Lehre.Elektronik2 (Struktur)


Elektronik II (2V1Ü)

(G. Kemnitz)

Analyse, Simulation und Entwurf elektronischer Schaltungen.
Fortsetzung der Lehrveranstaltung Elektronik I mit dem Übergang zu in der Praxis gebräuchlichen Bauteilmodellen. Lernziel ist der simulationsgestützte Schaltungsentwurf. Dieses Lernziel erfordert ein tieferes Verständnis der Funktionsweise von Halbleiterbauteilen.

Zielgruppe: Bachelor Technische Informatik, Master Mechatronik, Master Informatik

Foliensätze [F] und Handouts für den Ausdruck [H]

  • [F1] [H1] Einführung, Wiederholung:
    1. Stationärer Betrieb.
    2. Zeitveränderliche Spannungen und Ströme.
    3. Halbleiter.
    4. Leitungen.
  • [F2] [H2] Schaltungssimulation im stationären Betrieb:
    1. Simulationsarten.
    2. Arbeitspunkt: Brückenschaltung, RD-Schaltung, Transistorschaltung.
    3. Kennlinie: Diode, Bipolartransistor, MOS-Transistor, Transistorverstärker, Operationsverstärkerschaltung.
    4. Transferfunktion: Kleinsignalverhalten, Vierpole, Simulationsart .tf, Transfergatter.
    5. Bauteiltoleranzen: Sensivitätsanalyse, Monte-Carlo-Simulation, Worst-Case-Analyse, E-Reihe.
  • [F3] [H3] Simulation mit zeitveränderlichen Größen:
    1. Simulationsarten.
    2. Zeitdiskrete Simulation: Geschaltete RC-Glieder, Gatterschaltzeiten, Kippstufen, Sinussignale, Testsignale.
    3. Frequenzbereich: Frequenzgang, Laplace-Transformierte, Verstärker, Filter.
    4. Spektralanalyse: Fourier-Transformation, Klirrfaktor.
    5. Rauschen: Physikalische Ursachen, Rauschquellen und Transformationen, Rauschanalyse, Verstärker, SNR und Rauschzahl.
  • [F4] [H4] Halbleiter, Dioden:
    1. Halbleiter: Stromfluss in Halbleitern, undotiert (intrinsisch), dotiert (extrinsisch), stromloser pn-Übergang, pn-Übergang im Sperrbereich, pn-Übergang im Durchlassbereich.
    2. Dioden: Spice-Modell, Durchlassbereich, Sperr- und Durchbruchbereich, Sperrschicht- und Diffusionskapazitäten, Kleinsignalmodell.
    3. Spezielle Dioden: Schottky-Diode, PIN-Diode, Kapazitätsdiode.
  • [F5] [H5] Transistoren:
    1. Bipolartransistor: Aufbau und Funktion, Spice-Modell stationär, Kapazitäten, Kleinsignalmodell, Grundschaltungen.
    2. Thyristor.
    3. J- und MesFET: Aufbau und Funktion, Spice-Modell, Kleinsignalmodell, Grundschaltungen, Rauschen.
    4. MOSFET: Aufbau und Funktion, Spice-Modell, digitale Grundschaltungen, Latch-Up, Leistungs-MOSFETS.
    5. IGBT.

Großen Übungen

Termine der großen Übungen: 18.04.2018, 02.05.2018, 16.05.2018, 30.05.2018, 13.06.2018, 27.06.2018, 11.07.2018

Foliensätze und Handouts mit den Aufgaben zu den großen Übungen:

  • Zu Foliensatz 2: [GF2] [GH2]
  • Zu Foliensatz 3: [GF3] [GH3]
  • Zu Foliensatz 4: [GF4]
  • Zu Foliensatz 5: [GF5]

Hausübungen:

  1. [HA1] , Abgabe 18.04.2018
  2. [HA2] , Abgabe 24.04.2018
  3. [HA3] , Abgabe 02.05.2018
  4. [HA4] , Abgabe 16.05.2018
  5. [HA5] , Abgabe 30.05.2018
  6. [HA6] , Abgabe 05.06.2018
  7. [HA7] , Abgabe 13.06.2018
  8. [HA8] , Abgabe 19.06.2018
  9. [HA9] , Abgabe 27.06.2018
  10. [HA10] , Abgabe 03.07.2018

Ergebnisse der Hausübungen:

Matr.-Nr. HA 1 HA 2 HA 3 HA 4 HA 5 HA 6 HA 7 HA 8 HA 9 HA 10 HA 11 HA 12 bestanden
(14) (12) (14) (22) (14) (12) (12) (10) (10) (12)
n.a
423566
500964 3 7 22
464716 12 10 14
493905 14 12 14 21 13 12 12
499231 4
499255 8 10 22 10.5 4.5 12
420013 14 12
419888
499705 14 12 10 4 4.5 11 8
403421 12 9.5 12
497033 12
488477 12 12 13 20 10.5 12 12
499516 6 17.25 8.5 12 12
445380
464644 12 9.5 14 21.25 8.5 12 11
476038
463643 12 9 14 21.25 8.5 12 11
494463 14 14 12
484806 14 12 13 15.5 7 8
498625 14 9 10 4.5 10
499750 9.5 15.5 11 9 12
495701 14 12 10 22 4.5 11 12
498577 12 20.75 11.5 10.5 12
443333 14 9 21.5 9 10.5
431293
495787 14 12 13 22 13 12 12
492595 12 12 13.5 20.5 13 12 12
447760
495464 14 12 14 21.5 13 12 12
496104
443436
491477 14 12 13 20.5 12 12 12
493596 14 13 22 11 12 12
460413 11.5 11 11 21 4 10.5 8
489973 14 12 13.5 22 12 12 12
477053 14 11 14 22 12 12

Literatur:

  1. Beetz, B.: Elektroniksimulation mit PSPICE. Vieweg-Verlag, 2008. ISBN 978-3-8348-0238-5. (E-Book in der TUC-Bibliothek)
  2. G. Kemnitz. Technische Informatik Band 1: Elektronik. Springer. 2009.
  3. U. Tietze, Christoph Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik. Springer-Verlag. 2002.
  4. K.-H. Cordes, A. Waag, N. Heuck: Integrierte Schaltungen. Pearson 2011
  5. [LTspice IV User Manual] . ecee.colorado.edu/~mathys/ecen1400/pdf/scad3.pdf‎
  6. [Spice-Modell TLC07x]

Aktuelles

Die Prüfung Elektronik II findet am 18.10.2018 um 9:00 in Raum 010 Institut für Mathematik (Übungsraum Technische Informatik) statt. Erlaubte Hilfsmittel sind eigene Ausarbeitungen, Taschenrechner und PC inkl. der Dateien ihrer Lösungen zu den Übungsaufgaben. Halten Sie sich bitte im Anschluss an die Prüfung noch etwas Zeit frei. Es wird wieder Aufgaben geben, die mit dem Simulator zu lösen sind und für die ich Ihnen eventuell etwas mehr Zeit geben muss.

Vergangene Semester: [SS 2017][SS 2016][SS 2015][SS 2014][SS 2013]. Alte Klausuren.


Autor: gkemnitz, Letzte Änderung: 22.06.2018 12:43:16


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