Lehrveranstaltung Elektronische Bauelemente und Schaltungen
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Studieninhalte
Vorlesungskomplexe- Halbleiterphysikalische Grundlagen
- Werkstoffeigenschaften
- Eigenleitende und dotierte Halbleiter, Massenwirkungsgesetz
- Stromflussmechanismen und Transportgleichung
- Halbleiterdioden
- Wirkungsweise
- Kennlinie und Kennwerte
- Dynamisches Verhalten
- Thermisch - elektrische Wechselwirkungen
- Ausführungsformen und Anwendungen - Gleichrichtung, Kapazitätsdiode, Z-Diode
- Bipolartransistoren
- Wirkungsweise
- Grundschaltungen und Kennlinienfelder
- Ausnutzbarer Kennlinienbereich und Arbeitspunkteinstellung
- Temperaturverhalten
- Stabilisierung des Arbeitspunktes
- Kleinsignalverhalten und Vierpolparameter
- Kleinsignalverstärker
- Unipolartransistoren
- Übersicht
- Sperrschicht-Feldeffekttransistor
- MOS-Transistoren
- Wirkungsweise und Aufbau
- Kennlinien
- Ausführungsformen
- Arbeitspunkteinstellung
- Dynamisches Verhalten und Kleinsignalverstärker
- Mehrschichtbauelemente
- Thyristor
- Wirkungsweise und Kennwerte
- Grundschaltungen
- Weitere Ausführungsformen
- Bauelemente der Optoelektronik
- Strahlungssender
- Strahlungsempfänger und Solarzellen
- Optokoppler
- Strahlungsübertragung in Fasern
- Flüssigkristallanzeigen
- Verstärker
- Operationsverstärker
- Leistungsverstärker
- Schaltkreisfamilien / Mikroelektronik
- Besonderheiten
- TTL-Technik
- CMOS-Technik
- Grundschaltungen der Mikroelektronik
- Kombinatorische Schaltungen
- Sequentielle Schaltungen
- Halbleiterphysikalische Grundlagen
- Leitfähigkeit, spezifischer Widerstand, Eigenleitung, Dotierung, Störstellenkonzentration, Potenzialdifferenz am pn-Übergang
- Halbleiterdiode
- Diffusionsspannung, Raumladungszone, Sperrschichtkapazität
- Strom-Spannungskennlinie, Temperaturabhängigkeit der Diodenkennlinie
- Kapazitätsdiode, Schwingkreisabstimmung
- Anwendung als Netzgleichrichter und HF-Gleichrichter
- Z-Diode und Anwendung zur Spannungsstabilisation
- Bipolartransistoren
- Strom-Spannungs-Gleichungen, Temperaturabhängigkeit der Kennwerte
- Arbeitspunkteinstellung und Arbeitspunktstabilisierung, Gegenkopplung
- Kleinsignalverhalten, Ersatzschaltbild, Grenzfrequenzen
- thermisches Ersatzschaltbild
- Unipolartransistoren
- Strom-Spannungs-Gleichungen
- Arbeitspunkteinstellung und Arbeitspunktstabilisierung
- Kleinsignalverhalten, Ersatzschaltbild, Grenzfrequenzen
- 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
- Digitale Schaltkreisfamilien
- Logische Pegel, Lastfaktor, Störabstand
- Gatterausgangsstufen, Wired-OR-Verknüpfung
- Ansteuerbarkeit der Schaltkreisfamilien untereinander
- Gatterverzögerungszeit und Gatterverlustleistung
- Kombinatorische Schaltungen
- Übungen zur Vereinfachung logischer Funktionen
- Entwurf kombinatorischer Schaltungen
- Sequentielle Schaltungen
- Grundfunktionen von Flipflops
- Dynamische Kennwerte von FF's, Voreinstellzeit, Haltezeit, Verzögerungszeit, max. Taktfrequenz
- Impulsdiagramme sequentieller Schaltungen
- Entwurf sequentieller Schaltungen
- HL-Diode, Gleichrichtung, Stabilisierung: Kennlinien und Eigenschaften von Halbleiter-Dioden, Gleichrichtung, Spannungsstabilisierung mit Z-Diode
- Bipolartransistor, Emitterschaltung ohne Rückkopplung: Kennlinienfelder, Untersuchung einer Verstärkerstufe in Emitterschaltung
- Schaltungssimulation mit PSPICE: Was bedeutet Simulation einer elektronischen Schaltung? Simulation einer Verstärkerstufe in Emitterschaltung
- Der MOS-Feldeffektransistor: Kennlinienverhalten, Spannungsverstärkerstufe in Sourceschaltung
- Operationsverstärker: Kennwerte des OPV, Untersuchung verschiedener Grundschaltungen
- 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
| LV | Wochentag | Seminargruppen | Zeit | Ort | Beginn |
|---|---|---|---|---|---|
| V | dienstags, 1. Wo | B_ETMN4, B_ETMG4, B_ETIK4, B_ETEE4, B_ETAk4, B_ER__4, B_IWET4, B_Ph__6 | 11:30-13:00 Uhr | C25.012 | 08.04.2025 |
| Ü | dienstags, 2. Wo | B_ETMN4, B_ETMG4, B_ETIK4, B_ETEE4, B_ETAk4, B_ER__4, B_IWET4, B_Ph__6 | 11:30-13:00 Uhr | C25.012 | 15.04.2025 |
| P | donnerstags | B_ETMN4, B_ETMG4, B_ETIK4, B_ETEE4, B_ETAk4 | 15:30-18:45 Uhr | C25.368 | 24.04.2025 |
| P | mittwochs | B_ER__4, B_IWET4, B_Ph__6 | 15:30-18:45 Uhr | C25.368 | 23.04.2025 |
Lehrmaterialien
- Vorlesung
- Übung
- Aufgabenfolien
- Übungsbegleitende Folien
- Aufgabensammlung
- Unterlagen zu den Demonstrationen
- Demonstration Diode
- Demonstration OPV
- Demonstrationsverstärker
- Praktikumsanleitungen
- EBS-1 (HL-Diode: Gleichrichtung, Stabilisierung)
- EBS-2 (Bipolartransistor, Emitterschaltung ohne Rückkopplung)
- EBS-9 (MOS-Feldeffekttransistor)
- EBS-5 (Operationsverstärker)
- Protokollhinweise
Prüfung aktuelles Semester (Nach- / Wiederholer)
| Termin: | Donnerstag, den 06.03.2025, 09:00 - 12:00 Uhr |
|---|---|
| Raum: | C25.065 (alt: 2/W065) |
| Typ: | schriftliche Klausur |
| zugelassen: | Taschenrechner, 1 Blatt (beidseitig, handschriftlich) mit Formeln etc. |
| Prüfer: | Prof. Horstmann, DI Ramsbeck |
| Aufsicht: | DI Loebel |
