1 / 4
Lineare Bauelemente
2 / 4
Berechnung
3 / 4
Der Operationsverstärker
4 / 4
Diode und MOSFET
- Vorlesung Elektronik
Prof. Dr.-Ing. Jörg Vollrath
Dies ist eine Vorlesung mit 4 SWS. 27 Vorlesungen a 90 Minuten.
07.10.2024
Einheiten, Vorsatzzeichen, Strom, Spannung
Buch:
01. Einführung und Elektrische Größen
Organisation, Literatur, elektrische SystemeEinheiten, Vorsatzzeichen, Strom, Spannung
Buch:
8.10.2024
U Spannung in Volt V
I Strom in Amper A
R Widerstand in Ohm Ω
Buch:
02. Ohmsches Gesetz
U = I RU Spannung in Volt V
I Strom in Amper A
R Widerstand in Ohm Ω
Buch:
14.10.2024
Spezifische Leitfähigkeit
\( R(T) = R(T_0) ( 1 + \alpha (T - T_0) ) \)
Temperaturabhängiger Widerstand
Video:
Buch:
03. Spezifischer Widerstand
\( R = \frac{\rho l}{A} \)Spezifische Leitfähigkeit
\( R(T) = R(T_0) ( 1 + \alpha (T - T_0) ) \)
Temperaturabhängiger Widerstand
Video:
Buch:
15.10.2024
Reihenschaltung
\( \frac{1}{R} = \sum \frac{1}{R_i} \)
Parallelschaltung
\( l = \sum l_i \), \( A = \sum A_i \)
Längen li oder Querschnitte Ai addieren sich
Buch:
04. Reihen- und Parallelschaltung
\( R = \sum R_i \)Reihenschaltung
\( \frac{1}{R} = \sum \frac{1}{R_i} \)
Parallelschaltung
\( l = \sum l_i \), \( A = \sum A_i \)
Längen li oder Querschnitte Ai addieren sich
Buch:
21.10.2024
Gesamtwiderstand
Ströme und Spannungen einer Schaltung
Buch:
05. Übung
Spezifischer Widerstand und TemperaturverhaltenGesamtwiderstand
Ströme und Spannungen einer Schaltung
Buch:
22.10.2024
Ideale Stromquellen
Reale Spannungsquellen
Reale Stromquellen
06. Quellen
Ideale SpannungsquellenIdeale Stromquellen
Reale Spannungsquellen
Reale Stromquellen
28.10.2024
Widerstandsanpassung RL = Ri
RL Lastwiderstand
Ri Innenwiderstand
Wirkungsgrad \( \eta = \frac{P_{out}}{P_{in}}\)
Buch:
07. Leistung P
P = U IWiderstandsanpassung RL = Ri
RL Lastwiderstand
Ri Innenwiderstand
Wirkungsgrad \( \eta = \frac{P_{out}}{P_{in}}\)
Buch:
29.10.2024
\( \sum I = 0 \)
Knotensatz (Current law, KCL)
\( \sum U = 0 \)
Maschenregel (voltage law, KVL)
08. Kirchhoff
\( \sum I = 0 \)
Knotensatz (Current law, KCL)
\( \sum U = 0 \)
Maschenregel (voltage law, KVL)
4.11.2024
Leistung an einer Quelle oder an einem Widerstand
Knoten und Maschengleichungen
Buch:
09. Übung
I(U) Kennlinien von Widerständen und QuellenLeistung an einer Quelle oder an einem Widerstand
Knoten und Maschengleichungen
Buch:
5.11.2024
\( U_L = I_K R_i \)
UL Leerlaufspannung
IK Kurzschlussstrom
Ri Innenwiderstand
10. Ersatzquellen
\( U_L = I_K R_i \)
UL Leerlaufspannung
IK Kurzschlussstrom
Ri Innenwiderstand
11.11.2024
Weggelassene Stromquelle ist eine Unterbrechung
Weggelassene Spannungsquelle ist ein Kurzschluss
11. Superposition
Man überlagert die einzelnen Teilströme von Spannungsquellen und StromquellenWeggelassene Stromquelle ist eine Unterbrechung
Weggelassene Spannungsquelle ist ein Kurzschluss
18.11.2024
Amplitude und Phase
Oszilloskop
Buch:
13. Wechselspannung AC
Periodizität, Periode, FrequenzAmplitude und Phase
Oszilloskop
Buch:
19.11.2024
Der Schaltungsimulator LTSPICE
Verifikation von Rechnungen
Buch:
14. Wie entwirft man eine Schaltung?
Theorie, Modell, Simulation, Aufbau, MessungDer Schaltungsimulator LTSPICE
Verifikation von Rechnungen
Buch:
25.11.2024
Diodenkennlinie
LTSPICE Parameter
Kleinsignalverhalten, Linearisierung
Video: 📹 Diode 22.12.2020
15. Was ist ein nichtlineares Bauelement, eine Diode?
Schaltsymbol, Diodengleichung, BauteilparameterDiodenkennlinie
LTSPICE Parameter
Kleinsignalverhalten, Linearisierung
Video: 📹 Diode 22.12.2020
26.11.2024
MOSFET Kennlinie
LTSPICE Parameter
Ersatzschaltbild
Video: 📹 MOSFET 11.1.2021
16. Was ist ein MOSFET?
Schaltsymbol, MOSFET Gleichung, BauteilparameterMOSFET Kennlinie
LTSPICE Parameter
Ersatzschaltbild
Video: 📹 MOSFET 11.1.2021
2.12.2024
Schaltsymbol, Gleichtakt und Gegentakt
Messung OP272, Kennlinie UA(UD)
Ersatzschaltbild, LTSPICE Modell
Video: 📹 Operationsverstärker 7.12.2020
17. Wie kann man eine Spannungsdifferenz verstärken?
Operationsverstärker (Op Amp)Schaltsymbol, Gleichtakt und Gegentakt
Messung OP272, Kennlinie UA(UD)
Ersatzschaltbild, LTSPICE Modell
Video: 📹 Operationsverstärker 7.12.2020
3.12.2024
Modellparameter von Dioden
Vth, β, λ
Modellparameter von MOSFETs
vu, Voffset, Vmax, Vmin
Operationsverstärkerparameter
18. Übung
Is, n, RsModellparameter von Dioden
Vth, β, λ
Modellparameter von MOSFETs
vu, Voffset, Vmax, Vmin
Operationsverstärkerparameter
9.12.2024
Addierer und Subtrahierer
Video: 📹 Verstärkerschaltungen 8.12.2020
19. Rückkoppelung bei Operationsverstärkerschaltungen
Gegenkopplung, Nichtinvertierener und invertierender VerstärkerAddierer und Subtrahierer
Video: 📹 Verstärkerschaltungen 8.12.2020
10.12.2024
Mitkopplung
Schmitt-Trigger
Hysterese
Kennlinie
20. Mitkoppelung bei Operationsverstärkerschaltungen
Mitkopplung
Schmitt-Trigger
Hysterese
Kennlinie
7.1.2025
CLASS A Verstärker
Treiberschaltungen
Video: 📹 MOSFET Verstärker 12.1.2021
22. Wie kann ein MOSFET eine Last ansteuern?
VerstärkerCLASS A Verstärker
Treiberschaltungen
Video: 📹 MOSFET Verstärker 12.1.2021
13.1.2025
Kennlinien, Widerstand, Frequenzverhalten
Buch:
23. Induktivitäten und Kapazitäten
Widerstand R, Induktivität L, Kapazität CKennlinien, Widerstand, Frequenzverhalten
Buch:
14.1.2025
24. Testklausur,
Vorstellung der Aufgabe des Projektpraktikums
Übungsaufgaben Elektronik 1:
RLC, Operationsverstärker, Dioden
24. Testklausur,
Projektpraktikum
Vorstellung der Aufgabe des ProjektpraktikumsÜbungsaufgaben Elektronik 1:
RLC, Operationsverstärker, Dioden
- Projektpraktikum Elektronik Sommersemester
Projektpraktikum (SoSe2025)
Projektpraktikum
Messung von Bauteilparametern und Schaltungen
Praktikum Elektronik 3 (Alt)
Entwurf eines Audioverstärkers (SoSe2024)
Projektpraktikum
Versuchsbeschreibung
Messung von Bauteilparametern und Schaltungen
Praktikum Elektronik 3 (Alt)
- Schaltungen und Demos Elektronik
Die Tabelle enthält geplante und vorhandene Schaltungen und Simulationen.
| Vorlesung | Thema | Schaltung | Bauteile | Demo/Versuch |
| Elektronik 1 | 01 Quellen | Batterie | 1.5 V Batterie, Multimeter | Demo |
| Elektronik 1 | 03 Spezifischer Widerstand | Drahtwiderstand | Draht, Multimeter, Potentiometer | Demo |
| Elektronik 1 | 04 Reihen- und Paralllelschaltung | Widerstände | 1 kOhm 10%, 1%, 01% (4 Stk), Multimeter | Demo |
| Elektronik 1 | 06 Quellen mit Innenwiderstand | Belastung, Zusammenschaltung | 10 Ohm 1 W, 100 Ohm, Batterie, Multimeter, Spannungsgenerator | Demo, LTSPICE |
| Elektronik 1 | 06 Quellen mit Innenwiderstand | Gesteuerte Quellen | LTSPICE | |
| Elektronik 1 | 10 Quellenumwandlung | Quellenumwandlung | LTSPICE | |
| Elektronik 1 | 10 Quellenumwandlung | Quellenumwandlung | LTSPICE | |
| Elektronik 1 | 11 Superposition | Belastung, Zusammenschaltung | 10 Ohm 1 W, 100 Ohm, Multimeter, Batterie | Demo |
| Elektronik 1 | 13 Wechselspannung | Oscilloscope | Oscilloscope Electronic Explorer | Demo |
| Elektronik 1 | 13 Wechselspannung | Funktionsgenerator | Funktionsgenerator Electronic Explorer | Demo |
| Elektronik 1 |
13 Wechselspannung Strommessung mit dem Oszilloskop | Strommessung | Electronic Explorer | Demo |
| Elektronik 1 |
14 Schaltungsentwurf Widerstandsmessung | Widerstandsmessung | Electronic Explorer | Demo |
| Elektronik 1 | LTSPICE Spannungsteiler | LTSPICE Spannungsteiler | LTSPICE | LTSPICE |
| Elektronik 1 | LTSPICE Übertragungsfunktion | LTSPICE Frequenzgang | LTSPICE | LTSPICE |
| Elektronik 1 | 15 Diode | Diodenmessung | Spannungsgenerator, Widerstand, Multimeter, Diode Funktionsgenerator, Oszilloskop, Widerstand, Diode |
V02 Diodenversuch Messung V03 Diodenversuch Simulation 1x Koffer für 20 Gruppen |
| Elektronik 1 | 16 MOSFET | MOSFET Messung | Funktionsgenerator, Oszilloskop, 1 kOhm Widerstand, CD4007 |
MOSFET Messung MOSFET Simulation 1x Koffer für 20 Gruppen |
| Elektronik 1 | 17 Operationsverstärker | OpAmp Messung, Simulation | Funktionsgenerator, Oszilloskop, 1 kOhm Widerstand, TLC271, TLV246 |
V09 Operationsverstärker Messung 1x Koffer für 20 Gruppen V09 Operationsverstärker Simulation |
| Elektronik 1 | 19 Operationsverstärker | OpAmp Schaltungen Gegenkopplung |
Funktionsgenerator, Oszilloskop, 1 kOhm Widerstand (4x), TLC271, TLV246 |
V09 Operationsverstärker Anwendung 1x Koffer für 20 Gruppen |
| Elektronik 1 | 20 Operationsverstärker | OpAmp Schaltungen Mitkopplung |
Funktionsgenerator, Oszilloskop, 1 kOhm Widerstand (4x), TLC271, TLV246 |
V09 Operationsverstärker Anwendung 1x Koffer für 20 Gruppen |
| Elektronik 1 | 22 MOSFET Schaltung | MOSFET Schalter, Verstärker | Funktionsgenerator, Oszilloskop, 100 Ohm Widerstand (4x), CD4007, ALD1107/6 |
V07 MOSFET Verstärker 1x Koffer für 20 Gruppen |
| Elektronik 1 | 22 AB-Verstärker | MOSFET, Operationsverstärker, AB Verstärker | Funktionsgenerator, Oszilloskop, 100 Ohm Widerstand (4x), TLV246, ??? | Demo |
| Elektronik 1 | 22 Ringoszillator | MOSFET Ringoszillator | Funktionsgenerator, Oszilloskop, CD4007 | Demo |
| Elektronik 1 | 22 Spannungsversorgung | Spannungsregler | Funktionsgenerator, Oszilloskop, TLC272, ???, C | Demo |
| Elektronik 1 | 22 Spannungsversorgung | Ladungspumpe | Funktionsgenerator, Oszilloskop, CD4007, ??? Motordriver??, C= | Demo |
| Elektronik 1 | 22 Diodenschaltungen | Gleichrichtung, LED | Funktionsgenerator, Oszilloskop, Dioden | Demo |
| Elektronik 1 | 23 Kapazität | Differentialgleichung | Funktionsgenerator, Oszilloskop, R, C | Demo |
| Elektronik 1 | 23 Induktivität | Differentialgleichung | Funktionsgenerator, Oszilloskop, R, L | Demo |
| Elektronik 2 | Projektpraktikum | Audioverstärker | Funktionsgenerator, Oszilloskop, OpAmp, Leistungs MOSFET, R, L, C, Lautsprecher, Klinkenbuchse, Spannungsversorgung | 30 Koffer |
| Elektronik 2 | 01 Lautsprecherweiche | Übertragungsfunktion | Funktionsgenerator, Oszilloskop, Visaton HW 3/120 NG, Sinusitiv CR345 | Demo |
| Elektronik 2 | 01 Dynamotaschenlampe | Sinusgenerator | Oszilloskop, Hamdtaschenlampe | Demo |
| Elektronik 2 | 09 RLC Messung | RLC Schaltkreis | Oszilloskop, 100 Ohm 4x, C=45nF, L=2.1 8mH | Demo |
| Elektronik 2 | 12 RLC Messung | RLC Resonanz | Oszilloskop, 100 Ohm 4x, C=45nF, L=2.1 8mH | Demo |
| Elektronik 2 | 18 RLC Messung | Übertragungsfunktion | Oszilloskop, 100 Ohm 4x, C=45nF, L=2.1 8mH | Demo |
| Elektronik 2 | 20,21,22 Filter | Übertragungsfunktion | Oszilloskop, 100 Ohm 4x, C=45nF, L=2.1 8mH | Demo |
| Elektronik 2 | 23,24 Transformator | Transformator | Oszilloskop, Transformator | Demo |
| Elektronik 2 | 25 Drehstrommotor | Synchronmaschine | Oszilloskop, Transformator | Demo |
| Elektronik 2 | 25 Drehstrommotor | Asynchronmaschine | Oszilloskop, Transformator | Demo |
| Elektronik 3 | 01 EKG Schaltung | Operationsverstärker und Datenwandler | Oszilloskop, EKG Schaltung, (Mock up Generator) | Demo |
| Elektronik 3 | 02 Aktive Filter Schaltung | Aktive Filter | Oszilloskop, OpAmp, R, L, C | Demo |
| Elektronik 3 | 05 LED Bauteil | LED Funktionsweise | Oszilloskop, R, LED | Demo |
| Elektronik 3 | 05 Dioden | Recovery Time Schaltverhalten |
Oszilloskop, R, Diode | Demo |
| Elektronik 3 | 05 Dioden | Temperaturmessung | Oszilloskop, MAX1617 | Demo |
| Elektronik 3 | 05 Dioden | Spannungsverdopplung Villard Schaltung |
Oszilloskop, Diode, C, R | Demo |
| Elektronik 3 | 05 Dioden | z-Diode Spannungsbegrenzung | Oszilloskop, z-Diode, R | Demo |
| Elektronik 3 | 06 MOSFET | Stromspiegel | Signalgenerator, Oszilloskop, ALD1107P, R | Demo |
| Elektronik 3 | 06 MOSFET | Differenzverstärker | Signalgenerator, Oszilloskop, ALD1107P, ALD1106N | Demo |
| Elektronik 3 | 06 Operationsverstärker | TLC272 Chip gebondet Beschalteter Operationsverstärker |
Signalgenerator, Oszilloskop, TLC272, R | Demo |
| Elektronik 3 | 07 Bipolartransistor | Transistorkennlinie | Signalgenerator, Oszilloskop, BCY 591 NPN, R |
V06 Bipolartranssitor 1 Koffer 20 Gruppen |
| Elektronik 3 | 08 Rauschen | Widerstandsrauschen | Signalgenerator, Oszilloskop, R = 1 MOhm 2x | Demo |
| Elektronik 3 | 09 Halbleitersensoren | Hallsensor, Magnetfeld | Signalgenerator, Oszilloskop, SS49 E, Magnet | Demo |
| Elektronik 3 | 09 Halbleitersensoren | Hallstromsensor | Signalgenerator, Oszilloskop, ACS712 | Demo |
| Elektronik 3 | 09 Halbleitersensoren | Dehnungsmessstreifen Wägezelle |
Signalgenerator, Oszilloskop, MCP3421 Weight scale demo board | Demo |
| Elektronik 3 | 09 Halbleitersensoren | Solarzelle | Signalgenerator, Oszilloskop, Solarzelle | Demo |
| Elektronik 3 | 09 Halbleitersensoren | Power Manager | Signalgenerator, Oszilloskop, Waveshare solar power manager | Demo |
| Elektronik 3 | 10 Längsregler | Spannungsregler | Signalgenerator, Oszilloskop, OpAmp, IRF9530, R, C | Demo |
| Elektronik 3 | 10 Schaltregler | Buck Converter | Signalgenerator, Oszilloskop, OpAmp, IRF9530, Diode, L = 180 uH, R, C | Demo |
| Elektronik 3 | 10 Spannungsregler | Buck, Boost Converter | Signalgenerator, Oszilloskop, DC1106A Evaluation Board | Demo |
| Elektronik 3 | 10 Spannungsregler | Ladungspumpe | Signalgenerator, Oszilloskop, CD4007, LM2776 | Demo |
| Elektronik 3 | 13 Digitaltechnik | NAND, Wahrheitstabelle und Verzögerungszeit | Signalgenerator, Oszilloskop, CD4007, SN7400, |
V1 Inverter V2 Logikfunktionen |
| Elektronik 3 | 14 Digitaltechnik | D-Flip-Flop diskret | Signalgenerator, Oszilloskop, CD4007 4x | Demo |
| Elektronik 3 | 17 Digitaltechnik | Schieberegister | Signalgenerator, Oszilloskop, 74HC153?? | Demo |
| Elektronik 3 | 17 Digitaltechnik | FPGA Zähler | BASYS3 Board |
V3 Zahlenlauflicht V4 Logikfunktion V5 Zahlenlauflicht |
| Elektronik 3 | 21 Datenwandler | R2R DAC | Signalgenerator, Oszilloskop, R2R 8x, OpAmp | Demo |
| Interface Electronics | 05 Datenwandler | C2C DAC | Signalgenerator, Oszilloskop, C2C 8x, OpAmp | 2017 Versuch 10 Bit C2C DAC |
| Interface Electronics | Datenwandler | Serial Charge sharing DAC | Signalgenerator, Oszilloskop, C, OpAmp | Demo |
| Elektronik 3 Interface Electronics | 09 Datenwandler | SAR ADC | Signalgenerator, Oszilloskop, R2R 8x, OpAmp | Demo |
| Interface Electronics | Datenwandler | Pipeline ADC | Signalgenerator, Oszilloskop, BASYS3, OpAmp, ALD1106/7 | Demo |
| Interface Electronics | Datenwandler | Sigma Delta ADC | Signalgenerator, Oszilloskop, BASYS3, R, C, OpAmp | Demo |