Vorlesungen

BE

Elektronische Bauelemente (6 SWS) Inhalt: - Physikalische Grundlagen der Halbleiterbauelemente: Kristallaufbau, Bändermodell, Eigenleitung, Störstellenleitung - Sperrschichtfreie Bauelemente: NTC, PTC, Varistor, Feldplatten, Giant Magneto-Resistive Effect (GMR) - Diode: pn-Übergang, Diffusion, Driftstrom, Herleitung der Diodenkennlinie, differentieller Widerstand, Diodenkapazitäten, Schaltverhalten, SPICE-Modell, Z-Diode, Schottky-Diode, PIN-Diode - Bipolartransistor: Funktionsprinzip, Arbeitsbereiche, Kennlinien, Ebers-Moll-Modell, Grundschaltungen, Kleinsignalmodell, erweitertes Transistormodell, Transistorkapazitäten, Zweitordarstellung, Gummel-Poon-Modell,&pi-Modell, Durchbruchmechanismen - MOSFET: Funktionsprinzip, Arbeitsbereiche, Herleitung der Kennliniengleichungen, Grundschaltungen, Kleinsignalmodell, MOS-Kapazitäten, Sub-Threshold-Leitung, Power-MOSFET, IGBT - Thyristor: Aufbau und Funktionsprinzip, Kennlinien, Zündvorgang, Zündkreis, Anwendungen, DIAC, TRIAC, GTO - Optoelektronik: strahlungsphysikalische Größen, Lumineszenzdioden (Aufbau, Abstrahlcharakteristik), Laserdioden, Strahlungsdetektoren (Kennwerte, Eigenschaften)

DT

Digitaltechnik (4 SWS) Inhalt: - Ziele, digitale und analoge Wertedarstellung, analoge und digitale Signale, Software-Tools - Zahlendarstellung und Codes: Polyadische Zahlensysteme, Rechenoperationen mit Dualzahlen, Codes - Digitale Schaltkreise: Gatter und Signale, Logikfamilien (charakteristische Parameter, Ausgangsschaltungen) - Entwurf von Schaltnetzen: Schaltalgebra, Entwurfsverfahren - Beispiele für Schaltnetze: Codierer, Decodierer, Multiplexer, Demultiplexer, Komparatoren, Rechenschaltungen, Paritätsgeneratoren, Spikes (Glitches) in Schaltnetzen - Speicherschaltungen: Transmission-Gates, D-Latch, D-Flipflop, Anwendungen von D-Flipflops, JK-Flipflop - Sequentielle Schaltungen: Register, Zähler, Endliche Zustandsautomaten (Finite State Machines) - Programmierung von digitalen Schaltungen mit VHDL, Schaltnetze mit PLD (Programmable Logic Devices), Digital-Analog- und Analog-Digitalwandler

LE

Leistungselektronik (6 SWS) Inhalt: - Leistungselektronische Bauelemente: Betriebsweise, Halbleitermaterialien, Diode (Durchlass- und Sperrverhalten, Schaltverhalten), Leistungstransistoren (bipolare Leistungstransistoren, PowerMOSFET, IGBT), Thyristoren, GTOs, Wärme-Management, Ventilbeschaltung - Wandler, Stromrichterschaltungen: Grundfunktionen und Kennzeichnung von Stromrichterschaltungen, Klassifizierung / Taktungs- und Führungsprinzipien, Wandlung durch Schalten / Schaltmodulation - Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter (Gleichrichter, AC/DC-Wandler): Umrichtertypen, netzgeführte Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter, Ein-, Zwei- und Dreiphasensysteme, Kenndaten, Vierquadranten-Gleichrichter / Umkehrstromrichter, selbstgeführte Wechselstrom-Gleichstrom-Umrichter - Wechselstromschalter, Wechselstromsteller: Einphasen-Wechselstromsteller mit R-Last, Phasenanschnittsteuerung, Phasenabschnittsteuerung, Sektorsteuerung, Periodengruppensteuerung, Einphasenwechselstromsteller mit Phasenanschnittsteuerung und R/L-Last - Gleichstrom-Gleichstrom-Umrichter (DC/DC-Wandler): Tiefsetzsteller, Hochsetzsteller, Hoch-/Tiefsetz-Steller, Übertragungsverhalten, Synchrongleichrichter, Mehrquadrantenschaltungen, Steuerverfahren, Pulsbreitenmodulation, Pulsfrequenzmodulation, Zweipunktregelung - Gleichstrom-Wechselstrom-Umrichter (Wechselrichter): Schaltungstopologien, Steuerungsverfahren - Frequenzumrichter (AC/AC-Wandler)