Lehre.Elektronik2_2017 (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: 19.04.2017, 03.05.2017, 17.05.2017, 31.05.2017, 21.06.2017, 05.07.2017, 19.07.2017

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 19.04.2017
  2. [HA2] , Abgabe 25.04.2017
  3. [HA3] , Abgabe 03.05.2017
  4. [HA4] , Abgabe 09.05.2017
  5. [HA5] , Abgabe 17.05.2017
  6. [HA6] , Abgabe 23.05.2017
  7. [HA7] , Abgabe 31.05.2017
  8. [HA8] , Abgabe 13.06.2017
  9. [HA9] , Abgabe 21.06.2017
  10. [HA10] , Abgabe 27.06.2017

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)
371762 10 8 13 22 6.5 12 12 7 10 9 1,5
364373 14 11 10 20 6 11 11.5 10 10 3 1,5
479385 13 12 13 21.5 9 12 12 10 10 1,5
446886 10 9 14 16.5 13 11 12 6.5 10 1
403421 6.5 3 4 7 6 nein
403407 11 11 9.5 11.5 12 8 12 5.5 4 1 0,5
411639 11 3.5 10 5 nein
484806 14 11 4 15.5 9.5 6 nein
470458 14 10 12 21.5 10 11.5 12 8.5 10 10 2
341792 10 8 12 15.5 8 12 12 6 10 0 1
431293 2 nein
427577 11 9 13 20 9 12 11 3.5 10 6 1
475020 14 10 13 16 10 4 0
484260 14 12 13 21 10.5 12 12 8 10 8 2
487902 2 9 12.5 16.5 7 12 11.5 8.5 10 9 0,5
477053 11 9 12 13 9 9.5 0 8 6 0
474940 14 11 14 19 11 12 12 10 9 1,5

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 zur Elektronik II findet am 10.10.2017 um 9:00 im Übungsraum Technische Informatik statt. Erlaubte Hilfmittel 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 2016][SS 2015][SS 2014][SS 2013]. Alte Klausuren.


Autor: gkemnitz, Letzte Änderung: 11.10.2017 11:56:42

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