Hochschule Kempten      
Fakultät Elektrotechnik      
Elektronik 3       Fachgebiet Elektronik, Prof. Vollrath      

Elektronik 3

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

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

  2. 7.10.2020 Halbleiter: Si , GaAs, Elektronen, Löcher, Eigenleitungsdichte, Bändermodell
📹 Video Halbleiter 7.10.2020
Schema - n-dotiertes Silicium 16. 25.11.2020 Differenzverstärker Gegentakt- und Gleichtaktverstärkung, Ersatzschaltbild, Eingangswiderstand, Ausgangswiderstand, Aussteuerbereich, Beispiel
📹 Video Differenzverstärker 25.11.2020
  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

  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


18. 2.12.2020 Mehrstufiger Verstärker Ausgangsstufen, Class A, Class AB, Class D
📹 Video Mehrstufige Verstärker 2.12.2020
  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
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

  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
  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

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

  8. 28.10.2020 MOSFET: Aufbau, Querschnitt, Typen, Gleichungen, NFET Kennlinien, Schwellspannung, PFET
📹 Video MOSFET 28.10.2020
22. 16.12.2020 Anwendungen Operationsverstärker (Op) Differenzierer, Integrierer, Beispiel
📹 Video Differenzierer, Integrierer 16.12.2020
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

10. 4.11.2020 MOSFET Frequenzverhalten, Aufgaben, Kennlinie, Verstärkung, Transitfrequenz
📹 Video MOSFET 4.11.2020
24. 11.01.2021 Anwendungen Op Ringoszillator, Ladungspumpe (Pelliconi), Gegenkopplung und Instabilität

Der Versuch 11 und der Versuchsvortrag entfallen ersatzlos!!!


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
26. 18.1.2021 Anwendungsbeispiel
Musterklausur

Der Versuch 11 und der Versuchsvortrag entfallen ersatzlos!!!



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
27. 20.1.2021 Musterklausur
14. 18.11.2020 MOSFET Grundschaltungen, Arbeitspunkt einer Transistorschaltung, Sourceschaltung, Kleinsignalersatzschaltbild, Eingangsspannungsbereich, Ausgangsspannungsbereich
📹 Video Verstärkerschaltungen 18.11.2020

Praktikum

Bedienung des Electronic Explorer: Bedienung Electronic Explorer

Gruppe A

Nr Matrikel-
nummer
NrVortrag
1 ***034, A A01Vxx
2 ***047, A A02Vxx
3 ***323, A A03Vxx
4 ***965, A A04Vxx
5 ***329, B A05Vxx
6 ***811, B A06Vxx
7 ***575, B A07Vxx
8 ***488, B A08Vxx
9 ***382, C A09Vxx
10 ***074, F A10Vxx
11 ***372, G A11Vxx
12 ***470, H A12Vxx
13 ***956, B A13Vxx
14 ***164, D A14Vxx

Gruppe B

Nr Matrikel-
nummer
NrVortrag
19 ***064, H B01Vxx
20 ***816, H B02Vxx
21 ***829, H B03Vxx
22 ***767, H B04Vxx
23 ***782, H B05Vxx
24 ***895, K B06Vxx
25 ***317, K B07Vxx
26 ***365, L B08Vxx
27 ***619, M B09Vxx
28 ***866, M B10Vxx
29 ***668, O B11Vxx
30 ***478, R B12Vxx
31 ***237, R B13Vxx
32 B14Vxx

Gruppe C

Nr Matrikel-
nummer
NrVortrag
37 ***237, R C01Vxx
38 ***266, S C02Vxx
39 ***193, S C03Vxx
40 ***237, S C04Vxx
41 ***421, S C05Vxx
42 ***243, S C06Vxx
43 ***899, S C07Vxx
44 ***821, T C08Vxx
45 ***416, W C09Vxx
46 ***530, W C10Vxx
47 ***666, Z C11Vxx
48 ***065, K C12Vxx
49 ***412, H C13Vxx
50 *** C1Vxx

Termine

Datum Zeit Versuch Gruppe
07.10.19 Mo 14:00 ÜG A
07.10.19 Mo 15:45 ÜG B
14.10.19 Mo 14:00 P1 B
14.10.19 Mo 15:45 P1 A
21.10.19 Mo 14:00 P2 A
21.10.19 Mo 15:45 P2 B
28.10.19 Mo 14:00 P3 B
28.10.19 Mo 15:45 P3 A
04.11.19 Mo 14:00 P4 A
04.11.19 Mo 15:45 P4 B
11.11.19 Mo 14:00 P5 B
11.11.19 Mo 15:45 P5 A
Datum Zeit Versuch Gruppe
18.11.19 Mo 14:00 P6 A
18.11.19 Mo 15:45 P6 B
25.11.19 Mo 14:00 P7 B
25.11.19 Mo 15:45 P7 A
02.12.19 Mo 14:00 P8 A
02.12.19 Mo 15:45 P8 B
09.12.19 Mo 14:00 P9 B
09.12.19 Mo 15:45 P9 A
16.12.19 Mo 14:00 P10 A
16.12.19 Mo 15:45 P10 B
13.01.20 Mo 14:00 P11 B
13.01.20 Mo 15:45 P11 A
Datum Zeit Versuch Gruppe
20.01.20 Mo 14:00 P12 A
20.01.20 Mo 15:45 P12 B

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

Eine pdf Datei mit einem Dateinamen: 2020_Elek3_<Uebung/Klausur/Nummer>_<Nachname><InitialeVorname>_<Gruppe>.pdf
Beispiel für Joerg Vollrath Gruppe A0 Klausur: 2020_Elek3_K_VollrathJ_A0.pdf

Grundlagen Mathematik und Elektrotechnik

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