BIO.kand Kandidaatintyö ja seminaari (10 op) Vastuuopettaja: erikoistutkija Markus Turunen Opintojakson asema: Kandidaatintyö ja seminaari S903-K Opintojakson taso: Kandidaatti Opetusperiodi: I-II, III-IV Työmäärä toteutustavoittain: Luennot 30t, seminaarityöskentely 18t, pienryhmätyöskentely 30t, ohjaus 12t, itsenäinen työskentely 180t Osaamistavoitteet: Kandidaattiseminaarin tavoitteena on, että opiskelija oppii hakemaan tieteellistä tietoa, muodostamaan tutkimussuunnitelman, työstämään tieteellistä tietoa tutkimussuunnitelman mukaisesti opinnäytteeksi ja raportoimaan opinnäytteensä tutkimustulokset tieteellisen esitystavan mukaisesti. Lisäksi tavoitteena on kehittää opiskelijan kykyä esittää opinnäytteensä julkisesti sekä argumentoimaan tieteellisesti arvioimalla muiden opiskelijoiden laatimia opinnäytetöitä. Kandidaatintyön ja kandidaattiseminaarin opintokokonaisuuden tavoitteena on: - luoda tiedonhaun - tieteellisen ajattelun - tiedon jäsentämisen ja käsittelyn sekä - kielen ja viestinnän taitoja. Sisältö: Kurssilla opetellaan tieteellistä ajattelua, tiedonhakua, tiedon jäsentämistä ja käsittelyä sekä kielen ja viestinnän taitoja. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luennot, harjoitustehtävät, seminaari (10%) ja kandidaattityö (90%). Oppimateriaali: Tutkimusraportin kirjoittamisen opas opinnäytetyön tekijöille, Ilkka Kauranen, Mikko Mustakallio, Virpi Palmgren, Espoo 2006. Opintojakson kotisivu: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/est.kand/ Ruotsinkielinen seminaariryhmä: http://www.tkk.fi/sv/studier/grundexamina/svenska_studier/kurser/ kandidatseminarium/ Arvosteluasteikko: Hyväksytty/ kiittäen hyväksytty / hylätty Opetuskieli: Suomi Lisätietoja: TKK:n kaikkien tutkinto-ohjelmien yhteinen ruotsinkielinen kandidaattiseminaari järjestetään kerran lukukaudessa. Ruotsinkielinen seminaari toimii tutkinto-ohjelmien suomenkielisten seminaarien alaopetustapahtumana. http://www.tkk.fi/sv/studier/ grundexamina/svenska_studier/kurser/kandidatseminarium/ BIO-opiskelijat OPETUS: su OPPIMATERIAALI: su, ru, en tai joku muu kieli SUORITTAMINEN: su, ru KURSSIKUVAUKSET: su, ru, en Luennoilla ja pienryhmissä on läsnäoloseuranta EST.kand Kandidaatintyö ja seminaari (10 op) Vastuuopettaja: erikoistutkija Markus Turunen Opintojakson asema: Kandidaatintyö ja seminaari S901-K Opintojakson taso: Kandidaatti Opetusperiodi: I-II, III-IV Työmäärä toteutustavoittain: Luennot 30t, seminaarityöskentely 18t, pienryhmätyöskentely 30t, ohjaus 12t, itsenäinen työskentely 180t Osaamistavoitteet: Kandidaattiseminaarin tavoitteena on, että opiskelija oppii hakemaan tieteellistä tietoa, muodostamaan tutkimussuunnitelman, työstämään tieteellistä tietoa 1
tutkimussuunnitelman mukaisesti opinnäytteeksi ja raportoimaan opinnäytteensä tutkimustulokset tieteellisen esitystavan mukaisesti. Lisäksi tavoitteena on kehittää opiskelijan kykyä esittää opinnäytteensä julkisesti sekä argumentoimaan tieteellisesti arvioimalla muiden opiskelijoiden laatimia opinnäytetöitä. Kandidaatintyön ja kandidaattiseminaarin opintokokonaisuuden tavoitteena on: luoda tiedonhaun tieteellisen ajattelun tiedon jäsentämisen ja käsittelyn sekä kielen ja viestinnän taitoja. Sisältö: Kurssilla opetellaan tieteellistä ajattelua, tiedonhakua, tiedon jäsentämistä ja käsittelyä sekä kielen ja viestinnän taitoja. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luennot, harjoitustehtävät, seminaari (10%) ja kandidaattityö (90%). Oppimateriaali: Tutkimusraportin kirjoittamisen opas opinnäytetyön tekijöille,ilkka Kauranen, Mikko Mustakallio, Virpi Palmgren, Espoo 2006. Opintojakson kotisivu: Suomenkielinen seminaariryhmä: https://noppa.tkk.fi/ noppa/kurssi/est.kand/ruotsinkielinen seminaariryhmä: http://www.tkk.fi/sv/studier/ grundexamina/svenska_studier/kurser/kandidatseminarium/ Arvosteluasteikko: hyväksytty/kiittäen hyväksytty/hylätty Opetuskieli: Suomi Lisätietoja: TKK:n kaikkien tutkinto-ohjelmien yhteinen ruotsinkielinen kandidaattiseminaari järjestetään kerran lukukaudessa. Ruotsinkielinen seminaari toimii tutkinto-ohjelmien suomenkielisten seminaarien alaopetustapahtumana. http://www.tkk.fi/sv/studier/ grundexamina/svenska_studier/kurser/kandidatseminarium/ EST-opiskelijatOPETUS: su OPPIMATERIAALI: su, ru, en tai joku muu kieli SUORITTAMINEN: su, ru KURSSIKUVAUKSET: su, ru, en Luennoilla, seminaareissa ja pienryhmissä on läsnäoloseuranta S-0.1050 Tekstien äärellä, kaunokirjallisuutta I (1-2 op) S-0.1051 Tekstien äärellä, kaunokirjallisuutta II (1-2 op) S-0.1104 Solubiologian perusteet (6 op) S-0.1501 Johdatus bioinformaatioteknologian opiskeluun (1 op) Vastuuopettaja: professori Ari Koskelainen S-0.1600 Introduction to Studies at AaltoELEC (1 cr) Evaluation: hyv Opintojaksot S-104.1011 Fysiikka Ia (3 op) Vastuuopettaja: opettava tutkija Sami Kujala Opetusperiodi: I Työmäärä toteutustavoittain: Kontaktiopetus: 33 h (Luennot 18h, laskuharjoitukset 12 h, tentti 3h) Itsenäinen opiskelu: 47 h 2
Osaamistavoitteet: Opiskelija ymmärtää ja tunnistaa klassisen mekaniikan ilmiöitä sekä osaa ratkaista niihin liittyviä ongelmia, ymmärtää Newtonin mekaniikan perusteet ja osaa soveltaa Newtonin lakeja kappaleiden liiketilan määrittämiseen, ymmärtää käsitteet energia ja energian säilyminen, työ ja voima sekä osaa soveltaa energiaperiaatteita mekaniikan ongelmien ratkaisemiseen, osaa soveltaa kurssin asioita tulevissa opinnoissa ja kurssin asioiden pohjalta osaa ottaa selville työelämässä tarvittavia tietoja ja taitoja. Sisältö: Fysiikan matemaattisia apuneuvoja; vektorilaskentaa, derivointia ja integrointia. Kinematiikka. Hiukkasen ja jäykän kappaleen dynamiikka. Työ ja energia. Vuorovaikutukset. Säilymislait. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luennot ja pakolliset harjoitukset. Tentti. Oppimateriaali: Young & Freedman: University Physics with Modern Physics, 12 painos. Luvut 1-10. Korvaavuudet: Korvaa yhdessä S-104.1012 Fysiikka Ib -kurssin kanssa kurssin S-104.1010 Fysiikka I Opetuskieli: Suomi S-104.1012 Fysiikka Ib (3 op) Vastuuopettaja: opettava tutkija Sami Kujala Opetusperiodi: II Työmäärä toteutustavoittain: Kontaktiopetus: 33 h (Luennot 18h, laskuharjoitukset 12 h, tentti 3h) Itsenäinen opiskelu: 47 h Osaamistavoitteet: Opiskelija ymmärtää ja tunnistaa klassisen mekaniikan ilmiöitä sekä osaa ratkaista niihin liittyviä ongelmia, ymmärtää aaltoliikettä kuvaavat lainalaisuudet ja osaa analysoida periodisessa värähtelytilassa olevia järjestelmiä, ymmärtää termodynamiikan perusperiaatteet ja osaa ratkaista termodynamiikan peruslaksuja, osaa arvioida lämpövoimakoneiden ominaisuuksia, osaa soveltaa kurssin asioita tulevissa opinnoissa ja kurssian asioiden pohjalta osaa ottaa selville työelämässä tarvittavia tietoja ja taitoja. Sisältö: Gravitaatio. Tasapainotehtävät. Nestevirtaukset. Värähdys- ja aaltoliike. Termodynamiikan perusteet. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luennot ja pakolliset harjoitukset. Tentti. Oppimateriaali: Young & Freedman: University Physics with Modern Physics, 12 painos. Luvut 11-20. Korvaavuudet: Korvaa yhdessä S-104.1011 Fysiikka Ia -kurssin kanssa kurssin S-104.1010 Fysiikka I Opetuskieli: Suomi S-104.1021 Fysiikka IIa (3 op) Vastuuopettaja: opettava tutkija Sami Kujala Opetusperiodi: III Työmäärä toteutustavoittain: Kontaktiopetus: 33 h (Luennot 18h, laskuharjoitukset 12 h, tentti 3h) Itsenäinen opiskelu: 47 h Osaamistavoitteet: Opiskelija ymmärtää käsitteet sähkökenttä ja magneettikentää, sekä tietää mitkä ilmiöt aikaansaavat em. kenttiä, tunnistaa sähkömagnetiikan perusilmiöt sekä miten ne ovat yhteydessä toisiinsa. Osaa sähkömagneettisia ilmiöitä kuvaavan matemaattisen formalismin perusteet ja osaa ratkaista matemaattisten työkalujen avulla yksinkertaisia sähkömagneettisia perusongelmia, ymmärtää miten perussuureiden aikariippuvuus johtaa sähkömagneettisiin aaltoihin. Osaa soveltaa kurssin asioita 3
tulevissa opinnoissa ja kurssin asioiden pohjalta osaa ottaa selville työelämässä tarvittavia taitoja ja tietoja. Sisältö: Sähkövaraus, -kenttä, -voima, Gaussin laki, sähköpotentiaali, kapasitanssi, magneettikenttä ja sen lähteet, induktio, induktanssi, säkömagneettiset aallot. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luennot ja pakolliset harjoitukset. Tentti. Oppimateriaali: Young & Freedman: University Physics with Modern Physics, 12 painos. Luvut 21-25, 27-30 ja 32 Korvaavuudet: Korvaa yhdessä S-104.1022 Fysiikka IIb -kurssin kanssa kurssin S-104.1020 Fysiikka II Opetuskieli: Suomi S-104.1022 Fysiikka IIb (3 op) Vastuuopettaja: opettava tutkija Sami Kujala Opetusperiodi: IV Työmäärä toteutustavoittain: Kontaktiopetus: 33 h (Luennot 18h, laskuharjoitukset 12 h, tentti 3h) Itsenäinen opiskelu: 47 h Osaamistavoitteet: Opiskelija ymmärtää valon kulkuun vaikuttavat perusperiaatteet ja - ilmiöt ja osaa ratkaista optiikan perusongelmia, ymmärtää kuvan muodostavien laitteiden toimintaperiaatteen sekä osaa laskea niiden perusominaisuuksia, tietää ja tunnistaa kvanttimekaniikan perusilmiöt ja osaa perusteet niiden kuvaamiseen käytettävästä matemaattisesta formalismista. Osaa soveltaa kurssin asioita tulevissa opinnoissa ja kurssin asioiden pohjalta osaa ottaa selville työelämässä tarvittavia taitoja ja tietoja. Sisältö: Valon luonne ja eteneminen, geometrinen optiikka, interferenssi, diffraktio, hiukkasten aaltoluonne, kvanttimekaniikan alkeita. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luennot ja pakolliset harjoitukset. Tentti. Oppimateriaali: Young & Freedman: University Physics with Modern Physics, 12 painos. Luvut 33-36 ja 39-40. Korvaavuudet: Korvaa yhdessä S-104.1021 Fysiikka IIa -kurssin kanssa kurssin S-104.1020 Fysiikka II Opetuskieli: Suomi S-104.1310 Fysiikan lisäkurssi I (SFT) (2 op) Vastuuopettaja: opettava tutkija Sami Kujala Opetusperiodi: I-II Työmäärä toteutustavoittain: Kontaktiopetus: 24 h (12 + 12) Tentti: 3h itsenäinen työskentely: 27 h Osaamistavoitteet: S-104.1011 ja S-104.1012 kurssien tietojen syventäminen. Sisältö: Laaja kurssi, joka syventää kursseja S-104.1011 ja S-104.1012 Fysiikka I. Suositellaan kurssien samanaikaista suorittamista. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti tai tentti + laskuharjoitukset Oppimateriaali: Young&Freedman: University Physics with Modern Physics, 12. painos Opetuskieli: Suomi S-104.1320 Fysiikan lisäkurssi II (SFT) (2 op) Vastuuopettaja: opettava tutkija Sami Kujala Opetusperiodi: III-IV 4
Työmäärä toteutustavoittain: Kontaktiopetus: 24 h (12 + 12) Tentti: 3h itsenäinen työskentely: 27 h Osaamistavoitteet: Kurssien S-104.1021 ja S-104.1022 tietojen syventäminen. Sisältö: Laaja kurssi, joka syventää kursseja S-104.1021 ja S-104.1022. Suositellaan kurssien samanaikaista suorittamista. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti tai tentti + laskuharjoitukset Oppimateriaali: Young&Freedman: University Physics, 12. painos Opetuskieli: Suomi S-104.3310 Optoelektroniikka (5 cr) Responsible teacher: professori Markku Sopanen Teaching period: IV Luennot: 12 x 2 = 24 h Laskuharjoitukset: 6 x 2 = 12 h Tentti: 3 h Itsenäinen opiskelu: 96 h Learning Outcomes: Optoelektronisten puolijohdekomponenttien fysiikan, toimintaperiaatteiden, teknisten ratkaisujen ja sovelluskohteiden tuntemus ja hallinta. Content: Optoelektronisten puolijohdekomponenttien fysiikkaa. Laserit, LEDit, detektorit, aurinkokennot, modulaattorit ja niiden käyttö optisessa tietoliikenteessä. Assessment Methods and Criteria: Tentti. Laskuharjoituksista lisäpisteitä tenttiin. Study Material: P. Bhattacharya: Semiconductor Optoelectronic Devices, 2nd edition, Prentice-Hall, 1997. Substitutes for Courses: Korvaa opintojakson S-104.371. Prerequisites: S-69.2101 tai vastaavat tiedot. S-104.3410 Fotoniikka ja integroitu optiikka (5 cr) Responsible teacher: Seppo Honkanen Teaching period: I Luennot 24 h (12 x 2h) Laskuharjoitukset 12 h (6 x 2h) Tentti 3h Omaa työtä 96h Learning Outcomes: Valokuitujen, integroidun optiikan ja optisten mikrosysteemien keskeisten materiaalien, rakenteiden ja valmistusteknologioiden tietämys ja hallinta. Optisten tietoliikennesovellusten ymmärtämys. Content: Valokuitujen, integroidun optiikan ja optisten mikrosysteemien keskeiset materiaalit, rakenteet ja valmistusteknologiat. Sovellukset ja käyttö optisessa tietoliikennetekniikassa ja antureissa. Ajankohtaisia erityisaiheita ja seminaariesitelmiä. Assessment Methods and Criteria: Tentti ja laskuharjoitukset. Study Material: Ilmoitetaan kurssin alkaessa Nopassa Substitutes for Courses: Korvaa kurssin S-104.374 S-104.3610 Nanotekniikka (5 cr) Responsible teacher: professori Harri Lipsanen 5
Teaching period: II Luennot 24 h (12 x 2h) Laskuharjoitukset 12 h (6 x 2h) Tentti 3h Omaa työtä 96h Learning Outcomes: Opiskelijat saavat laajan näkökulman poikkitieteelliseen nanotieteeseen ja -tekniikkaan. Content: Poikkitieteellinen nanotiede ja nanotekniikka sisältäen johdannon aiheisiin kuten nanolitografia, itseorganisoituminen, nanomikroskopia (SPM), fullereenit, hiilinanoputket, kvanttipisteet, molekyylielektroniikka, yksielektronikomponentit, kvanttilaskenta, magnetoresistanssi, nanoelektromekaaniset systeemit (NEMS), optoelektroniikan kvanttirakenteet, orgaaniset optoelektronisetnanorakenteet, fotonikiteet. Assessment Methods and Criteria: Tentti Study Material: Di Ventra et al: "Introduction to nanoscale science and technology" + luentokalvot Substitutes for Courses: Korvaa kurssin S-104.380. Course Homepage: S-104.3710 Nanoscience I: Introduction to Nanoscience (V) (3 cr) Teaching period: I Learning Outcomes: Kurssi tarjoaa laajan poikkitieteellisen katsauksen nanotieteeseen Content: Nanotiede I-IV on nanotieteen poikkitieteellinen kurssikokonaisuus Helsingin seudulla. Osa I on johdanto joka on avoin kaikille kiinnostuneille. Osat II-IV on suunnattu ensisijaisesti jatko-opiskelijoille. Assessment Methods and Criteria: Luennot, tentti Study Material: Sovitaan opettajan kanssa. Course Homepage: http://www.physics.helsinki.fi/courses/s/nanotiede/ Further Information: Lectured jointly with TKK and University of Helsinki, the same as Tfy-125.4001. S-104.3880 Optoelektroniikan ja nanotekniikan erikoistyö (V) (8 op) Vastuuopettaja: professori Harri Lipsanen Opetusperiodi: I,II,III,IV Sovittava opettajan kanssa Osaamistavoitteet: Syvällinen tiedon hankinta ja omaksuminen erikseen sovittavasta aiheesta Sisältö: Sisällöstä sovitaan vastaavan opettajan kanssa. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Erikoistyö on itsenäinen laboratoriotyö, suunnittelutehtävä tai kirjallisuuskatsaus. Oppimateriaali: Sovitaan opettajan kanssa. Korvaavuudet: Korvaa S-104.398. Lisätietoja: S-104.3910 Mikro- ja nanotekniikan laboratoriotyöt (4 cr) Responsible teacher: Dosentti Teppo Hakkarainen + assistentit Teaching period: I-IV 6
Learning Outcomes: Tutustuminen Mikro- ja nanotekniikan alan laboratoriotyöskentelyyn. Content: Viisi laboratoriotyötä mikro- ja nanotekniikan alalta. Assessment Methods and Criteria: Laboratoriotyöt ja työselostukset. Study Material: Laboratoriotöitä tukevaa kirjallisuutta. Ilmoitetaan erikseen. Evaluation: Hyväksytty/hylätty Further Information: Kurssin voi aloittaa joko syksyllä tai keväällä. S-104.3920 Nanotekniikan laboratoriotyöt (5 cr) Responsible teacher: akatemiatutkija Teppo Hakkarainen Teaching period: I-IV Learning Outcomes: Tutustuminen laboratoriotyöskentelyyn Content: Laboratoriotöitä nanotekniikan alalta. Assessment Methods and Criteria: Laboratoriotyöt ja työselostukset. Study Material: Vaihtelevaa töihin liittyvää kirjallisuutta. Evaluation: Hyväksytty/hylätty Further Information: Kurssin sisältö on sama kuin kurssilla S-104.3910. S-104.4350 Optoelektroniikan lisensiaattikurssi L (V) (10 op) Vastuuopettaja: professori Markku Sopanen Opetusperiodi: III-IV (Luennoidaan tarvittaessa) Osaamistavoitteet: Syvällinen tiedon omaksuminen ja hallinta optoelektroniikan ja fotoniikan alueilta. Sisältö: Vaihtuva-alainen kurssi. Aihepiirinä optoelektroniikka, fotoniikka ja yhdistepuolijohdeteknologiat. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Seminaariesitelmiä ja harjoituksia valitusta aiheesta. Tentti Oppimateriaali: Vaihtuvaa kirjallisuutta Korvaavuudet: korvaa S-104.383. Opetuskieli: Suomi pääosin Lisätietoja: Vaihtuvasisältöinen kurssi. Voidaan suorittaa useamman kerran. S-104.4650 Nanotekniikan lisensiaattikurssi L (V) (10 op) Vastuuopettaja: professori Harri Lipsanen Opetusperiodi: I-II (Luennoidaan tarvittaessa) Osaamistavoitteet: Syvällinen tieto ja ymmärrys valituista aiheista nanoteknologian alueelta Sisältö: Vaihtuva-alainen kurssi. Aihepiirinä nanorakenteiden valmistus, ominaisuudet ja sovellutukset. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Seminaariesitelmiä ja harjoituksia valitusta aiheesta. Korvaavuudet: Korvaa S-104.382. Lisätietoja: Vaihtuva-alainen kurssi. Voidaan suorittaa useamman kerran. S-104.4720 Nanoscience II: Nanostructures L (V) (5 cr) Responsible teacher: professori Harri Lipsanen Teaching period: II 7
Learning Outcomes: Kurssi tarjoaa laajan katsauksen poikkitieteelliseen nanotieteeseen Content: Nanotiede I-IV on nanotieteen poikkitieteellinen kurssikokonaisuus Helsingin seudulla. Osa I on johdanto joka on avoin kaikille kiinnostuneille. Osat II-IV on suunnattu ensisijaisesti jatko-opiskelijoille. Assessment Methods and Criteria: Luennot, tentti Study Material: Sovitaan opettajan kanssa Course Homepage: http://www.physics.helsinki.fi/courses/s/nanotiede/ Further Information: lectured jointly with TKK and University of Helsinki, the same as Tfy-125.4002. S-104.4890 Yksilöllinen opintojakso L (V) (1-10 op) Vastuuopettaja: professori Markku Sopanen; professori Harri Lipsanen Opetusperiodi: I, II, III, IV Sovitaan opettajan kanssa. Osaamistavoitteet: Yksilöllisen kurssin puitteissa on mahdollisuus suorittaa yksilöllisiä opintoja, joita vastaavia kursseja ei ole opetusohjelmassa. Sisältö: Yksilöllisen kurssin puitteissa on mahdollisuus suorittaa yksilöllisiä opintoja, joita vastaavia kursseja ei ole opetusohjelmassa. Sisällöstä ja laajuudesta sovitaan vastaavan opettajan kanssa. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Sovitaan opettajan kanssa. Oppimateriaali: Sovitaan opettajan kanssa. Korvaavuudet: korvaa S-104.391. Lisätietoja: Vaihtuvasisältöinen kurssi. Voidaan suorittaa useamman kerran. S-129.3001 Mikrofluidistiikka ja BioMEMS (5 cr) Responsible teacher: Sami Franssila Professor Teaching period: III-IV, even years, will be lectured in 2012 1 hour of lectures/week = 14 h 1 hour of exercises/week = 14 h Preparation for lectures 1h/week = 14 h Self-study for weekly assignments = 70 h Preparation for exam = 20 h Exam = 3 h Total = 135 h Learning Outcomes: The student can analyze fluid flow in microchannels. The student understands scaling of chemical microsystems. The student understands the special features of biological samples on chip. The student is able to list applications of miniturized fluidic devices Content: Fluid physics, surface science, polymer microfabriation, chemical applications, DNA, protein and cell biology applications. Assessment Methods and Criteria: Exam: 60% Weekly assignments: 60% (20% bonus possibility) The student must achieve at least 40% of maximum points both in exam and assignments. Study Material: Lecture slides.scientific articles. Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-129.3001/ 8
Registration for Courses: WebOodi Language of Instruction: English. S-129.3120 Sähköfysiikan erikoistyö (V) (2-10 cr) Responsible teacher: professori Ilkka Tittonen Teaching period: I-IV Content: Yleensä Micronovan tutkimusaloihin, kuten mikro- ja nanotekniikkaan tai fotoniikkaan, liittyvä itsenäinen tutkimustyö. Assessment Methods and Criteria: Kirjallinen raportti. Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-129.3120 S-129.3210 Mikrosysteemitekniikka (5 cr) Responsible teacher: professori Ilkka Tittonen Teaching period: I-II Lectures 28 h Case problems 14 h Own work 95 h Learning Outcomes: In the course the focus is on approximately 10 different topics that give a good background knowledge to design and model various microsystems. The topics are related to physics, mechanics, chemistry and also to biology. The idea is to focus to these topics and go more into details in a way that is not overlapping with basic courses in the beginning of the studies. After the course the students should be able to design and model systems that are related to the topics covered during the course. These topics include energy harvesting, fluid dynamics and even quantum mechanical effects. A major part of the course is aiming at using computer modelling in designing micro and nanosystems. Content: Physics of microsystems. Case studies of microsystems (electromechanical systems, diffusion, microfluids, thermal microsystems, BioMEMS, optically active biomarkers, quantum effects). Assessment Methods and Criteria: Examination (50%) and exercises (50%). Study Material: Handouts, possible book will be announced later Substitutes for Courses: Replaces S-108.186. Course Homepage:https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-129.3210/ Prerequisites: Basic courses in physics and mathematics during the candidate studies. Evaluation: 0-5 Registration for Courses: WebOodi Language of Instruction: English. S-129.3220 Mikrosysteemitekniikan laboratoriokurssi (5 cr) Responsible teacher: professori Samuli Franssila Teaching period: III-IV Introductory lectures = 2 h Cleanroom safety training = 3 h Pre-lab report = 20 h Lab work = 25 h Analysis of results = 40 h Final report writing = 45 h Total = 135 h 9
Learning Outcomes: The student is able to perform lithographic process on silicon wafers and to understand the other main fabrication processes in silicon microtechnology. The student is able to analyse electrical, thermal and optical behaviour of silicon infrared emitter and to explain device operation and malfunctions. Content: Working in the cleanroom under supervision and guidance of an assistant. Main processes in silicon microfabrication: lithography, metal and oxide deposition, plasma and wet etching, wafer cleaning, measurements to monitor fabrication processes. Electrical and optoelectronic measurements of the fabricated microdevices. Assessment Methods and Criteria: Prelab and safety questions: pass/pass with extra work/fail Final report: 100% (both report contents and style will be graded)the cleanroom safety training attendance is compulsory. Study Material: Handouts and scientific articles. Substitutes for Courses: S-108.187 Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-129.3220/ Prerequisites: Compulsory:MT-0.6061 or S-69.3123 Registration for Courses: WebOodi Language of Instruction: Lecture: English; group work in the cleanroom: English or Finnish depending on the students in the group. Further Information: This course has two codes, but can only be taken once. S-129.3310 Physics of Optical Communications L (5 cr) Responsible teacher: vanh tutkija Hanne Ludvigsen Teaching period: III-IV Lectures 10 x 2 h Lab work 2 x 2 h Exercises 8 x 2 h Learning Outcomes: The objective of the course is to acquire an understanding of the physical principles behind optical communications systems and components on a level that allows participation in research in the field. Content: Optical fibers, Photonic crystal fibers and other novel materials, Nonlinear processes, Propagation effects including solitons, Passive and active fiber components, Fiber lasers, Supercontinuum generation Assessment Methods and Criteria: 2 labworks: 1) Numerical modeling of dispersion in optical fibers (COMSOL Multiphysics) and 2) Supercontinuum generation in microstructured optical fiber The students return a report on the work entity that is composed of a modeling part (2 h) and a measurement part (2 h). Bonus points from home exercises (corresponding to max one problem in the exam).grading: exam 100% (compulsory lab works and half of the exercises) Study Material: G.P. Agrawal: Lightwave Technology; Components and Devices. John Wiley& Sons (2004) A. Bjarklev, J. Broeng, and A.S. Bjarklev, Photonic Crystal Fibres, Kluwer Academic Publisher, Boston/Dordrecht/London (2004) Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-129.3310/ Language of Instruction: In English. S-129.4000 Mikro- ja nanoteknologian henkilökohtainen kurssi L (V) (1-10 cr) 10
Responsible teacher: prof. Ilkka Tittonen Content: Voidaan sisällyttää soveltuvia tutkijakoulujen kursseja tai muita vastaavan opettajan kanssa yksilöllisesti sovittuja suorituksia. S-129.4003 Nanoscience III: Molecular Nanoscience L (V) (5 cr) Teaching period: III Content: Nanoscience I-IV are TKK and University of Helsinki interdisciplinary joint lectures held by some 30 experts in the field (at Kumpula, Otaniemi and Viikki campuses) Language of Instruction: English S-129.4005 Nanoforum L (V) (2 cr) Responsible teacher: professori Olli Ikkala Teaching period: IV (Spring) Learning Outcomes: After attending this seminar the student is expected to have a good idea about what kind of nanoresearch is currently carried out in the University of Helsinki and Aalto University. Content: Lectured jointly with University of Helsinki (experts from the Kumpula, Viikki and Meilahti campuses). Nanoforum is a two-day seminar on the latest research in the field of nanoscience. It will include lectures and seminar presentations about the research of Otaniemi, Biomedicum, Kumpula, and Viikki campuses. Assessment Methods and Criteria: Two-day seminar + exam Substitutes for Courses: Replaces S-129.4004 Nanoscience IV: Bionanoscience L (5 op) Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/tfy-125.4004 Prerequisites: Nanoscience I recommended Language of Instruction: English S-129.4210 Sähköfysiikan erikoiskurssi L (V) (2-5 op) Vastuuopettaja: professori Ilkka Tittonen Opetusperiodi: I-IV Sisältö: Tarkoitettu vuosittain vaihtuvaan aiheeseen (esim. nanotekniikka) tai vierailevan luennoitsijan erikoiskurssiksi. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti. Oppimateriaali: Ilmoitetaan kurssin alussa. Korvaavuudet: Korvaa opintojakson S-108.915. Opintojakson kotisivu: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-129.4210/ Esitiedot: Fysiikan peruskurssit. Opetuskieli: Suomi ja englanti. S-69.2101 Puolijohdeteknologian perusteet (5 op) Vastuuopettaja: professori Pekka Kuivalainen Opetusperiodi: I Työmäärä toteutustavoittain: 28+14(4+2) Osaamistavoitteet: Tavoitteena on oppia perusteet puolijohdefysiikasta, puolijohdekomponenttien toiminnasta ja valmistustekniikasta 11
Sisältö: Kvanttimekaniikan kertaus, puolijohteiden ja metallien energiavyörakenne, sähköiset ja optiset ominaisuudet, puolijohdekomponenttien toimintaperiaatteet ja valmistustekniikka. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti Kirjallisuus: Juha Sinkkonen (1996) Puoilijohdeteknologian perusteet. ISBN 951-22-3242-1 Oppimateriaali: J.Sinkkonen: Puolijohdeteknologian perusteet. Opintojakson kotisivu: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-69.2101/ Opetuskieli: Suomi Lisätietoja: Korvaa opintojakson S-69.101. S-69.2111 Mikro- ja nanoelektroniikan perusteet (5 op) Vastuuopettaja: professori Pekka Kuivalainen S-69.3105 Puolijohdeteknologian erikoistyö (5 op) Vastuuopettaja: professori Pekka Kuivalainen Opetusperiodi: I-IV Työmäärä toteutustavoittain: 0+120 Osaamistavoitteet: Opiskelija oppii perustiedot tieteellisestä tutkimuksesta ja kirjoittamisesta. Sisältö: Puolijohdemateriaaleista, komponenteista tai integroiduista piireistä suoritettavalla erikoistyöllä annetaan opiskelijalle syvällisemmät tiedot jostakin puolijohdetekniikan tutkimukseen liittyvästä erikoiskysymyksestä. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kirjallinen raportti. Opintojakson kotisivu: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-69.3105 Lisätietoja: Korvaa opintojakson S-69.129. S-69.3114 Microsensors (5 cr) Responsible teacher: tutkija Hele Savin Teaching period: IV 28+14(4+2) Learning Outcomes: The aim is to learn the fundamental principles of microsensors (miniature transducers) and to have an insight to the recent developments of their applications. Content: Physical principles, fabrication and applications of the following microsensors: Thermal, Radiation, Mechanical, Magnetic and (Bio)chemical. Assessment Methods and Criteria: Exercises and examination Study Material: J. Gardner: Microsensors -Principles and applications Substitutes for Courses: S-69.3104 Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-69.3114/ Prerequisites: S-69.2101 Basic Semiconductor Technology or corresponding knowledge Registration for Courses: Web-OODI S-69.3116 Puolijohdeteknologian laboratoriotyöt (5 op) Vastuuopettaja: tutkija Hele Savin Opetusperiodi: I-III 12
Työmäärä toteutustavoittain: 10+50 Osaamistavoitteet: Tutustua tavallisimpiin puolijohdeteknologian valmistusprosesseihin sekä aurinkokennon toimintaan suoritettujen mittausten avulla. Sisältö: Pii-aurinkokennojen prosessointi ja mittaukset Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Osallistuminen turvallisuusosion luennoille, aurinkokennojen prosessointiin ja mittauksiin sekä hyväksytyt esi- ja loppuselostukset Oppimateriaali: Opetusmonisteet Korvaavuudet: S-69.3106 Puolijohdeteknologian laboratoriotyöt II ja S-69.3107 Puolijohdeteknologian laboratoriotyöt I Opintojakson kotisivu: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-69.3116/ Esitiedot: S-69.2101 tai vastaavat tiedot Ilmoittautuminen: Web-OODI Lisätietoja: Turvallisuusosio periodilla I, puhdastilatyöskentely ja mittaukset periodilla II ja raportin kirjoittaminen periodilla III S-69.3122 Semiconductor Devices L (5 cr) Responsible teacher: professori Pekka Kuivalainen Teaching period: III 42+14(6+2) Learning Outcomes: The goal is to learn to model accurately the electrical properties of real semiconductor devices by developing models, which take into account the important second order effects not included in the simple ideal models. Content: Basics of semiconductor physics, physical properties of semiconductor devices, metal-semiconductor junction, pn-junction, bipolar transistor, JFET, MOS-strcuture, MOSFET, MESFET, SPICE-models and numerical device simulations. Assessment Methods and Criteria: Tentti Study Material: Handout "Physical Modeling of Semiconductor Devices" by P. Kuivalainen Substitutes for Courses: Korvaa opintojakson S-69.3102 Semiconductor Technology I Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-69.3122/ Prerequisites: S-69.2101 S-69.3123 Microfabrication (5 cr) Responsible teacher: professori Samuli Franssila Teaching period: I-II 2 hours of lectures/week = 24 h 1 hour of exercises/week = 12 h Self-preparation for lectures = 17 h Self-study for exercises = 69 h Preparation for exam = 10 h Exam = 3 h Total = 135 h Learning Outcomes: The student is able to design fabrication processes for simple silicon microdevices, and able to analyze fabrication processes of complex silicon microdevices. 13
Content: Silicon and thin film materials. Unit processes in microfabrication: lithography, etching, deposition, oxidation, doping, polishing, bonding. Process integration of MOS and MEMS devices. Cleanrooms, process equipment, yield and reliability. Lab demo. Assessment Methods and Criteria: Exam: 60% Compulsory exercises: 40% Bonus exercises: 25% The student must achieve at least 40% of maximum points both in exam and compulsory exercises. Bonus points will improve the grade. Study Material: Sami Franssila: Introduction to Microfabrication, 2 nd edition, John Wiley & Sons, 2010 (1 st edition can be used). Substitutes for Courses: S-69.3103 Semiconductor technology II MT-0.6031 Microsystems Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-69.3123 Prerequisites: Recommended prior studies: S-69.2101 Basics of semiconductor technology MT-0.2101 Materials physics Further Information: This course has two codes, but can only be taken once. S-69.4114 Elektronifysiikan lisensiaattikurssi II L (V) (8 cr) Responsible teacher: Prof Sami Franssila Teaching period: III-IV 1 hours of lectures/week = 12 h 2 hour of exercises/week = 24 h Self-study for weekly assignments = 140 h Preparation for exam = 20 h Exam = 4 h Total = 200 h Learning Outcomes: The student is able to design fabrication processes complex microdevices, and analyze materials-processing-operation relationships for silicon microdevices. Content: Silicon materials properties. Fabrication processes (deposition, etching, bonding,...). Process simulation. Process integration. Applications in microelectronics, MEMS, solar cells, microfluidics, packaging and other microdevices. Assessment Methods and Criteria: Open book exam: 60% Weekly assignments: 60% The student must achieve at least 40% of maximum points both in exam and assignments. Study Material: Scientific articles. General background reading: "Introduction to Microfabrication", 2 nd edition, John Wiley & Sons, 2010 (1 st edition can be used). Substitutes for Courses: Korvaa kurssin S-69.4111. Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-69.4114/ Prerequisites: Compulsory: S-69.3123 Microfabrication (same as MT-0.6061 Microfabrication ) 14
Further Information: This course has two codes, S-69.4114 Postgraduate Course in Electron Physics II and MT-0.7071 Advanced microtechnology, but can only be taken once. S-69.4123 Elektronifysiikan lisensiaattikurssi I L (8 cr) Responsible teacher: Docent Hele Savin Teaching period: I-II 28+14(4+2) Learning Outcomes: Familiarise with characterization techniques used by the modern semiconductor industy to measure diverse semiconductor materials and devices. Content: Full range of electrical and optical characterisation methods. Specialised chemical and physical techniques. Assessment Methods and Criteria: Lectures and home exercises Study Material: Schröder: Semiconductor materials and device characterization Substitutes for Courses: Replaces 69.4110. Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-69.4123/ S-69.4201 Materials for Electronics L (5 cr) Responsible teacher: professori Samuli Franssila Teaching period: III-IV 3 hours of PBL groupwork/week = 42 h 4 hours of self-study for PBL/week = 50 h Personal assignment = 25 h Preparation for exam = 15 h Exam = 3 h Learning Outcomes: The student is able to find information on electronic materials, analyze its validity, and assess its usefulness for applications in electronics, optics and microsystems. Content: Semiconductors, metals, insulators. Crystalline, polycrystalline and amorphous materials. Substrates, thin films, passivation materials. Sensing and actuation materials. Microelectronics, MEMS, sensors, microsystems, optoelectronics. Assessment Methods and Criteria: Open book exam: 60% Active participation in PBL groups: 40% Personal assignment: 20% (bonus) Study Material: Scientific articles and books Substitutes for Courses: MT-0.4506 Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-69.4201/ Prerequisites: Recommended: S-69.3123 Microfabrication (same as MT-0.6061 Microfabrication ) Registration for Courses: Web-OODI Further Information: This is a PBL course and active participation in weekly group work is essential. This course has two codes (S-69.4201 and MT-0.6071), but can only be taken once. S-87.1010 Elektroniikka I (5 op) Vastuuopettaja: vanh tutkija Marko Kosunen 15
Opetusperiodi: I - II Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 24 + 84 (2 + 2 + 7) Luennot 24 h (1 x 2h / vko, 12 kertaa): asioiden yleisesittely, motivointi. Paperilaskarit 24 h (1 x 2h / vko, 12 kertaa): matemaattinen johtaminen, laskeminen. Omaa työtä 84 h ( 1 x 7h / vko, 12 kertaa): luennoille valmistautuminen ja kertaus, laskarit ja omatoiminen laskeminen, tenttiin valmistautuminen ja kertaaminen. Osaamistavoitteet: Tuntea eri perusvahvistinkytkentöjen ominaisuudet ja ymmärtää niiden erot. Tuntea tavallisimmat esijännityskytkennät ja niiden rajoitukset. Tietää elektroniikkakomponenttien ja lohkojen taajuusriippuvuudesta ja muista epäideaalisuuksista aiheutuvat rajoitukset sekä osata analysoida niitä yksinkertaisissa tapauksissa. Ymmärtää CMOS- ja muiden tärkeimpien logiikkaperheiden toiminta sähköisellä tasolla. Sisältö: Vahvistimien mallit ja taajuusvaste. Pn-diodin toiminta ja diodikytkentöjä. Operaatiovahvistinkytkennät ja epäideaalisuuksien vaikutus. MOSFET- ja Bipolaariliitostransistorit ja -vahvistinkytkennät. Transistorien parasiittiset komponentit ja niiden vaikutus vahvistimien taajuusvasteeseen. Miller-efekti. CMOS-logiikka. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: 2 välikoetta tai tentti (100%). Oppimateriaali: Sedra - Smith: Microelectronic Circuits, 5th Edition, Oxford University Press, 1998 ja opetusmonisteita. Korvaavuudet: Korvaa opintojakson S-87.010. Opintojakson kotisivu: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-87.1010/ Esitiedot: S-55.1210 ja S-55.1220 tai S-55.1100 tai vastaavat tiedot Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: Kaikille kursseille ilmoittaudutaan WebOodissa. S-87.1030 Elektroniikan laboratoriotyöt (2 op) Vastuuopettaja: tutkija Sanna Heikkinen Opetusperiodi: I - II, III - IV Työmäärä toteutustavoittain: 0 + 30 + 20 (0 + 3 + 2) Laboratoriotyöskentely 30 h (1 x 3h / vko, 10 kertaa). Omaa työtä 20 h (1 x 2h / vko, 10 kertaa). Osaamistavoitteet: Kurssin jälkeen opiskelija tuntee sekä osaa käyttää elektroniikkasuunnittelussa käytettyjä perusmittalaitteita. Lisäksi opiskelija osaa rakentaa peruselektroniikkakytkentöjä käyttäen diskreettikomponentteja. Sisältö: Laboratoriotöissä saadaan ensimmäinen käytännön kosketus puolijohdekomponenttien, transistorien ja operaatiovahvistimien toimintaan. Negatiivinen ja positiivinen takaisinkytkentä, ajastus ym. Kurssi tukee kurssien S-87.1010 Elektroniikka I ja S-87.2020 Elektroniikka II opiskelua. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: 6 laboratoriotyötä (100%). Oppimateriaali: Opetusmoniste. Opintojakson kotisivu: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-87.1030 Esitiedot: S-87.1010 tai vastaavat tiedot Arvosteluasteikko: Hyväksytty / hylätty Ilmoittautuminen: Kaikille kursseille ilmoittaudutaan WebOodissa. Opetuskieli: Suomi S-87.2020 Elektroniikka II (5 op) Vastuuopettaja: Jussi Ryynänen Opetusperiodi: III - IV 16
Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 24 + 84 (2 + 2 + 7) Luennot 24 h (1 x 2h / vko, 12 kertaa): asioiden yleisesittely, motivointi. Paperilaskarit 24 h (1 x 2h / vko, 12 kertaa): matemaattinen johtaminen, laskeminen. Omaa työtä 84 h (1 x 7h / vko, 12 kertaa): luennoille valmistautuminen ja kertaus, laskarit ja omatoiminen laskeminen, tenttiin valmistautuminen ja kertaaminen. Osaamistavoitteet: Ymmärtää, mitä etuja saavutetaan tietyillä perusvahvistinkytkentöjen yhdistelmillä sekä analysoida niiden ominaisuuksia. Ymmärtää ja pystyä analysoimaan kohinan ja epälineaarisuuden vaikutusta vahvistimissa. Ymmärtää takaisinkytkennän vaikutus vahvistimen eri ominaisuuksiin ja analysoida tavallisimpia kytkentöjä. Tuntea tavallisimpia ylemmän tason lohkoja ja niiden toiminta ja suunnitteluperiaatteita. Sisältö: Useamman transistorin vahvistinkytkentöjä. Kohina ja epälineaarinen särö vahvistimissa. Vahvistimien takaisinkytkentä, stabiilius ja taajuuskompensointi. Suodatinja oskillaattorikytkentöjä. Vaihelukittu silmukka. A/D- ja D/A-muuntimet. Tehovahvistimet ja pääteasteet. Teholähteet. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: 2 välikoetta tai tentti (100%). Oppimateriaali: Sedra - Smith: Microelectronic Circuits (5th edition), Oxford University Press, 1998 ja opetusmonisteita. Korvaavuudet: Korvaa opintojakson S-87.020. Opintojakson kotisivu: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-87.2020/ Esitiedot: S-87.1010 Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: Kaikille kursseille ilmoittaudutaan WebOodissa. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. S-87.2113 Elektroniikan perusteet (ei S) (3 op) Vastuuopettaja: vanh tutkija Marko Kosunen Opetusperiodi: I - II, III - IV Työmäärä toteutustavoittain: 14 + 14 + 49 (2 + 2 + 7) Luennot 14 h (1 x 2h / vko, 7 kertaa): asioiden yleisesittely, motivointi. Paperilaskarit 14 h (1 x 2h / vko, 7 kertaa): matemaattinen johtaminen, laskeminen. Omaa työtä 49 h (1 x 7h / vko, 7 kertaa): luennoille valmistautuminen ja kertaus, laskarit ja omatoiminen laskeminen, tenttiin valmistautuminen ja kertaaminen. Osaamistavoitteet: Tuntea eri perusvahvistinkytkentöjen ominaisuudet ja ymmärtää niiden erot. Tuntea tavallisimmat esijännityskytkennät ja niiden rajoitukset. Tietää elektroniikkakomponenttien ja lohkojen taajuusriippuvuudesta ja muista epäideaalisuuksista aiheutuvat rajoitukset sekä osata analysoida niitä yksinkertaisissa tapauksissa. Ymmärtää CMOS- ja muiden tärkeimpien logiikkaperheiden toiminta sähköisellä tasolla. Sisältö: Vahvistimien taajuusvaste. Operaatiovahvistimen epäideaalisuuksien vaikutus. MOSFET- ja BJT-vahvistinkytkennät. Transistorien parasiittiset komponentit. Transistorivahvistimet taajuustasossa. Miller-efekti. CMOS-logiikka. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti (100%). Oppimateriaali: Opetusmoniste. Sedra - Smith: Microelectronic Circuits, 5th Edition, Oxford University Press, 1998 Korvaavuudet: Korvaa opintojakson S-87.113 Opintojakson kotisivu: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-87.2113/ Esitiedot: S-55.1210 ja S-55.1220 tai S-55.1100 tai vastaavat tiedot. Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: Kaikille kursseille ilmoittaudutaan WebOodissa. 17
S-87.2126 Elektroniikan perusteiden työt (ei S) (2 op) Vastuuopettaja: tutkija Sanna Heikkinen Opetusperiodi: I - II, III - IV Työmäärä toteutustavoittain: 0 + 30 + 20 (0 + 3 + 2) Laboratoriotyöskentely 30 h (1 x 3h / vko, 10 kertaa). Omaa työtä 20 h (1 x 2h / vko, 10 kertaa). Osaamistavoitteet: Kurssin jälkeen opiskelija tuntee sekä osaa käyttää elektroniikkasuunnittelussa käytettyjä perusmittalaitteita. Lisäksi opiskelija osaa rakentaa peruselektroniikkakytkentöjä käyttäen diskreettikomponentteja. Sisältö: Muille kuin elektroniikan ja sähkötekniikan tutkinto-ohjelman/koulutusohjelman opiskelijoille tarkoitettu, kurssia S-87.2113 täydentävä laboratoriokurssi, joka perehdyttää elektronisiin mittauksiin, komponenttien ja piirien ominaisuuksiin ja toimintaan sekä tutustuttaa piirien rakentamiseen. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Oppilaslaboratoriossa suoritettavat 5 laboratoriotyötä (100%). Oppimateriaali: Opetusmoniste. Korvaavuudet: Korvaa opintojakson S-87.126 Opintojakson kotisivu: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-87.2126 Esitiedot: S-87.2113 tai vastaavat tiedot. Arvosteluasteikko: Hyväksytty / hylätty Ilmoittautuminen: Kaikille kursseille ilmoittaudutaan WebOodissa. Opetuskieli: Suomi S-87.2900 Elektroniikan ja sähkötekniikan projektityö (5 op) Vastuuopettaja: Jussi Ryynänen Opetusperiodi: I - II, III - IV (Kurssin suoritusajankohta sovitaan erikseen kurssin vastuuopettajan kanssa) Työmäärä toteutustavoittain: Omaa työtä 125 h. Osaamistavoitteet: Tutustua käytännön suunnitteluun. Sisältö: Ryhmätyönä (3-5 henkeä) tehtävä elektroniikkalaitteen tai elektronisen osasysteemin prototyypin suunnittelu, toteuttaminen ja mittaaminen. Työhön voi sisältyä myös laitteen tai systeemin määrittelyä kohteena olevan sovelluksen pohjalta. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Suunnittelu- ja mittausraportti (100%). Opintojakson kotisivu: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-87.2900/ Esitiedot: S-87.2020 Arvosteluasteikko: 0-5 tai hyväksytty / hylätty. Ilmoittautuminen: Kaikille kursseille ilmoittaudutaan WebOodissa. S-87.3137 Integroitujen piirien suunnittelun perusteet (3 cr) Responsible teacher: professori Kari Halonen Teaching period: I 18 + 6 + 51 (3 + 1 + 8,5) Luennot 18 h (1 x 3h / vko, 6 kertaa): asioiden yleisesittely, motivointi. Paperilaskarit 6 h (1 x 1h / vko, 6 kertaa): matemaattinen johtaminen, laskeminen. Omaa työtä 51 h (1 x 8,5h / vko, 6 kertaa): luennoille valmistautuminen ja kertaus, laskarit ja omatoiminen laskeminen, tenttiin valmistautuminen ja kertaaminen. Learning Outcomes: Kurssilla opitaan suunnittelemaan yksiasteisia vahvistimia, operaatiovahvistimia, komparaattoreita, virta- ja jännitelähteitä CMOS-teknologioilla, 18
ymmärtämään transistoriparametrien vaikutusta piirisuunnitteluun ja piirikuviointia CMOSteknologialla. Content: Teknologialäheisen suunnittelun perusteet. Analogisten peruspiirirakenteiden mitoitus ja piirikuviosuunnittelu. Soveltuu myös integroitujen digitaalipiirien suunnittelun perusteiksi. Assessment Methods and Criteria: Pakolliset laskuharjoitukset (0 %) ja tentti (100 %). Study Material: Allen-Holberg: CMOS Analog Circuit Design, Oxford University Press, 1987 (Johns-Martin: Analog Integrated Circuit Design, John Wiley&Sons Inc., 1997). Substitutes for Courses: Korvaa opintojakson S-87.137. Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-87.3137/ Prerequisites: S-87.2020 Evaluation: 0-5 Registration for Courses: Kaikille kursseille ilmoittaudutaan WebOodissa. pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa suomeksi tai ruotsiksi. S-87.3141 Integroitujen analogiapiirien suunnittelu (3 cr) Responsible teacher: professori Kari Halonen Teaching period: II 18 + 6 + 51 (3 + 1 + 8,5) Luennot 18 h (1 x 3h / vko, 6 kertaa): asioiden yleisesittely, motivointi. Paperilaskarit 6 h (1 x 1h / vko, 6 kertaa): matemaattinen johtaminen, laskeminen. Omaa työtä 51 h (1 x 8,5h / vko, 6 kertaa): luennoille valmistautuminen ja kertaus, laskarit ja omatoiminen laskeminen, tenttiin valmistautuminen ja kertaaminen. Learning Outcomes: Kurssilla opitaan suunnittelemaan operaatiovahvistimia, siirtokonduktanssivahvistimia, täysin differentiaalisia vahvistimia sekä kertojapiirejä CMOS-teknologialla vaativiin sovellutuksiin. Content: Kurssi on jatkoa kurssille S-87.137. Integroitujen analogiapiirien vahvistinratkaisut. Laajakaistaiset, puskuroidut ja mikrotehovahvistimet. Vahvistuksen säätö. Komparaattorit. Kertojat. MOS- ja bipolaarirakenteet. Assessment Methods and Criteria: Pakolliset laskuharjoitukset (0 %) ja tentti (100 %). Study Material: Allen-Holberg: CMOS Analog Circuit Design, Holt, Rinehart and Winston Inc., 1987, (Johns-Martin: Analog Integrated Circuit Design, John Wiley&Sons Inc., 1997). Substitutes for Courses: Korvaa opintojakson S-87.141. Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-87.3141/ Prerequisites: S-87.3137 Evaluation: 0-5 Registration for Courses: Kaikille kursseille ilmoittaudutaan WebOodissa. pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa suomeksi tai ruotsiksi. S-87.3145 Analogiasysteemien integrointi L (5 cr) Responsible teacher: professori Kari Halonen Teaching period: III - IV 24 + 9 + 92 (2 + 1 + 7,67) Luennot 24 h (1 x 2h / vko, 12 kertaa): asioiden yleisesittely, motivointi. Paperilaskarit 9 h (1 x 1h / vko, 9 kertaa): matemaattinen johtaminen, laskeminen. Omaa työtä 92 h ( 1 x 7,67h / vko, 12 kertaa): luennoille valmistautuminen ja kertaus, laskarit ja omatoiminen laskeminen, tenttiin valmistautuminen ja kertaaminen. 19
Learning Outcomes: Kurssilla opitaan suunnittelemaan kytkettyihin kondensaattoreihin perustuvia suodattimia, aktiivisia RC-suodattimia, siirtokonduktanssi-kapasitanssi suodattimia, kytkettyihin virtalähteisiin perustuvia suodattimia, D/A-muuntimia ja A/Dmuuntimia käyttäen CMOS-teknologiaa. Content: Analogiasysteemin toteuttaminen integroituna piirinä. SC-suodattimet, integroidut A/D- ja D/A-muuntimet. Modulaattorit. Vaihelukitut silmukat. Lohkojen suoritusarvojen määrittely. Assessment Methods and Criteria: Pakolliset laskuharjoitukset (0 %) ja tentti (100 %). Study Material: Johns-Martin: Analog Integrated Circuit Design, John Wiley&Sons, Inc., 1997; Gregorian-Temes: Analog MOS Integrated Circuits for Signal Processing, John Wiley & Sons, Inc., 1986; Toumazou, Lidgey & Haigh: Analogue IC Design: The currentmode approach, Peter Peregrinus Ltd., 1990; Allen-Holberg: CMOS Analog Circuit Design, Holt, Rinehart and Winston Inc.; Razavi: Principles of Data Conversion System Design, IEEE Press, 1995. Substitutes for Courses: Korvaa opintojakson S-87.145. Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-87.3145/ Prerequisites: S-87.3137 Evaluation: 0-5 Registration for Courses: Kaikille kursseille ilmoittaudutaan WebOodissa. pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa suomeksi tai ruotsiksi. S-87.3148 Tietokoneavusteinen piirisuunnittelu (3 cr) Responsible teacher: vanh tutkija Marko Kosunen Teaching period: I - II 2 + 16 + 60 (2 + 1.6 + 6) Luennot 2 h (1 x 2h / vko, 1 kertaa): asioiden yleisesittely, motivointi. Itsenäiset tietokoneharjoitukset 16 h (1 x 1.6h / vko, 10 kertaa). Omaa työtä 60 h (1 x 6 h / vko, 10 kertaa). Learning Outcomes: Tavoitteena on oppia piirisuunnitteluohjelmistojen käytön perusteet. Content: Elektroniikan opiskelijoille tarkoitettu tietokoneavusteinen suunnittelukurssi, jossa harjaannutaan käyttämään piirisuunnitteluohjelmistoja systeemien ja integroitujen piirien suunnittelussa. Assessment Methods and Criteria: Harjoitustyöt (100%) Study Material: URL: http://www.ecdl.tkk.fi/~cad/ Substitutes for Courses: Korvaa opintojakson S-87.148. Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-87.3148/ Prerequisites: S-87.1010, S-87.2020 ja S-87.3137 Evaluation: Hyväksytty / hylätty Registration for Courses: Kaikille kursseille ilmoittaudutaan WebOodissa. S-87.3156 RF-piirien integrointi L (5 cr) Responsible teacher: Jussi Ryynänen Teaching period: III - IV (Vain parillisina vuosina) 22 + 20 + 80 (2 + 2 + 8) Luennot 22 h (1 x 2h / vko, 11 kertaa): asioiden yleisesittely, motivointi. Paperilaskarit 20 h (1 x 2h / vko, 10 kertaa): matemaattinen johtaminen, laskeminen. 20
Pakollinen harjoitustyö ja itsenäinen työskentely 80 h (1 x 8h / vko, 10 kertaa): integroidun RF-piirin suunnittelu, luennoille valmistautuminen ja kertaus, laskarit ja omatoiminen laskeminen, tenttiin valmistautuminen ja kertaaminen. Learning Outcomes: Kurssin jälkeen opiskelija tuntee RF-piirien suunnittelussa käytetyt integroitujen piirien perusrakenteet sekä osaa soveltaa näiden käyttöä eri lohkoihin. Lisäksi opiskelija tuntee integroitujen RF-piirien suunnittelussa käytetyt teknologiat sekä RF systeemisuunnittelun alkeet. Content: Lineaaristen ja epälineaaristen integroitujen suurtaajuuspiirien erityispiirteitä. Epälineaarinen analyysi ja piirimallit. Integroidut tietoliikenteen suurtaajuusmodulit: vahvistimet, sekoittimet, oskillaattorit. Assessment Methods and Criteria: Pakollinen harjoitustyö (20%), laskuharjoitukset (0%) ja tentti (80%). Study Material: Opetusmonisteita. Substitutes for Courses: Korvaa opintojakson S-87.156. Course Homepage: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-87.3156/ Prerequisites: S-87.3137, S-87.3148. Evaluation: 0-5 Registration for Courses: Kaikille kursseille ilmoittaudutaan WebOodissa. pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa suomeksi tai ruotsiksi. S-87.3163 Piiritekniikan erikoistyö (5-8 op) Vastuuopettaja: Jussi Ryynänen; professori Kari Halonen Opetusperiodi: I, II, III, IV Työmäärä toteutustavoittain: Omaa työtä 125-200 h Osaamistavoitteet: Tutustuttaa opiskelija piirisuunnitteluun. Sisältö: Piirisuunnittelun tietokoneavusteisiin menetelmiin liittyvä syventävä projektityö, joka voi painottua tietoliikenne-elektroniikkaan tai asiakaskohtaisten integroitujen piirien (VLSI) suunnitteluun. Työ harjaannuttaa käyttämään ja kehittämään tietokonetyöasemia ja niiden ohjelmistoja. Työ määritellään oppilaskohtaisesti. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Erikoistyö (100%). Oppimateriaali: Sovitaan oppilaskohtaisesti. Korvaavuudet: S-87.163 Opintojakson kotisivu: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-87.3163/ Esitiedot: Pitkälle edenneet piiritekniikan opinnot. Arvosteluasteikko: 0-5 Ilmoittautuminen: Kaikille kursseille ilmoittaudutaan WebOodissa. S-87.3170 Piiritekniikan tutkimus- ja diplomityöseminaari L (V) (1 op) Vastuuopettaja: professori Kari Halonen Opetusperiodi: I - IV Työmäärä toteutustavoittain: Osallistuminen seminaareihin 16 h. Osaamistavoitteet: Kurssin tavoitteena on tutustuttaa opiskelijat piiritekniikan alan viimeisimpään tutkimukseen sekä alalla toimiviin yrityksiin. Sisältö: Pää- tai sivuaineena mikroelektroniikkasuunnittelua lukeville opiskelijoille seminaari, jossa perehdytään piiritekniikan tutkimukseen. Esitelmiä pitävät diplomityöntekijät, tutkijat sekä kotimaiset että ulkomaiset alan asiantuntijat. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Osallistuminen vähintään 16 seminaariin (100%). Pitämällä seminaariesitelmän voi korvata 3 osallistumiskertaa. Korvaavuudet: S-87.170 Opintojakson kotisivu: https://noppa.tkk.fi/noppa/kurssi/s-87.3170/ 21