Halbleitersensoren

Modulgruppe: Sensorik

In diesem Modul lernen Sie die die verschiedenen physikalischen Phänomene in den Halbleitern, die für das Erfassen physikalischer Größen und deren Umwandlung in elektrische Signale genutzt werden und können diese beschreiben.

Präsenztermin:

• Freitag, 5. Mai 2017, 9:30 Uhr

Einführung in das Modul

  

Modulhandbuch

Das Modulhandbuch finden Sie hier.

Inhalte des Moduls

  • Einführung
  • Tutorium über Halbleiterphysik
  • Tutorium über Operationsverstärker
  • Grundlagen über Systemtechnik
  • Halbleiterbasierende Detektionsmethoden für: Strahlungen (ionisierend und nicht-ionisierend), magnetische Felder, mechanische Kräfte (Kompression, Dehnung, Biegung, Druck), Temperatur

Lernziele

Die Fortschritte in der Mikroelektronik und der MEMS-Technologie haben die Landschaft der Sensortechnik revolutioniert. Traditionelle voluminöse, langsame
und teure Sensorsysteme konnten Dank neuer Technologien durch miniaturisierte und integrierte Smart-Sensoren auf Basis von Halbleitern ersetzt werden. Mit Hilfe der Halbleitersensoren wurden vielfältige Anwendungsbereiche erschlossen. Im Alltag begegnen wir ihnen beispielsweise in Form von Navigation- und Assistenzsystemen in Kraftfahrzeugen oder als Mikrophone, Beschleunigungssensoren, Kompass und Kameras in Mobiltelefonen. Neben der KFZ-Industrie und der mobilen Kommunikation werden Halbleitersensoren auch im Gesundheitswesen verwendet, um beispielsweise den Blutdruck oder die Körpertemperatur in Echtzeit zu erfassen. In diesem Modul werden den Teilnehmern die Grundlagen, Wirkweisen und Anwendungsbereiche verschiedener Sensoren vermittelt. Sie werden befähigt, eigenständig Sensoren zu entwickeln.
Nach der Belegung des Moduls kennen die Teilnehmer die verschiedenen physikalischen Phänomene in den Halbleitern, welche für das Erfassen physikalischer Größen und deren Umwandlung in elektrische Signale genutzt werden, und können diese beschreiben. Sie können außerdem verschiedene Halbleiterwerkstoffe, welche für die Herstellung von Sensoren verwendet werden, benennen und ihre Reaktion unter verschiedenen Bedingungen erklären. Bei der Entwicklung eines Halbleitersensors können die Teilnehmer unter den verschiedenen Halbleiterwerkstoffen das richtige Material auswählen. Sie können Sensorbeispiele für verschiedene Messbedürfnisse berechnen. Die Teilnehmer sind in der Lage, eine Messproblematik zu analysieren, die dazu geeigneten Sensortechniken zu vergleichen und eine eigene Problemlösung zu entwickeln. Dabei können sie die Sensoreinheit dimensionieren, um die Designspezifikationen zu erfüllen.

Lernsetting

Das Online-Studium findet im Selbststudium und in Form von Gruppenarbeit statt. Für das Selbststudium stehen Video-Vorlesungen, die Ihnen die Modulinhalte anschaulich darlegen, und ein ausführliches Skript bereit. Das Skript ist nach dem didaktischen Konzept der Universität Ulm für berufsbegleitend Studierende aufbereitet: es enthält beispielsweise Lernstopps, Multiple und Single Choice Fragen, Quizzes, Übungen, etc.

Ihr Mentor wird Ihnen in regelmäßigen Abständen Online-Sprechstunden in Form von Seminaren anbieten, die Ihnen bei der Bearbeitung der Übungsblätter helfen und Sie somit bei der Erarbeitung des Lernstoffs unterstützen. Außerdem steht ein weiteres Forum für den Austausch der Studierenden untereinander bereit.

Leseprobe des Studienbriefs

Leseprobe des Studienbriefs

Voraussetzungen

Für die erfolgreiche Teilnahme an diesem Modul ist es wichtig, die Grundlagen von Halbleiterbauelementen zu kennen.

Technische Voraussetzungen für die E-Learning-Lerneinheiten

Mindestens erforderlich sind:

  • Ein auf Windows 7 oder neuer, Linux oder OS X 10.9 basierender Desktop-Rechner oder Notebook
  • Aktuelle Version von Mozilla Firefox, Google Chrome, Safari oder Internet Explorer (11 oder neuer)
  • Aktuelle Version des Adobe Flash Plugin im Browser (lediglich für Online-Sprechstunde bzw. Online-Webinar benötigt)
  • Internet-Zugang via xDSL, Cable, LTE oder besser mit mindestens 2 Mbit/s in Downstream- und 192 kbit/s in Upstream-Richtung ("DSL 2000")

Empfohlen wird:

  • Ein auf Windows 7 oder neuer, Linux oder OS X 10.9 basierender Desktop-Rechner oder Notebook, Dual-Core oder mehr, 2 GHz oder mehr
  • Aktuelle Version von Mozilla Firefox, Google Chrome, Safari, IE 11 (oder neuer)
  • Aktuelle Version des Adobe Flash Plugin im Browser (lediglich für Online-Sprechstunde bzw. Online-Webinar benötigt)
  • Internet-Zugang via xDSL, Cable, LTE oder besser mit mindestens 6 Mbit/s in Downstream- und 576 kbit/s in Upstream-Richtung ("DSL 6000")

Leistungsnachweise

Die regelmäßige Teilnahme an Online-Foren unterstützt Sie bei der Erarbeitung der in kontinuierlichen Zeitabständen zu erarbeitenden und bei Ihrem Mentor abzugebenden Übungen. Das Bestehen dieser studienbegleitenden Übungen ist Voraussetzung für die Teilnahme an der schriftlichen Abschlussprüfung an der Universität Ulm. Detaillierte Informationen entnehmen Sie bitte der Modulbeschreibung im Modulhandbuch.

Zertifizierung

Bei erfolgreichem Abschluss des Moduls erhalten Sie ein Zertifikat sowie ein Supplement, das die Inhalte des Moduls als Übersicht auflistet. Im Supplement bestätigt Ihnen der Modulverantwortliche das Äquivalent von 5 Leistungspunkten nach ECTS.

Dozent

Dott. Alberto Pasquarelli
Lehrkraft im Institut für Elektronische Bauelemente und Schaltungen

  

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