
- •1. Квантовомеханические основы биоэнергетики
- •3.1.Основные понятия квантовой механики
- •3.2.Испускание и поглощение энергии атомами и молекулами
- •3.3. Квантовомеханические особенности строения биомолекул
- •3.4. Механизмы переноса энергии и заряда
- •2. Химические и биологические сенсоры
- •2.1. Полевые транзисторы
- •2.1.1Краткие сведения о полупроводниках
- •2.1.2 Контакт полупроводника с раствором
- •2.1.3 Полевой транзистор
- •2.2 Модифицированные электроды, тонкопленочные электроды и печатные электроды
- •2.2.1Толстопленочные печатные электроды
- •2.2.2 Микроэлектроды
- •2.2.3 Тонкопленочные электроды
- •2.3 Биологическое распознавание молекул
- •2.3.1 Ферменты
- •2.3.2Ткани
- •2.3.3 Микроорганизмы
- •2.3.4 Митохондрии
- •2.3.5 Антитела
- •2.3.6 Нуклеиновые кислоты
- •2.3.7 Рецепторы
- •2.4 Иммобилизация биологических компонентов
- •2.4.1 Адсорбция
- •2.4.2 Микрокапсулирование
- •2.4.3. Включение
- •2.4.4 Сшивка
- •2.4.5 Ковалентное связывание
- •2.5 Аналитические характеристики сенсоров
- •2.5.1 Селективность
- •2.5.2 Чувствительность
- •2.5.3. Временные характеристики
- •2.5.4. Прецизионность, точность и воспроизводимость
- •2.5.5 Факторы, влияющие на характеристики сенсоров
- •2.6 Электрохимические сенсоры и биосенсоры
- •2.6.1. Потенциометрические биосенсоры
- •2.6.2. Биосенсоры с аммиак-чувствительными электродами
- •2.6.3. Биосенсоры с со2-чувствительными электродами
- •2.6.4. Биосенсоры с иодид-селективными электродами
- •2.6.5. Биосенсоры с Аg2s-чувствительными электродами
- •2.6.6. Амперометрические биосенсоры
- •1) За счет его ферментативного гидролиза (под действием арилациламидазы) и последующего окисления п-аминофенола на печатном графитом электроде;
- •2) За счет прямого окисления парацетамола на угольно-пастовом электроде
- •2.7 Применение сенсоров на основе полевых транзисторов
- •2.7.1. Химически чувствительные полевые транзисторы (хчпт)
- •2.7.2 Ионоселективные полевые транзисторы
- •2.7.3 Ферментные полевые транзисторы (фпт)
- •3. Микроаналитические системы
- •3.1 Сенсоры как составная часть и один из базисных элементов микроаналитических систем
- •3.2 Принципы построения микроаналитических систем
- •3.3 Функциональные элементы микроаналитических систем и некоторые инженерные решения по их реализации
- •3.4 Технологии микроаналитических систем
- •3.5. Лаборатории-на-кристалле
- •3.5.1. Газовый хроматограф
- •3.5.2. Жидкостный хроматограф
- •3.5.3. Детектирующие устройства микролабораторий
- •3.6 Эволюция сенсорной системы для определения альдегидоксидазы
- •4. Проектирование элементов микросистемной техники
- •4.1. Язык описания элементов микросистем vhdl-ams
- •4.2. Проектирование элементов мст в сапр Tanner Pro
- •4.2.1. Библиотека memsLib
- •4.2.2. Схемный редактор s-Edit
- •4.2.3. Редактор топологии l-Edit
- •4.2.4. Подсистема схемотехнического моделирования t-Spice
- •4.3. Проектирование элементов мст в сапр CoventorWare
- •4.3.1. Программа Architect
- •4.3.2. Программа Designer
- •4.3.3. Программа System Builder
- •4.3.4. Программа Analyser
- •4.4. Программа конечно-элементного моделирования ansys
- •4.4.1. Режимы работы программы ansys
- •4.4.2. Маршрут моделирования элементов мст в ansys
- •4.5 Перспективы развития микроаналитических систем
4.2. Проектирование элементов мст в сапр Tanner Pro
Система автоматизированного проектирования Tanner Pro предназначена для проектирования интегральных схем и компонентов микросистемной техники.
В состав САПР Tanner Pro входят следующие подсистемы:
- MEMSLib - библиотека компонентов микросистемной техники;
- S-Edit - схемный редактор;
- L-Edit - топологический редактор;
- T-Spice - подсистема схемотехнического моделирования проектов.
4.2.1. Библиотека memsLib
Библиотека компонентов МСТ MEMSLib включает в себя описания технологий изготовления интегральной электроники и микросистемной техники, различные типы подвижных микромеханических элементов, электромеханических преобразователей и структурных свойств материалов и их схемотехнические модели. В данный пакет входят элементы микросистемной техники, созданные фирмами: MCNC-MUMPs, MOSIS-NIST, Analog Devices, CMP-Tima и т.д.
В библиотеку MEMSLib также входит пакет макромоделей элементов МСТ, называемых макросами.
На рис.4.3 представлена схема взаимодействия библиотеки MEMSLib с подсистемами Tanner Pro.
Макросы элементов МСТ представляются в двух форматах: *.с и *.dll со встроенными функциями редактора топологии L-Edit и подсистемы схемотехнического моделирования T-Spice. Различие представления макросов в этих форматах заключается только в скорости загрузки и исполнения, поскольку файл в формате *.с должен быть вначале интерпретирован встроенным в САПР Tanner Pro интерпретатором языка С. В то время как макрос формата *.dll напрямую загружается в память.
Рис.4.3. Взаимодействие MEMSLib с подсистемами Tanner Pro
На рис.4.4 представлено окно библиотеки макросов в редакторе L-Edit.
Для создания макроса в формате *.с необходим текстовый редактор, а для создания макроса в формате *.dll необходимо использовать компилятор C/C++.
Рис.4.4. Окно библиотеки макросов
4.2.2. Схемный редактор s-Edit
Схемный редактор S-Edit позволяет для каждого проекта сенсорного и ак-тюаторного компонента МСТ или логического элемента ИС создавать иерархическую структуру, верхним уровнем которой является файл проекта. Файл проекта содержит модули, которые могут быть двух типов: примитивы и ссылки на другие модули.
Маршрут проектирования элементов МСТ в подсистеме S-Edit представлен на рис.4.5.
Рис.4.5. Маршрут проектирования элементов МСТ в САПР Tanner Pro с использованием редактора S-Edit
Каждый файл проекта редактора S-Edit содержит проектную и установочную информацию. В проектной части располагается непосредственное описание схемного решения, а в установочной - параметры среды разработки проекта.
Разработка схемного решения проекта может производиться в двух режимах: схемном и символьном. В символьном режиме разработчик создает только условное графическое отображение (УГО) компонента МСТ, а в схемном режиме - формирует межсоединения компонентов проекта.
Одним из важных атрибутов УГО компонента являются его порты и свойства. Порты необходимы для задания точек соединения компонентов проекта. Свойства определяют способ экспортирования компонента в файл списка связей. Свойства могут описывать физические (длина, ширина и др.), нефизические параметры (тип прибора, комментарии и т.п.), а также формат вывода строки, описывающей компонент в экспортируемый файл списка связей.
На рис.4.6 представлено рабочее окно редактора S-Edit с фрагментов схемы разрабатываемой микроэлектромеханической системы.
Рис.4.6. Рабочее окно схемного редактора S-Edit
Редактор S-Edit позволяет экспортировать схемы проекта в следующие форматы:
- SPICE формат (*.sp) - файл данного типа предназначен для выполнения схемотехнического моделирования проекта программами семейства Spice, включающих в себя подсистему T-Spice САПР Tanner Pro;
- TPR File (*.tpr) - файл данного формата содержит список связей и предназначен для передачи и выполнения процедуры трассировки и размещения проекта в подсистеме L-Edit САПР Tanner Pro;
-EDIF Netlist (*.edn) - файл данного формата содержит список связей и предназначен для передачи проекта программе NetTran САПР Tanner Pro;
-NetTran Macro File (*.mac) - файл данного формата предназначен для передачи проекта программе NetTran САПР Tanner Pro. В настоящее время данный тип файла экспорта используется только при работе подсистемы S-Edit с подсистемами САПР Tanner Pro более поздних версий;
-EDIF Schematic (*.eds) - файл данного типа содержит информацию о схеме проекта: список связей компонентов, иерархию проекта и свойства всех его компонентов. Данный тип файла экспорта позволяет передавать проекты, разработанные в подсистеме S-Edit САПР Tanner Pro, другим программам автоматизированного проектирования;
- VHDL File (*.vhd) - данный тип файла экспорта позволяет представить проект, разработанный в подсистеме S-Edit, в виде VHDL-описания.