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 mit den Aufgaben zu den großen Übungen:

  • Zu Foliensatz 2: [GF2]
  • Zu Foliensatz 3: [GF3]
  • 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 08.05.2018
  5. [HA5] , Abgabe 16.05.2018
  6. [HA6] , Abgabe 30.05.2018
  7. [HA7] , Abgabe 05.06.2018
  8. [HA8] , Abgabe 13.06.2018
  9. [HA9] , Abgabe 19.06.2018
  10. [HA10] , Abgabe 27.06.2018

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 ZP/bestanden
(14) (12) (14) (22) (14) (12) (12) (10) (10) (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: 04.04.2018 16:22:35


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