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Elektronische Bauelemente

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Elektronische Bauelemente
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Biomedizinische Technik, Bachelor, ASPO 01.10.2018
Code: BMT2303.ELB
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P213-0073, P213-0076
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
3V+2U (5 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 3
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur

[letzte Änderung 22.11.2018]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

BMT2303.ELB (P213-0073, P213-0076) Biomedizinische Technik, Bachelor, ASPO 01.10.2018 , 3. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 75 Veranstaltungsstunden (= 56.25 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 93.75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Wenmin Qu
Dozent/innen:
Prof. Dr. Wenmin Qu


[letzte Änderung 17.07.2019]
Lernziele:
Die Studierenden können die Eigenschaften von Halbleitermaterialien benennen und erläutern. Sie können die Funktionen und die qualitativen Eigenschaften von Halbleiterbauelementen beschreiben und anhand der quantitativen Eigenschaften geeignete Bauelemente auswählen. Sie können grundlegende Schaltungen entwerfen und mit branchenüblicher Software simulieren, solche Schaltungen praktisch aufbauen und deren Eigenschaften messtechnisch überprüfen.

[letzte Änderung 22.11.2018]
Inhalt:
Einführung:
Halbleiter-Materialien, Dotierung, p- und n-Leiter, Planartechnik, Moore`s law.
 
Dioden:
Aufbau und Funktionsprinzip, Ersatzschaltbild und Kennlinie, Modell und Kleinsignalanalyse; Spezielle Dioden: PIN-Diode, Zenerdiode, Tunneldiode, Schottky-Diode, Fotodiode, LED und Solarzelle. Anwendungen von Dioden als Gleichrichter, Amplitudenbegrenzer, Hüllkurvendemodulator und Spannungsstabilisator.
  
Bipolartransistoren:
Aufbau und Funktionsprinzip, Kennlinien und Arbeitsbereich, Statische und dynamische Eigenschaften, Arbeitspunkteinstellung, Transistorgrundschaltungen, Stromspiegel und Stromquelle, Temperaturverhalten und Stabilisierung.
  
Thyristoren:
Aufbau und Funktionsprinzip, Eingangs- und Ausganskennlinien, Thyristor als steuerbaren Gleichrichter, Phasenanschnittsteuerung.
  
Feldeffekttransistoren:
Aufbau und Funktionsprinzip von Sperrschicht-, Isolierschicht-, n-Kanal- und p-Kanalfeldeffekttransistoren, Kennlinien und Eigenschaften, Kleinsignalmodelle, Schaltungen mit Feldeffekttransistoren, IGBTs.
  
Kurzeinführung in die Schaltungssimulation mittels PSPICE.
  
Anwendung von Transistoren:
- Leistungsverstärker: Leistungstransistoren, Darlingtontransistoren, Verlust und Wirkungsgrad, A-, B- und AB-Betrieb, Komplementärendstufe, Kurzschlussfestschaltung.
- Transistoren als Schaltelemente:  Schaltverhalten von Leistungsdioden und Leistungstransistoren, Ausräumstrom und Verzögerungszeit, Verlustleistung und Wärmeableitung, Dimensionierung des Kühlköpers, induktive Last und Freilaufdiode.
- Netzteile, Spannungsregler, DC-DC-Wandler, Inverswandler

[letzte Änderung 17.07.2019]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Overhead-Folien, Kopiervorlagen von Overhead-Folien und Aufgabenblättern

[letzte Änderung 22.11.2018]
Literatur:
Oehme, Friedrich W.; Humer, Mario; Pfaff, Markus: Elektronik und Schaltungstechnik: Ein verständlicher Einstieg, Hanser, ISBN 978-3-446-42961-1
Probst, Uwe: Leistungselektronik für Bachelors, Hanser, 2011, 2. Aufl., ISBN 978-3-446-44428-7
Reinhold, Wolfgang: Elektronische Schaltungstechnik, Hanser, (akt. Aufl.)

[letzte Änderung 17.07.2019]
[Thu Jun 20 10:42:06 CEST 2024, CKEY=b3BMT2303.ELB, BKEY=bmt3, CID=BMT2303.ELB, LANGUAGE=de, DATE=20.06.2024]