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Professur Elektronische Bauelemente der Mikro- und Nanotechnik
Professur Elektronische Bauelemente der Mikro- und Nanotechnik
Professur Elektronische Bauelemente der Mikro- und Nanotechnik 

Lehrveranstaltung Elektronische Bauelemente und Schaltungen



Die Einschreibung erfolgt über die OPAL-Plattform, auf der Sie auch weitere Informationen zum Kurs finden.

Studieninhalte

Vorlesungskomplexe
  1. Halbleiterphysikalische Grundlagen
    • Werkstoffeigenschaften
    • Eigenleitende und dotierte Halbleiter, Massenwirkungsgesetz
    • Stromflussmechanismen und Transportgleichung
  2. Halbleiterdioden
    • Wirkungsweise
    • Kennlinie und Kennwerte
    • Dynamisches Verhalten
    • Thermisch - elektrische Wechselwirkungen
    • Ausführungsformen und Anwendungen - Gleichrichtung, Kapazitätsdiode, Z-Diode
  3. Bipolartransistoren
    • Wirkungsweise
    • Grundschaltungen und Kennlinienfelder
    • Ausnutzbarer Kennlinienbereich und Arbeitspunkteinstellung
    • Temperaturverhalten
    • Stabilisierung des Arbeitspunktes
    • Kleinsignalverhalten und Vierpolparameter
    • Kleinsignalverstärker
  4. Unipolartransistoren
    • Übersicht
    • Sperrschicht-Feldeffekttransistor
    • MOS-Transistoren
      • Wirkungsweise und Aufbau
      • Kennlinien
      • Ausführungsformen
    • Arbeitspunkteinstellung
    • Dynamisches Verhalten und Kleinsignalverstärker
  5. Mehrschichtbauelemente
    • Thyristor
    • Wirkungsweise und Kennwerte
    • Grundschaltungen
    • Weitere Ausführungsformen
  6. Bauelemente der Optoelektronik
    • Strahlungssender
    • Strahlungsempfänger und Solarzellen
    • Optokoppler
    • Strahlungsübertragung in Fasern
    • Flüssigkristallanzeigen
  7. Verstärker
    • Operationsverstärker
    • Leistungsverstärker
  8. Schaltkreisfamilien / Mikroelektronik
    • Besonderheiten
    • TTL-Technik
    • CMOS-Technik
  9. Grundschaltungen der Mikroelektronik
    • Kombinatorische Schaltungen
    • Sequentielle Schaltungen
Übungskomplexe
  1. Halbleiterphysikalische Grundlagen
    • Leitfähigkeit, spezifischer Widerstand, Eigenleitung, Dotierung, Störstellenkonzentration, Potenzialdifferenz am pn-Übergang
  2. Halbleiterdiode
    • Diffusionsspannung, Raumladungszone, Sperrschichtkapazität
    • Strom-Spannungskennlinie, Temperaturabhängigkeit der Diodenkennlinie
    • Kapazitätsdiode, Schwingkreisabstimmung
    • Anwendung als Netzgleichrichter und HF-Gleichrichter
    • Z-Diode und Anwendung zur Spannungsstabilisation
  3. Bipolartransistoren
    • Strom-Spannungs-Gleichungen, Temperaturabhängigkeit der Kennwerte
    • Arbeitspunkteinstellung und Arbeitspunktstabilisierung, Gegenkopplung
    • Kleinsignalverhalten, Ersatzschaltbild, Grenzfrequenzen
    • thermisches Ersatzschaltbild
  4. Unipolartransistoren
    • Strom-Spannungs-Gleichungen
    • Arbeitspunkteinstellung und Arbeitspunktstabilisierung
    • Kleinsignalverhalten, Ersatzschaltbild, Grenzfrequenzen
  5. Verstärker
    • Prinzip der Gegenkopplung
    • OPV-Grundschaltungen mit idealem und realem OPV,
    • Berechnung von Eingangswiderständen und Grenzfrequenzen
    • OPV-Schaltung mit ausgewählten Bauelementen in der Rückführung
    • Leistungsverstärker in A- und B-Betrieb
  6. Digitale Schaltkreisfamilien
    • Logische Pegel, Lastfaktor, Störabstand
    • Gatterausgangsstufen, Wired-OR-Verknüpfung
    • Ansteuerbarkeit der Schaltkreisfamilien untereinander
    • Gatterverzögerungszeit und Gatterverlustleistung
  7. Kombinatorische Schaltungen
    • Übungen zur Vereinfachung logischer Funktionen
    • Entwurf kombinatorischer Schaltungen
  8. Sequentielle Schaltungen
    • Grundfunktionen von Flipflops
    • Dynamische Kennwerte von FF's, Voreinstellzeit, Haltezeit, Verzögerungszeit, max. Taktfrequenz
    • Impulsdiagramme sequentieller Schaltungen
    • Entwurf sequentieller Schaltungen
Praktikum
  1. HL-Diode, Gleichrichtung, Stabilisierung: Kennlinien und Eigenschaften von Halbleiter-Dioden, Gleichrichtung, Spannungsstabilisierung mit Z-Diode
  2. Bipolartransistor, Emitterschaltung ohne Rückkopplung: Kennlinienfelder, Untersuchung einer Verstärkerstufe in Emitterschaltung
  3. Schaltungssimulation mit PSPICE: Was bedeutet Simulation einer elektronischen Schaltung? Simulation einer Verstärkerstufe in Emitterschaltung
  4. Der MOS-Feldeffektransistor: Kennlinienverhalten, Spannungsverstärkerstufe in Sourceschaltung
  5. Operationsverstärker: Kennwerte des OPV, Untersuchung verschiedener Grundschaltungen
  6. Digitale Schaltungen mit HCT-Bausteinen: Eigenschaften von Schaltkreisfamilien, kombinatorische und sequenzielle Schaltungen (Schloss, Würfel, Telefon-Besetztzeichen, Impulsdauermessung)

Studiengänge / -gruppen

  • Pflichtfach im 3. und 4. Semester des Bachelor-Studiengangs Elektrotechnik und Informationstechnik (B_ET__3 bzw. B_ET__4)

  • Pflichtfach im 3. und 4. Semester des Bachelor-Studiengangs Elektromobilität und Regenerative Energietechnik (B_ER__3 bzw. B_ER__4)

  • Wahlpflichtfach im 5. und 6. Semester des Bachelor-Studiengangs Physik (B_Ph__5 bzw. B_Ph__6)

  • Wahlpflichtfach im 3. und 4. Semester des Bachelor-Studiengangs Wirtschaftsingenieurwesen - Vertiefungsrichtung Elektrotechnik (B_IWET3 bzw. B_IWET4)

Zeitplan aktuelles Semester

LVWochentagSeminargruppenZeitOrtBeginn
VmittwochsB_ET__3, B_ER__3, B_Ph__5, B_IWET313:45-15:15 UhrC24.20116.10.2024
Üdonnerstags, 1. WoB_ET__3, B_ER__3, B_Ph__5, B_IWET317:15-18:45 UhrC25.01224.10.2024

Lehrmaterialien

Prüfung aktuelles Semester

Termin:Dienstag, den 09.08.2024, 08:00-11:00 Uhr
Raum:C25.012 (alt: 2/W012)
Typ:schriftliche Klausur
zugelassen:Taschenrechner, 1 Blatt (beidseitig, handschriftlich) mit Formeln etc.
Prüfer:Prof. Horstmann, DI Ramsbeck
Aufsicht:DI Loebel
  • Skulptur der Justizia vor einem Gebäude

    Schulterschluss für ein Studium der Rechtswissenschaften an der TU Chemnitz

    Neue Website der TU Chemnitz zeigt, dass sich Vertreterinnen und Vertreter aus der Justiz, der Anwaltschaft, der Wirtschaft und der Wissenschaft einig sind, wie man in Chemnitz durch neue Studienangebote in den Rechtswissenschaften dem zunehmenden Bedarf an Juristinnen und Juristen in Sachsen wirkungsvoll begegnen kann …

  • Drei Männer stehen nebeneinander. Ein Mann in der Mitte hält eine Urkunde in den Händen.

    Peter Bernshausen ist neuer Kanzler der TU Chemnitz

    Mit der Bestellung durch das Sächsische Staatsministerium für Wissenschaft, Kultur und Tourismus übernimmt Peter Bernshausen ab 1. November 2024 die Leitung der Zentralen Universitätsverwaltung …

  • Grafik mit Vernetzungssymbolen

    Tag des wissenschaftlichen Nachwuchses am 28. November 2024

    Der „Tag des wissenschaftlichen Nachwuchses“ der TU Chemnitz steht in diesem Jahr im Zeichen der vielfältigen Wege zur Promotion und zu unterschiedlichen Karriereoptionen nach der Promotion – Kostenfreie Teilnahme ist nach Online-Anmeldung möglich …

  • Blick auf ein buntes Bild an einem Gebäudeanbau.

    Neue Kunst im „Erfenschlag“

    Studierende und Beschäftigte der TU Chemnitz schufen durch Malen auf dem Wasser ein Kunstwerk, das nun einen Gebäudeanbau auf dem Gelände des südlichsten Uni-Standorts ziert …