Typiske spørsmål til en muntlig eksamen i IN5490 RF MEMS, 2008

Like dokumenter
Typiske eksamensspørsmål innen emnet INF5490 RF MEMS, våren 2007

INF5490 RF MEMS. L6: RF MEMS svitsjer, II

INF5490 RF MEMS. L8: RF MEMS resonatorer II

INF5490 RF MEMS. L9: RF MEMS resonatorer III

INF5490 RF MEMS. F8: RF MEMS resonatorer II. V2007, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

INF5490 RF MEMS. F6: RF MEMS svitsjer, II. V2007, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

INF 5490 RF MEMS. L10: Mikromekaniske filtre

INF5490 RF MEMS. F9: RF MEMS resonatorer III. V2007, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

INF5490 RF MEMS. L8: RF MEMS svitsjer, II. V2007, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

INF5490 RF MEMS. F11: RF MEMS kapasitanser. V2007, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

INF5490 RF MEMS. L11: RF MEMS kapasitanser

INF 5490 RF MEMS. L15: Oppsummering, repetisjon

INF 5490 RF MEMS. F15: Oppsummering, repetisjon. V2007, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

INF L4: Utfordringer ved RF kretsdesign

Masteroppgaver høsten 2006

INF5490 RF MEMS. L5: RF MEMS svitsjer, I

Forelesning nr.7 INF 1411 Elektroniske systemer. Tidsrespons til reaktive kretser Integrasjon og derivasjon med RC-krester

INF 5490 RF MEMS. L12: RF MEMS induktanser

Forelesning nr.7 IN 1080 Elektroniske systemer. Spoler og induksjon Praktiske anvendelser Nøyaktigere modeller for R, C og L

INF 5490 RF MEMS. L7: RF MEMS faseskiftere. Resonatorer I

INF5490 RF MEMS. F3: Modellering, design og analyse. V2007, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

INF 5490 RF MEMS. F12: RF MEMS induktanser. V2007, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

INF5490 RF MEMS. L3: Modellering, design og analyse. V2008, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

INF5490 RF MEMS. F5: RF MEMS svitsjer, I. V2007, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

Forelesning nr.6 INF 1411 Elektroniske systemer

INF 5490 RF MEMS. L14: RF MEMS induktanser. V2008, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

RF MEMS basiskomponenter

Forelesning nr.6 INF 1411 Elektroniske systemer. Anvendelser av RC-krester Spoler og RL-kretser

INF 5490 RF MEMS. L9: RF MEMS faseskiftere. Resonatorer, I. V2007, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

UNIVERSITETET I OSLO

INF5490 RF MEMS. L7: RF MEMS svitsjer, I. V2008, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

Elektronikk. Elektromagnetiske effekter. Elektronikk Knut Harald Nygaard 1

En del utregninger/betraktninger fra lab 8:

Forelesning nr.7 INF Kondensatorer og spoler

Forelesning nr.6 INF 1411 Elektroniske systemer. Anvendelser av RC-krester Spoler og RL-kretser

Forelesning nr.6 INF 1411 Elektroniske systemer. Anvendelser av RC-krester Spoler og RL-kretser

01-Passivt Chebychevfilter (H00-4)

EKSAMENSOPPGAVE. Adm.bygget, Aud.max. ü Kalkulator med tomt dataminne ü Rottmann: Matematisk Formelsamling. rute

Forelesning nr.5 INF 1411 Elektroniske systemer. RC-kretser

Fasit og sensorveiledning eksamen INF1411 våren Oppgave 1 Strøm, spenning, kapasitans og resistans (Vekt 20 %) A) B) Figur 1

Forelesning nr.5 INF 1411 Elektroniske systemer

RF MEMS. Roar Midtflå. Master i elektronikk. Biveileder(e): Knut Nygård, Oslo University College

UNIVERSITETET I OSLO

Forelesning nr.7 INF 1411 Elektroniske systemer. Tidsrespons til reaktive kretser Integrasjon og derivasjon med RC-krester

Fasit og sensorveiledning eksamen INF1411 våren Oppgave 1 Strøm, spenning, kapasitans og resistans (Vekt 20 %) A) B) Figur 1

Forelesning nr.11 INF 1411 Elektroniske systemer

INF5490 RF MEMS. F14: Trådløse systemer med RF MEMS

Elektronikk. Elektromagnetiske effekter (3) Elektronikk Knut Harald Nygaard 1

INF5490 RF MEMS. L16: Trådløse systemer med RF MEMS. V2008, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

INF5490 RF MEMS. L14: Trådløse systemer med RF MEMS

Contents. Oppgavesamling tilbakekobling og stabilitet. 01 Innledende oppgave om ABC tilbakekobling. 02 Innledende oppgave om Nyquist diagram

UNIVERSITETET I OSLO

Kondensator. Symbol. Lindem 22. jan. 2012

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer

UNIVERSITETET I OSLO

Tolkning av måledata betinger kunnskap om egenskaper ved elektriske apparater. en kort innføring i disse for enkelte utbredte apparater

RF MEMS FILTRE BASERT PÅ DISKRESONATORER Master i elektronikk og datateknologi

Forelesning 4. Binær adder m.m.

Forelesning nr.5 INF 1411 Elektroniske systemer. RC-kretser

FYS1210. Repetisjon 2 11/05/2015. Bipolar Junction Transistor (BJT)

INF5490 RF MEMS. L3: Modellering, design og analyse

Halvledere. Vg1 Vg3 Antall elever: Maksimum 15 Varighet: 90 minutter. Passer for:

Forelesning nr.5 IN 1080 Mekatronikk. RC-kretser

Forelesning nr.14 INF 1410

INF 5490 RF MEMS. L4: Utfordringer ved RF kretsdesign. V2008, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

Oppsummering. BJT - forsterkere og operasjonsforsterkere

Oppgave 1. Komponenter i en målesløyfe: Hva er og hva gjør enhetene: 1,2,3,4 og 5? Oppgave 2

EKSAMENSOPPGAVE. Eksamen i: FYS Elektromagnetisme Fredag 31. august 2012 Kl 09:00 13:00 adm. Bygget, rom B154

(12) Oversettelse av europeisk patentskrift

UKE 5. Kondensatorer, kap. 12, s RC kretser, kap. 13, s Frekvensfilter, kap. 15, s kap. 16, s

7.3 RESISTANS - SPOLE - KONDENSATOR KOPLET I KOMBINASJONER 7.3 RESISTANS - SPOLE - KONDENSATOR KOPLET TIL VEKSELSTRØM I KOMBINASJONER

Treleder kopling - Tredleder kopling fordeler lednings resistansen i spenningsdeleren slik at de til en vis grad kanselerer hverandre.

Kondensator - Capacitor. Kondensator - en komponent som kan lagre elektrisk ladning. Symbol. Kapasitet, C. 1volt

g m = I C / V T g m = 1,5 ma / 25 mv = 60 ms ( r π = β / g m = 3k3 )

Forelesning nr.6 IN 1080 Elektroniske systemer. Strøm, spenning og impedans i RC-kretser Anvendelser av RC-krester

Forelesning nr.8 INF 1411 Elektroniske systemer. Dioder

g m = I C / V T = 60 ms r π = β / g m = 3k3

UKE 5. Kondensatorer, kap. 12, s RC kretser, kap. 13, s Frekvensfilter, kap. 15, s og kap. 16, s.

Forslag til løsning på eksamen i FY Forslag til løsning på eksamen i F -IN 204 og FY108 våren 2003.

Kondensator - Capacitor. Kondensator - en komponent som kan lagre elektrisk ladning. Symbol. Kapasitet, C = 1volt

D i e l e ktri ku m (i s o l a s j o n s s to ff) L a d n i n g i e t e l e ktri s k fe l t. E l e ktri s ke fe l tl i n j e r

FYS1210 Løsningsforslag Eksamen V2017

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Kondensator - Capacitor. Kondensator - en komponent som kan lagre elektrisk ladning. Symbol. Kapasitet, C = 1volt

Faglig råd elektro. Inger Vagle Svein Harald Larsen

Løsningsforslag eksamen inf 1410 våren 2009

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer. Vekselstrøm Kondensatorer

Kontrollspørsmål fra pensum

Forelesning nr.8 INF 1411 Elektroniske systemer

UTSETT EKSAMEN VÅREN 2006 SENSORTEORI. Klasse OM2 og KJK2

Elektronikk. Sammenkoplingsteknologi. Elektronikk Knut Harald Nygaard 1

Forelesning nr.4 IN 1080 Mekatronikk. Vekselstrøm Kondensatorer

UNIVERSITETET I OSLO.

Moro med spoler og kondensatorer!

Eivind, ED0 Ingeniørfaglig yrkesutøvelse og arbeidsmetoder Individuell fremføring

INF 5490 RF MEMS. F7: RF MEMS faseskiftere. Resonatorer I. V2007, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

NORGES LANDBRUKSHØGSKOLE Institutt for matematiske realfag og teknologi EKSAMEN I FYS135 - ELEKTROMAGNETISME

UNIVERSITETET I OSLO

Transkript:

Typiske spørsmål til en muntlig eksamen i IN5490 RF MEMS, 2008 Q1: Mikromaskinering Hva er hovedforskjellen mellom bulk og overflate mikromaskinering? Beskriv hovedtrinnene for å implementere en polysi c-c bjelke med en underliggende elektrode av polysi. Hvilke problemer ser du for deg når det gjelder å fjerne offerlag, og hvordan kan problemene unngås? Beskriv de typiske trekkene ved RIE etsing sammenlignet med en isotrop eller anisotrop våtetsing. Q2: Modellering av en parallell plate kondensator Hvilke krefter er involvert når du har en parallell plate kondensator der den ene platen er opphengt i en fjær og en så setter på en spenning mellom platene? Hva skjer når du øker spenningen? Q3: Modellering av et spring-mass-damper -system Sett opp transfer-funksjonen til et spring-mass-damper -system. Hvilke fysiske parametre bestemmer resonansfrekvensen og Q-faktoren? Hvordan ser den tilsvarende elektriske ekvivalenten ut? Beskriv noen sentrale trekk ved å analysere MEMS strukturer ved å bruke Finite Element Metoder sammenlignet med andre metoder. Hva er fordelene og ulempene? Q4: Pull-in effekt Hva består pull-in effekten i? For hvilke RF MEMS komponenter kan denne effekten være en fordel eller ulempe? Hvordan påvirker pull-in effekten operasjonen til en MEMS svitsj (kontakt-svitsj, kapasitiv svitsj)? Forklar hvorfor hysterese-egenskaper oppstår? Q5: Energi-domener Hvilke samsvarende effort og flow parametre har du i de forskjellige energi-domenene? Hvilke fordeler er det ved å benytte slike ekvivalenter? Hvordan transformerer du mekaniske komponenter til elektriske ekvivalenter? I hvilke tilfeller kan du erstatte en generell elektromekanisk transduser med en enkel transformator? Hva bestemmer vindingstallet til transformatoren i det tilfellet at transdusereren er en to-plate kondensator? Q6: RF transmisjon Beskriv typiske trekk ved overføring av RF signaler sammenlignet med lav-frekvens overføring.

Hvordan defineres den karakteristiske impedansen til en transmisjonslinje, og hva forteller den parameteren deg? Hvis du har en tapsfri transmisjonslinje med en karakteristisk impedans, Z0, og en last, Z_load, hvordan kan du da oppnå a maksimal signaloverføring til lasten? Hva skjer hvis du har en åpen eller kortsluttet linje? Anta at en MEMS kontakt svitsj er plassert serielt i en transmisjonslinje som har en karakteristisk impedans Z0 både før og etter. Beregn refleksjonen (return loss) til signalet når svitsjen er åpen (ikke ledende). Q7: Seriell kontakt-svitsj Hvordan kan du realisere en cantilever bjelke seriell kontakt svitsj? Diskuter viktige og kritiske design parametre for svitsjen. Hvordan påvirkes ytelsen av materialvalg, separate aktiverings-elektroder, kontakt-resistans og -kapasitans, demping, aktiveringsspenning, eldring? Beregn insertion loss til signalet når svitsjen er ON (ledende) og når den karakteristiske impedansen til transmisjonslinja er Z0 både foran og etter svitsjen. Q8: Shunt kapasitiv svitsj Beskriv strukturen og operasjonen til en shunt kapasitiv svitsj av type c-c bjelke. Diskuter noen av de viktige og kritiske design parametrene for svitsjen, f.eks. separate kontroll-elektroder, overlappingen mellom elektrode-arealene, aktiverings-spenning, demping, gap, pull-inn spenning, dielektrisk materiale, oppheng, materialvalg. Hvilke faktorer influerer svitsje-hastigheten? Beregn refleksjonen (return loss) når den shunt kapasitive svitsjen er OFF (leder ikke RF) hvis den er plassert i en transmisjonslinje som har en karakteristisk impedans på Z0 både foran og bak svitsjen. Q9: MEMS faseskifter Hvordan kan du realisere en 2-bits digital MEMS faseskifter? Hvordan kan du realisere en faseskifter som er basert på distribuerte MEMS kapasitanser? Hvilke parametre bestemmer det faseskiftet som kan oppnås? Beskriv virkemåten til en refleksjons faseskifter. Hva er fordelen med denne? Q10: c-c bjelke som en resonator Beskriv struktur og operasjon til en c-c bjelke brukt som en resonator. Hvorfor settes det på en DC-spenning på resonator-bjelken? Hva er virkningen av det?

Hva er forholdet mellom kraften som virker på bjelken og bjelke-spenningen? Hvorfor ønsker du vanligvis å linearisere dette uttrykket? Hvordan kan det gjøres? Beskriv viktige faktorer som påvirker dempingen av en c-c beam. Hvordan kan du heve Q-faktoren til en c-c bjelke resonator? Hvordan kan du øke resonansfrekvensen? Q11: Lateral kam-resonator Beskriv struktur og operasjon til en lateral kam-struktur som benyttes som en resonator. Hvorfor settes det vanligvis en DC-spenning på den bevegelige strukturen ( shuttle )? Hva er virkningen? Hvilke parametre er kritiske for å oppnå en høy resonansfrekvens? Hvordan kan kam-resonatoren brukes til å realisere en oscillator? Q12: Modellering av kam-resonatoren Beskriv hovedtrekkene av hvordan du kan overføre en kam-resonator fra en mekanisk beskrivelse til en beskrivelse i det elektriske domenet ved å gjøre bruk av den elektromekaniske koblings-koeffisienten. Q13: free-free beam og disk resonatorer Beskriv struktur og operasjon til en free-free beam brukt som en resonator. Hva er fordelene ved å benytte en f-f- beam sammelignet med en c-c- beam? Hva er de kritiske parametrene for å kunne realisere en f-f- beam med optimal ytelse? Beskriv hvordan en disk resonatorer opererer. Hvilke er de kritiske design parametrene? Hva er fordelene sammenlignet med å bruke en bjelke-resonator? Q14: H-filter Beskriv struktur og operasjon til et mikromekanisk filter som implementeres som en H- struktur. Hvordan kan du modellere systemet? Hvilke faktorer bestemmer frekvens og båndbredde til et H-filter? Beskriv en typisk prosedyre for å konstruere et slikt filter. Hvordan kan båndbredden til filteret forandres på en enkel måte? Hvilke parametre bestemmer ytelsen til filteret?

Q15: Mikser-filter struktur Forklar hvordan H-filteret kan benyttes for å realisere en kombinert mikser-filter struktur. Hva slags signalprosessering kan strukturen utføre? Hvilke design-parametre er sentrale? Hvor i en generell RF transceiver kan en slik mikser-filter -blokk benyttes? Q16: MEMS filter-bank Beskriv strukturen og virkemåten til en RF MEMS filter-bank. Hva er fordelene og ulempene til en slik filter-bank? Q17: Q-faktor Hvordan er Q-faktoren definert? Hvordan kan du definere Q-faktoren for et RF MEMS filter, en kondensator og en induktor? Hvordan influerer Q-faktoren i resonator-tilbakekoblingen ( resonating tank ) på stabiliteten til en oscillator? Hva er forskjellen mellom å ha en høy eller lav Q-faktor? Beskriv noen av de faktorene som påvirker Q-faktoren hvis en resonator er realisert som en c-c bjelke, en f-f- bjelke eller som en disk (Radial Contour Mode Disk)? Q18: Justering av gapet (gap-tuning) til en MEMS kondensator Hva er hovedmetodene for å justere verdien av ( tune ) en RF MEMS kondensator? Beskriv hvordan en 3-plate tunbar MEMS kondensator kan realiseres. Hva er begrensningene, og hvilken tuning ratio kan oppnås? Hvordan virker en tunbar double air-gap MEMS kondensator? Hvordan kan du få en maksimal kapasitans-variasjon ut av en slik struktur? Beskriv hovedtrekkene i en implementasjon. Q19: Tunbar kam-kondensator Beskriv strukturen og virkemåten til en tunbar kam-kondensator. Hva er fordelene ved å benytte en slik struktur sammenlignet med å variere gapet ( gap tuning ). Hvilke begrensninger har du? Hvordan kan du benytte temperatur som en tunings mekanisme for kondensatorer? Q20: Planare RF MEMS induktorer Tegn et ekvivalent kretsskjema av en RF MEMS induktor og diskuter de forskjellige parasitt-bidragene. Hvordan kan strø-komponentene (parasittene) reduseres? Hvordan kan MEMS induktorer realiseres i planet (2-dimensjonale induktorer)?

Q21: Økning av ytelsen i en RF MEMS induktor Hvilke mekanismer har du for å øke L-verdien (induktansen) til en MEMS induktor? Hvordan påvirker dette Q-faktoren og selvresonans-frekvensen? Hvorfor kan det være en fordel å heve induktorer over jord-planet? Beskriv et eksempel. Q22: Skin-depth Forklar hva som skjer med fordelingen av strømtettheten i elektriske ledere når AC - frekvensen øker. Hva er skin-depth, og hvordan kommer denne effekten inn når en skal realisere RF MEMS induktorer? Hvordan kan virkningen av skin-depth minimaliseres for induktorer? Q23: RF MEMS pakking Hvilke faktorer gjør at pakking av RF MEMS er mer utfordrende enn å pakke IC-kretser? Hva trenger du å ta hensyn til? Hva er Microcaps? Hvorfor og hvordan brukes de? Q24: Integrering av MEMS og IC Hvordan kan du kombinere MEMS og integrerte kretser på en enkelt brikke (monolittisk integrasjon)? Beskriv typiske trekk (+/-) ved hoved-prosedyrene. Beskriv et eksempel på en post-cmos prosedyre. Q25: RF transceiver Beskriv typiske systemdeler i en RF transceiver. Hva er flaskehalsene for å miniatyrisere systemet, og hvor kan RF MEMS erstatte dagens komponenter? Hvilke fordeler kan oppnås? Hva er begrensningene? OS, 19/5-2008