Lehre.Elektronik2_2015 (Struktur)


Elektronik II (SS2015, 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:

  • [F1: Einführung, Wiederholung]
    1. Stationärer Betrieb
    2. Zeitveränderliche Spannungen und Ströme
    3. Halbleiter
    4. Leitungen
  • [F2: 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: 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 Urachen, Rauschquellen und Transformationen, Rauschanalyse, Verstärker, SNR und Rauschzahl.
  • [F4: Wiederholung Halbleiter, Dioden]
    1. Halbleiter: Stromfluss in Halbleitern, Undotiert (instrinsisch), 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: Transistoren]
    1. Bipolartransistor: Aufbau und Funktion, Spice-Modell stationär, Kapazitäten, Kleinsignalmodell, Grundschaltungen.
    2. J- und MesFET: Aufbau und Funktion, Spice-Modell, ...
    3. MOSFET:
    4. Leistungsschalter: Thyristor, VMOS, IGBT
  • [F6: Schaltungstechnik (in Arbeit)]
    1. Stromquellen: Transistor als Stromquelle, Stromspiegel, Kaskodenstromspiegel.
    2. Kaskodenschaltung
    3. Differenzverstärker
    4. ...
Große Übung: [G1] , [G2] , [G3] , [G4] , [G5] , [G6] , ...

Literatur:

  1. Beetz, B.: Elektroniksimulation mit PSPICE. 406 Seiten, 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]

Hausübungen

  • [HA1] Abgabe: verlängert bis 27.04.2015
  • [HA2] Abgabe: 28.04.2015
  • [HA3] Abgabe: 06.05.2015
  • [HA4] Abgabe: 12.05.2015
  • [HA5] Abgabe: 20.05.2015
  • [HA6] Abgabe: 10.06.2015
  • [HA7] Abgabe: 16.06.2015
  • [HA8] Abgabe: 24.06.2015
  • [HA9] Abgabe: 30.06.2015 (letzte Hausübung)
Von den Hausübungen sind bei den Studiengängen, für die sie Pflicht sind, 50% der Punkte Vorbedingung für die Prüfungszulassung. Für alle Studiengänge gehen die Hausübungen in Form von Bonuspunkten in die Prüfungsnote mit ein.

Ergebnisse:

Matr.Nr. A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 Sum ZP KP KN
(14) (12) (10) (10) (12) (10) (10) (10) (10) (98) (40)
382038 12 11,5 10,5 9 11 10 9,5 8 72 3 36,5 1.0
462202 13 10,5 10,5 9 12 10 9.5 9 10 93 4 26,5 2.3
341792 11 7 8 10 12 10 10 8 10 86 3,5 11 n.b.
458957 8 7 6 8 7 9 7 8 9 69 3 34.5 1.3
421351 12 8,5 8 10 9 9 8 8,5 10 83 3,5 28 2.0
414553 13 12 10,5 8 10,5 10 8,5 7 8 87,5 3,5 36,5 1.0
415372 6 5 4.5 4 3 22,5 1* 2 n.b.
337351 - 9 3(S) 12 0,5* -
(ZP -- Zusatzpunkte; * -- Leistungsnachweis für die Hausübungen wird nicht erteilt; KP -- Klausurpunkte; KN -- Klausurnote.) Klausureinsicht: Mi. 05.08.2015, 10:00 bis 12:00 im Labor Erzstraße 1, Raum 009

Organisation

Aktuelles:

Die Klausur findet am Mittwoch, den 22.07.2015 im Übungsraum am Rechner statt. Als Hilfmittel sind eigene Mitschriften, Foliensätze, Hausübungen, Fachbücheralle und Dateien mit Simulationsbeispielen erlaubt. Die Kommunikation mit anderen Personen (direkt oder elektronisch) ist während der Klausur unzulässig. Handys sind auszuschalten.

Vergangene Semester: [SS 2014][SS 2013]


Autor: gkemnitz, Letzte Änderung: 12.02.2016 08:02:29


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