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: 17.04.2019, 08.05.2019, 22.05.2019, 05.06.2019, 19.06.2019, 03.07.2019, 17.07.2019

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 17.04.2019
  2. [HA2] , Abgabe 23.04.2019
  3. [HA3] , Abgabe 30.04.2019
  4. [HA4] , Abgabe 22.05.2019
  5. [HA5] , Abgabe 28.05.2019
  6. [HA6] , Abgabe 05.06.2019
  7. [HA7] , Abgabe 19.06.2019
  8. [HA8] , Abgabe 25.06.2019
  9. [HA9] , Abgabe 03.07.2019
  10. [HA10] , Abgabe 09.07.2019

Ergebnisse der Hausübungen:

Matrn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Sum LNE BP
424282 14 11 14 22 12.5 12 12 8 10 10 125.5 ja 2
499255 14 12 13.5 21.5 3 12 12 10 10 11 119 ja 2
499231 - - - - - - 22 - - 12 12 10 10 11 77 ja 0
403067 14 12 14 22 12.5 11 - - - - - - - - 85.5 ja 0.5
497033 14 11.5 11.5 12 7 - - - - - - - - - - 56 nein - -
509619 14 6.5 14 18 11 12 12 10 10 10.5 118 ja 2
446257 14 12 14 22 12.5 12 12 10 10 10 128.5 ja 2
411639 - - - - 13 - - 13 11 12 7.5 10 - - 66.5 ja 0
499750 14 10 12 19.5 11.5 11 12 7.5 - - - - 97.5 ja 1
507655 14 12 14 20 - - 10 11.5 10 10 - - 101.5 ja 1
468916 14 12 14 22 10.5 12 12 7 10 10.5 124 ja 2
509970 14 12 13.5 21.5 - - 9.5 11.5 8.5 10 10 110.5 ja 1.5
509561 10 6.5 12.5 22 12.5 12 12 10 10 11 118.5 ja 2
443436 14 12 14 19 12.5 12 12 7 10 11 123.5 ja 2
493596 14 12 14 22 11.5 12 12 8.5 10 10 126 ja 2
489973 14 12 14 22 12.5 12 12 10 10 12 130.5 ja 2

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]
  7. [Spice-Modell BAT43]

Aktuelles

Die Prüfung Elektronik II findet am 08.10.2019 um 9:00 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 2018] [SS 2017][SS 2016][SS 2015][SS 2014][SS 2013]. Alte Klausuren.


Autor: gkemnitz, Letzte Änderung: 12.11.2019 17:33:10


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