Elektronik 3 (Alt bis WS 2020)In der Elektronik werden Systeme aus einzelnen einfachen Bauteilen, komplexen integrierten Schaltkreisen und vorgefertigten Modulen zusammen gestellt und dann optimiert.Da es eine unübersehbare Anzahl von Schaltungen gibt, können diese nicht im Detail behandelt werden. Deshalb werden an den Beispielen von Dioden, CMOS Transistoren und Operationsverstärker gezeigt, wie man statische und dynamische Bauteileigenschaften mathematisch beschreibt, modelliert, mißt und mit Werten aus Datenblättern vergleichen kann. Aufgrund der elektrischen Eigenschaften aus Messung, Datenblatt oder Modell werden einfache analoge Grundschaltungen entwickelt. Elektronik 3 beschäftigt sich mit nichtlinearen, aktiven Bauelementen wie Dioden und Transistoren. Aus diesen Bauelementen werden komplexere analoge Schaltungen wie Operationsverstärker entwickelt. Für jedes Element wird das Verhalten näherungsweise mit Gleichungen und einfachen Ersatzschaltbildern beschrieben. Es werden Methoden entwickelt von realen Bauelementen und Schaltungen Eigenschaften zu messen und Ersatzschaltbilder, Simulationsmodelle und Datenblätter zu generieren. Bauelemente und Schaltungen werden heutzutage in rechnergestützten Simulationen (SPICE) abgebildet. Schaltungssimulationen können das Verständnis, die Berechnung und Messung von Schaltungen bestätigen. Die Schaltungssimulation ist ein unverzichtbares Werkzeug bei der Schaltungsentwicklung. Typische analoge Grundschaltungen sind der Signalverstärker und die geregelte Spannungsversorgung. |
Vorlesung
| 1. | 5.10.2020 |
Elektronik 3 Überblick SPICE |
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15. | 23.11.2020 |
MOSFET Grundschaltungen,
Millerkapazität, Vergleich der Grundschaltungen 📹 Video Verstärker 23.11.2020 Versuch 5 MOSFET Transistorsimulation und Versuch 6: Messung Bipolartransistor 23.11.2020 Mo: A 6, 24.11.2020 Di: C |
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| 2. | 7.10.2020 | Halbleiter:
Si , GaAs, Elektronen, Löcher, Eigenleitungsdichte, Bändermodell 📹 Video Halbleiter 7.10.2020 |
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16. | 25.11.2020 |
Differenzverstärker
Gegentakt- und Gleichtaktverstärkung, Ersatzschaltbild,
Eingangswiderstand, Ausgangswiderstand, Aussteuerbereich, Beispiel 📹 Video Differenzverstärker 25.11.2020 |
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| 3. | 12.10.2020 | Halbleiter:
Dotierung, Ladungsträgertransport, Drift, Diffusion, Ladungsträgerbeweglichkeit,
Ladungsträgergeneration und Rekombination, Differentialgleichungen, Devicesimulator PISCES 📹 Video Halbleiter 12.10.2020 |
17. | 30.11.2020 |
Differenzverstärker
Gegentakt- und Gleichtaktverstärkung, Ersatzschaltbild,
Eingangswiderstand, Ausgangswiderstand, Aussteuerbereich, Beispiel 📹 Video Differenzverstärker 30.11.2020 Versuch 7: Der MOSFET als Verstärker und Versuch 8: Der Differenzverstärker 30.11.2020 Mo: A 7, 1.12.2020 Di: B |
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| 4. | 14.10.2020 | Diode: pn-Übergang,
Diffusionsspannung, Raumladungszone, Spannungs-Strom-Kennlinie, Diodengleichung 📹 Video Diode 14.10.2020 Aufgaben bis zum 1. Praktikumsversuch: Grundlagen Mathematik und Elektrotechnik |
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18. | 2.12.2020 |
Mehrstufiger Verstärker
Ausgangsstufen, Class A, Class AB, Class D 📹 Video Mehrstufige Verstärker 2.12.2020 |
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| 5. | 19.10.2020 | Diode:
Kennlinienparameter, Messung, SPICE-Modell, Diodenarten, Kapazität, Schalten 📹 Video Diode 19.10.2020 Versuch 1 Excel und Versuch 2 Diodenmessung: 19.10.2020 Mo: A 1, 20.10.2020 Di: B Besprechung der Aufgaben: Grundlagen Mathematik und Elektrotechnik |
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19. | 7.12.2020 |
Operationsverstärker Schaltsymbol, Übertragungskennlinie,
Ersatzschaltbild, Slew Rate 📹 Video Operationsverstärker 7.12.2020 Versuch 7: Der MOSFET als Verstärker und Versuch 9: Der Operationsverstärker 7.12.2020 Mo: A 8, 8.12.2020 Di: C |
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| 6. | 21.10.2020 | Diode:
Ersatzschaltbilder, Temperaturmessung 📹 Video Diode 21.10.2020 |
20. | 9.12.2020 |
Operationsverstärker
Frequenzgang, Gegenkopplung, Invertierender Verstärker,
Nichtinvertierender Verstärker, Addierer, Subtrahierer 📹 Video Grundschaltungen Operationsverstärker 9.12.2020 |
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| 7. | 26.10.2020 | Diode:
Gleichrichterschaltungen,
Freilaufdiode, Spannungsstabilisierung (Z-Diode) Versuch 1 Excel und und Versuch 2 Diodenmessung: 26.10.2020 Mo: A 2, 27.10.2020 Di: C 📹 Video Diode 26.10.2020 |
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21. | 14.12.2020 |
Rechnung von Übungsaufgaben Versuch 9: Operationsverstärker und Versuch 10: Der Operationsverstärker in LTSPICE 14.12.2020 Mo: A 9, 15.12.2020 Di: B 📹 Video Übungsaufgaben 14.12.2020 |
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| 8. | 28.10.2020 | MOSFET:
Aufbau, Querschnitt, Typen, Gleichungen, NFET Kennlinien,
Schwellspannung, PFET 📹 Video MOSFET 28.10.2020 |
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22. | 16.12.2020 |
Anwendungen Operationsverstärker (Op)
Differenzierer, Integrierer, Beispiel 📹 Video Differenzierer, Integrierer 16.12.2020 |
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| 9. | 2.11.2020 | MOSFET
Kapazitäten, MOS SPICE-Modell, Transistorentwicklung, Unterschwellspannungskennlinie,
MOSFET-Verstärker, Kleinsignalbetrachtung
Versuch 3: Diodensimulation und Versuch 4 MOSFET Transistormessung 2.11.2020 Mo: A 3, 3.11.2020 Di: B 📹 Video MOSFET 2.11.2020 |
23. | 21.12.2020 |
Anwendungen Operationsverstärker
Komparator, Schmitt Trigger, Relaxationsoszillator Versuch 8: Differenzverstärker und Versuch 10: Der Operationsverstärker in LTSPICE 21.12.2020 Mo: A Versuch 10 via Zoom, 22.12.2020 Di: C via Zoom 📹 Video OpAmp Schaltungen 21.12.2020 |
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| 10. | 4.11.2020 | MOSFET
Frequenzverhalten, Aufgaben, Kennlinie, Verstärkung, Transitfrequenz 📹 Video MOSFET 4.11.2020 |
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24. | 11.01.2021 |
Anwendungen Op Ringoszillator, Ladungspumpe (Pelliconi),
Gegenkopplung und InstabilitätDer Versuch 11 und der Versuchsvortrag entfallen ersatzlos!!! |
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| 11. | 9.11.2020 | MOSFET
MOSFET als Schalter, Datenblatt, PFET Messung, JFET, Leistungs-MOSFET
Versuch 3: Diodensimulation und Versuch 4 MOSFET Transistormessung 9.11.2020 Mo: A 4, 10.11.2020 Di: C 📹 Video MOSFET 9.11.2020 |
25. | 13.1.2021 | Rauschen Definition, Widerstandsrauschen, Diodenrauschen, Transistorrauschen SPICE Rauschsimulation, Rauschspannung, Rauschfaktor | ||
| 12. | 11.11.2020 | Bipolartransistor
Anschlüsse, Struktur, Kennlinien, Gleichung, Transportmodell, Verstärker 📹 Video Bipolartransistor 11.11.2020 |
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26. | 18.1.2021 | Anwendungsbeispiel Musterklausur Der Versuch 11 und der Versuchsvortrag entfallen ersatzlos!!! |
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| 13. | 16.11.2020 | MOSFET Stromspiegel ,
Ausgangswiderstand, Einsatz bei Verstärkern, Eingangswiderstand,
Wilson Stromspiegel, Strombank, Referenzspannung
Versuch 5 MOSFET Transistorsimulation und Versuch 6: Messung Bipolartransistor 16.11.2020 Mo: A 5; 17.11.2020 Di: B 📹 Video Stromspiegel 16.11.2020 |
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27. | 20.1.2021 | Musterklausur |
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| 14. | 18.11.2020 |
MOSFET Grundschaltungen,
Arbeitspunkt einer Transistorschaltung, Sourceschaltung, Kleinsignalersatzschaltbild,
Eingangsspannungsbereich, Ausgangsspannungsbereich 📹 Video Verstärkerschaltungen 18.11.2020 |
Praktikum
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Gruppe A
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Gruppe B
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Gruppe C
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Übungsaufgaben
Übungsaufgaben
Folgende Aufgaben bis zum 9.11.2020 rechnen und bitte die pdf der Lösung an den Dozenten schicken:
Übung 1.1, 1.2, 2.3 WS2011 1.1,1.2, 1.3, WS2012 A2
Folgende Aufgaben bis zum 7.12.2020 rechnen und bitte die pdf der Lösung an den Dozenten schicken:
Übung 2: 1,2 Übung 3: 1, 3, Übung 4: 1 WS2011: 2, 4
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Beispiel für Joerg Vollrath Gruppe A0 Klausur: 2020_Elek3_K_VollrathJ_A0.pdf
Grundlagen Mathematik und Elektrotechnik
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