, calculus


Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students can explain the fundamental mathematical and physical relations of freely propagating optical waves.
They can give an overview on wave optical phenomena such as diffraction, reflection and refraction, etc. 
Students can describe waveoptics based components such as electrooptical modulators in an application oriented way.



Fertigkeiten

Students can generate models and derive mathematical descriptions in relation to free optical wave propagation.
They can derive approximative solutions and judge factors influential on the components' performance.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students can jointly solve subject related problems in groups. They can present their results effectively within the framework of the problem solving course.


Selbstständigkeit

Students are capable to extract relevant information from the provided references and to relate this information to the content of the lecture. They can reflect their acquired level of expertise with the help of lecture accompanying measures such as exam typical exam questions. Students are able to connect their knowledge with that acquired from other lectures.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Leistungspunkte 4
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 40 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Nanoelektronik und Mikrosystemtechnik: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung HF-Technik, Optik und Elektromagnetische Verträglichkeit: Wahlpflicht
Materialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Microelectronics Complements: Wahlpflicht
Regenerative Energien: Vertiefung Solare Energiesysteme: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0359: Optoelectronics I: Wave Optics
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Manfred Eich
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
  • Introduction to optics
  • Electromagnetic theory of light
  • Interference
  • Coherence
  • Diffraction
  • Fourier optics
  • Polarisation and Crystal optics
  • Matrix formalism
  • Reflection and transmission
  • Complex refractive index
  • Dispersion
  • Modulation and switching of light
Literatur

Bahaa E. A. Saleh, Malvin Carl Teich, Fundamentals of Photonics, Wiley 2007 
Hecht, E., Optics, Benjamin Cummings, 2001
Goodman, J.W. Statistical Optics, Wiley, 2000
Lauterborn, W., Kurz, T., Coherent Optics: Fundamentals and Applications, Springer, 2002

Lehrveranstaltung L0361: Optoelectronics I: Wave Optics (Problem Solving Course)
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Manfred Eich
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt see lecture Optoelectronics 1 - Wave Optics
Literatur

see lecture Optoelectronics 1 - Wave Optics

Modul M0644: Optoelectronics II - Quantum Optics

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Optoelektronik II: Quantenoptik (L0360) Vorlesung 2 3
Optoelektronik II: Quantenoptik (Übung) (L0362) Gruppenübung 1 1
Modulverantwortlicher Prof. Manfred Eich
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse

Basic principles of electrodynamics, optics and quantum mechanics

Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen

Students can explain the fundamental mathematical and physical relations of quantum optical phenomena such as absorption, stimulated and spontanous emission. They can describe material properties as well as technical solutions. They can give an overview on quantum optical components in technical applications.

Fertigkeiten

Students can generate models and derive mathematical descriptions in relation to quantum optical phenomena and processes. They can derive approximative solutions and judge factors influential on the components' performance.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Students can jointly solve subject related problems in groups. They can present their results effectively within the framework of the problem solving course.


Selbstständigkeit

Students are capable to extract relevant information from the provided references and to relate this information to the content of the lecture. They can reflect their acquired level of expertise with the help of lecture accompanying measures such as exam typical exam questions. Students are able to connect their knowledge with that acquired from other lectures.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Leistungspunkte 4
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 40 Minuten
Zuordnung zu folgenden Curricula Elektrotechnik: Vertiefung Nanoelektronik und Mikrosystemtechnik: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung HF-Technik, Optik und Elektromagnetische Verträglichkeit: Wahlpflicht
Materialwissenschaft: Vertiefung Nano- und Hybridmaterialien: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Microelectronics Complements: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0360: Optoelectronics II: Quantum Optics
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Manfred Eich
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Generation of light
  • Photons
  • Thermal and nonthermal light
  • Laser amplifier
  • Noise
  • Optical resonators
  • Spectral properties of laser light
  • CW-lasers (gas, solid state, semiconductor)
  • Pulsed lasers
Literatur

Bahaa E. A. Saleh, Malvin Carl Teich, Fundamentals of Photonics, Wiley 2007
Demtröder, W., Laser Spectroscopy: Basic Concepts and Instrumentation, Springer, 2002
Kasap, S.O., Optoelectronics and Photonics: Principles and Practices, Prentice Hall, 2001
Yariv, A., Quantum Electronics, Wiley, 1988
Wilson, J., Hawkes, J., Optoelectronics: An Introduction, Prentice Hall, 1997, ISBN: 013103961X
Siegman, A.E., Lasers, University Science Books, 1986

Lehrveranstaltung L0362: Optoelectronics II: Quantum Optics (Problem Solving Course)
Typ Gruppenübung
SWS 1
LP 1
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 16, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Manfred Eich
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt see lecture Optoelectronics 1 - Wave Optics
Literatur

see lecture Optoelectronics 1 - Wave Optics

Modul M0925: Design of Highly Complex Integrated Systems and CAD Tools

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
CAD-Werkzeuge (L0698) Vorlesung 2 3
Design von hochkomplexen integrierten Systemen (L0699) Vorlesung 2 3
Modulverantwortlicher Prof. Volkhard Klinger
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
Fertigkeiten
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz
Selbstständigkeit
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Mündliche Prüfung
Prüfungsdauer und -umfang 40 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Microelectronics Complements: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0698: CAD Tools
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Volkhard Klinger
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
Literatur
Lehrveranstaltung L0699: Design of Highly Complex Integrated Systems
Typ Vorlesung
SWS 2
LP 3
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 62, Präsenzstudium 28
Dozenten Prof. Volkhard Klinger
Sprachen EN
Zeitraum SoSe
Inhalt
Literatur

Modul M0677: Digital Signal Processing and Digital Filters

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Digitale Signalverarbeitung und Digitale Filter (L0446) Vorlesung 3 4
Digitale Signalverarbeitung und Digitale Filter (L0447) Hörsaalübung 1 2
Modulverantwortlicher Prof. Gerhard Bauch
Zulassungsvoraussetzungen None
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Mathematics 1-3
  • Signals and Systems
  • Fundamentals of signal and system theory as well as random processes.
  • Fundamentals of spectral transforms (Fourier series, Fourier transform, Laplace transform)
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen The students know and understand basic algorithms of digital signal processing. They are familiar with the spectral transforms of discrete-time signals and are able to describe and analyse signals and systems in time and image domain. They know basic structures of digital filters and can identify and assess important properties including stability. They are aware of the effects caused by quantization of filter coefficients and signals. They are familiar with the basics of adaptive filters. They can perform traditional and parametric methods of spectrum estimation, also taking a limited observation window into account.
Fertigkeiten The students are able to apply methods of digital signal processing to new problems. They can choose and parameterize suitable filter striuctures. In particular, the can design adaptive filters according to the minimum mean squared error (MMSE) criterion and develop an efficient implementation, e.g. based on the LMS or RLS algorithm.  Furthermore, the students are able to apply methods of spectrum estimation and to take the effects of a limited observation window into account.
Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

The students can jointly solve specific problems.

Selbstständigkeit

The students are able to acquire relevant information from appropriate literature sources. They can control their level of knowledge during the lecture period by solving tutorial problems, software tools, clicker system.

Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 124, Präsenzstudium 56
Leistungspunkte 6
Prüfung Klausur
Prüfungsdauer und -umfang 90 min
Zuordnung zu folgenden Curricula Computer Science: Vertiefung Intelligence Engineering: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Nachrichten- und Kommunikationstechnik: Wahlpflicht
Elektrotechnik: Vertiefung Regelungs- und Energietechnik: Wahlpflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Vertiefung Systemtechnik - Robotik: Wahlpflicht
Information and Communication Systems: Vertiefung Kommunikationssysteme, Schwerpunkt Signalverarbeitung: Wahlpflicht
Mechanical Engineering and Management: Vertiefung Mechatronik: Wahlpflicht
Mechatronics: Vertiefung Intelligente Systeme und Robotik: Wahlpflicht
Microelectronics and Microsystems: Vertiefung Microelectronics Complements: Wahlpflicht
Lehrveranstaltung L0446: Digital Signal Processing and Digital Filters
Typ Vorlesung
SWS 3
LP 4
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 78, Präsenzstudium 42
Dozenten Prof. Gerhard Bauch
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt
  • Transforms of discrete-time signals:

    • Discrete-time Fourier Transform (DTFT)

    • Discrete Fourier-Transform (DFT), Fast Fourier Transform (FFT)

    • Z-Transform

  • Correspondence of continuous-time and discrete-time signals, sampling, sampling theorem

  • Fast convolution, Overlap-Add-Method, Overlap-Save-Method

  • Fundamental structures and basic types of digital filters

  • Characterization of digital filters using pole-zero plots, important properties of digital filters

  • Quantization effects

  • Design of linear-phase filters

  • Fundamentals of stochastic signal processing and adaptive filters

    • MMSE criterion

    • Wiener Filter

    • LMS- and RLS-algorithm

  • Traditional and parametric methods of spectrum estimation

Literatur

K.-D. Kammeyer, K. Kroschel: Digitale Signalverarbeitung. Vieweg Teubner.

V. Oppenheim, R. W. Schafer, J. R. Buck: Zeitdiskrete Signalverarbeitung. Pearson StudiumA. V.

W. Hess: Digitale Filter. Teubner.

Oppenheim, R. W. Schafer: Digital signal processing. Prentice Hall.

S. Haykin:  Adaptive flter theory.

L. B. Jackson: Digital filters and signal processing. Kluwer.

T.W. Parks, C.S. Burrus: Digital filter design. Wiley.

Lehrveranstaltung L0447: Digital Signal Processing and Digital Filters
Typ Hörsaalübung
SWS 1
LP 2
Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 46, Präsenzstudium 14
Dozenten Prof. Gerhard Bauch
Sprachen EN
Zeitraum WiSe
Inhalt Siehe korrespondierende Vorlesung
Literatur Siehe korrespondierende Vorlesung

Thesis

Modul M-002: Masterarbeit

Lehrveranstaltungen
Titel Typ SWS LP
Modulverantwortlicher Professoren der TUHH
Zulassungsvoraussetzungen
  • Laut ASPO § 24 (1):

    Es müssen mindestens 78 Leistungspunkte im Studiengang erworben worden sein. Über Ausnahmen entscheidet der Prüfungsausschuss.


Empfohlene Vorkenntnisse keine
Modulziele/ angestrebte Lernergebnisse Nach erfolgreicher Teilnahme haben die Studierenden die folgenden Lernergebnisse erreicht
Fachkompetenz
Wissen
  • Die Studierenden können das Spezialwissen (Fakten, Theorien und Methoden) ihres Studienfaches sicher zur Bearbeitung fachlicher Fragestellungen einsetzen.
  • Die Studierenden können in einem oder mehreren Spezialbereichen ihres Faches die relevanten Ansätze und Terminologien in der Tiefe erklären, aktuelle Entwicklungen beschreiben und kritisch Stellung beziehen.
  • Die Studierenden können eine eigene Forschungsaufgabe in ihrem Fachgebiet verorten, den Forschungsstand erheben und kritisch einschätzen.


Fertigkeiten
  • Die Studierenden sind in der Lage, für die jeweilige fachliche Problemstellung geeignete Methoden auszuwählen, anzuwenden und ggf. weiterzuentwickeln.
  • Die Studierenden sind in der Lage, im Studium erworbenes Wissen und erlernte Methoden auch auf komplexe und/oder unvollständig definierte Problemstellungen lösungsorientiert anzuwenden.
  • Die Studierenden können in ihrem Fachgebiet neue wissenschaftliche Erkenntnisse erarbeiten und diese kritisch beurteilen.


Personale Kompetenzen
Sozialkompetenz

Studierende können

  • eine wissenschaftliche Fragestellung für ein Fachpublikum sowohl schriftlich als auch mündlich strukturiert, verständlich und sachlich richtig darstellen.
  • in einer Fachdiskussion Fragen fachkundig und zugleich adressatengerecht beantworten und dabei eigene Einschätzungen überzeugend vertreten.


Selbstständigkeit

Studierende sind fähig,

  • ein eigenes Projekt in Arbeitspakete zu strukturieren und abzuarbeiten.
  • sich in ein teilweise unbekanntes Arbeitsgebiet des Studiengangs vertieft einzuarbeiten und dafür benötigte Informationen zu erschließen.
  • Techniken des wissenschaftlichen Arbeitens umfassend in einer eigenen Forschungsarbeit anzuwenden.


Arbeitsaufwand in Stunden Eigenstudium 900, Präsenzstudium 0
Leistungspunkte 30
Prüfung laut FSPO
Prüfungsdauer und -umfang laut FSPO
Zuordnung zu folgenden Curricula Bauingenieurwesen: Abschlussarbeit: Pflicht
Bioverfahrenstechnik: Abschlussarbeit: Pflicht
Chemical and Bioprocess Engineering: Abschlussarbeit: Pflicht
Computer Science: Abschlussarbeit: Pflicht
Elektrotechnik: Abschlussarbeit: Pflicht
Energie- und Umwelttechnik: Abschlussarbeit: Pflicht
Energietechnik: Abschlussarbeit: Pflicht
Environmental Engineering: Abschlussarbeit: Pflicht
Flugzeug-Systemtechnik: Abschlussarbeit: Pflicht
Global Innovation Management: Abschlussarbeit: Pflicht
Informatik-Ingenieurwesen: Abschlussarbeit: Pflicht
Information and Communication Systems: Abschlussarbeit: Pflicht
International Production Management: Abschlussarbeit: Pflicht
Internationales Wirtschaftsingenieurwesen: Abschlussarbeit: Pflicht
Joint European Master in Environmental Studies - Cities and Sustainability: Abschlussarbeit: Pflicht
Logistik, Infrastruktur und Mobilität: Abschlussarbeit: Pflicht
Materialwissenschaft: Abschlussarbeit: Pflicht
Mechanical Engineering and Management: Abschlussarbeit: Pflicht
Mechatronics: Abschlussarbeit: Pflicht
Mediziningenieurwesen: Abschlussarbeit: Pflicht
Microelectronics and Microsystems: Abschlussarbeit: Pflicht
Produktentwicklung, Werkstoffe und Produktion: Abschlussarbeit: Pflicht
Regenerative Energien: Abschlussarbeit: Pflicht
Schiffbau und Meerestechnik: Abschlussarbeit: Pflicht
Ship and Offshore Technology: Abschlussarbeit: Pflicht
Theoretischer Maschinenbau: Abschlussarbeit: Pflicht
Verfahrenstechnik: Abschlussarbeit: Pflicht
Wasser- und Umweltingenieurwesen: Abschlussarbeit: Pflicht