
- •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
4.3. Проектирование элементов мст в сапр CoventorWare
Система автоматизированного проектирования CoventorWare позволяет выполнять проектирование микроэлектромеханических систем двумя способами: снизу вверх и сверху вниз.
При проектировании сверху вниз вначале вырабатывается общая концепция будущего устройства и создается его структурная схема на основе поведенческих моделей подсистем, входящих в состав устройства. Затем производится уточнение решения для реализации используемых подсистем, выполняется их оптимизация, после чего по их итогам проводится итерационный цикл уточнения параметров всей системы в целом. Далее выполняется электромагнитное и электромеханическое моделирование разработанной микроэлектромеханической системы, и проект микросистемы передается на производство для технологической проработки. В этом случае среднее время проектирования элементов микрооптикоэлектромеханических систем (МОЭМС) составляет около одной недели.
Путь проектирования снизу вверх является более полным и позволяет создавать модели подсистем разрабатываемой микросистемы, не имеющихся в библиотеках поведенческих моделей пакета CoventorWare. При данном способе проектирования, вначале задается спецификация устройства самого низшего уровня, производится прорисовка его топологии, электромагнитное и электромеханическое моделирование. Итерационный цикл оптимизации таких устройств может длиться от нескольких часов до нескольких дней. Далее оптимизированные устройства группируются в более сложные интегрированные микросистемы, которые также анализируются и оптимизируются. После чего, проект МОЭМС передается на производство. При таком подходе проектирования микросистем среднее время составляет около трех месяцев.
Пакет CoventorWare состоит из четырех основных программ, обеспечивающих разработчика всем необходимым инструментарием для проектирования микросистем: Architect, Designer, Analyser, System Builder.
4.3.1. Программа Architect
Программа Architect обеспечивает разработку проектов микроэлектромеханических и микрожидкостных устройств на основе поведенческих моделей, т.е. по пути проектирования сверху вниз.
На рис.4.10 представлен маршрут проектирования микросистем, используемый программой Architect в САПР CoventorWare.
Первый модуль программы Architect позволяет разрабатывать структурные и принципиальные схемы на основе поведенческих моделей электромеханических, оптических, сверхвысокочастотных и жидкостных устройств, а также типовых радиоэлементов.
Второй модуль выполняет моделирование созданных микросистем и цифровых схем управления с помощью Spice-подобных программ.
Рис.4.10. Маршрут проектирования микросистем, используемый программой Architect в САПР CoventorWare
Третий модуль программы Architect производит генерацию послойного описания топологии разработанной микросистемы с использованием полностью параметризированных топологических моделей, которое затем может быть передано в форматах GDSII, CIF в программу Designer, также входящую в состав пакета CoventorWare.