9 Arbeitsplätze, Beamer, Surround Sound
Jeder Arbeitsplatz hat folgende Ausstattung:

• Personal Computer
• LTSPICE (Schaltungssimulation)
• ISE Webpack (Digitaler Schaltungsentwurf)
• Waveforms (Ansteuerung von Generatoren und Messgeräten)
• Electric VLSI System
• Electronic Explorer Board
• Oszilloskop
• Funktionsgenerator
• Spannungsgenerator
• Spannungsmessgeräte
• 32 Digitale I/O's
• FPGA Entwicklungsboards
• BASYS 2
• BASYS 3
• NEXYS 3
• Zedboard

Versuch 1: LTSPICE und Datenanalyse mit Excel

Eine Widerstandskurve wird in LTSPICE simuliert, die Werte in Excel importiert und der Widerstand mit einer Regressionsgeraden bestimmt.

Versuch 2: Diodenmessung

Für eine statische Diodenkennlinie wird eine Messschaltung aufgebaut und mit dem Electronic Explorer gemessen.

Versuch 3: Diodengleichung in SPICE und Excel

Eine statische Diodenkennlinie wird simuliert und mit den Modellgleichungen in Excel verglichen.
Ein online Tool erlaubt die Kurvenanpassung einer Diode.

Versuch 4: MOSFET Transistormessung

Für eine statische MOSFET-Kennlinie wird eine Messschaltung aufgebaut und mit dem Electronic Explorer gemessen.

Versuch 5: MOSFET Gleichungen in SPICE und Excel

Eine statische MOSFET-Kennlinie wird simuliert. Simulation und Messung werden mit den Modellgleichungen in Excel verglichen.
Ein online Tool erlaubt die Kurvenanpassung eines MOSFETs

Versuch 6: Der Bipolartransistor

Eine statische Bipolartransistorkennlinie wird gemessen und Modellparameter werden bestimmt.

Versuch 7: Der MOSFET als Verstärker

Die Wechselspannungsverstärkung eines einfachen MOSFET Verstärkers wird mit verschiedenen Biasströmen und Lasten gemessen.

Versuch 8: Der Differenzverstärker

Eine statische Bipolartransistorkennlinie wird gemessen und Modellparameter werden bestimmt.

Versuch 9: Der Operationsverstärker

Der Frequenzgang des realen Operationsverstärkers wird messtechnisch untersucht.

Versuch 10: Der Operationsverstärker in LTSPICE

Eine statische Bipolartransistorkennlinie wird gemessen und Modellparameter werden bestimmt.

Versuch 11: Anwendung des Operationsverstärkers

Der Schmitt-Trigger wird aufgebaut und gemessen. Die Instabilität des Operationsverstärkers wird gemessen.

Versuch 12: Versuchsvorträge

Jede Gruppe trägt eine Versuchsdurchführung vor. Der Versuchsvortrag dauert 5 min pro Person.
Eine Auslosung bestimmt, über welchen Versuch 2 Personen einer Gruppe berichten.
Powerpoint Vorlage

Versuch 01: CMOS-Transistoren als Logikgatter

Logikschaltungen werden auf einem Breadboard aufgebaut. Kennlinien eines Inverters (NICHT, NOT) und einer logischen Verknüpfung werden gemessen.
Geräte: Electronic Explorer, CD4007, Kabel

Versuch 02: Logikfunktionen mit 3 Eingängen mit NAND Gattern oder Multiplexern

Geräte: Electronic Explorer, 74HC10 (Triple 3-Input NAND), 74HC04 (Hex Inverter), 74HC153 (doppelter 4 zu 1 Multiplexer), Kabel

Versuch 03: Digitaler Entwurf mit einem FPGA Board

Geräte: Digilent Basys 3 Board und Vivado Software

Versuch 04: Logische Gleichungen und Tastaturabfrage mit einem FPGA Board

Geräte: Digilent Basys 3 Board und Vivado Software

Versuch 05: Eine Finite state machine im FPGA

Geräte: Digilent Basys 3 Board und Vivado Software

Laboratory 2019: Build an FPGA

Emphasis on test

• Laboratory 1/2 : Design and simulation of 1 µm and 50 nm CMOS transistors
• Laboratory 3/4: A CMOS inverter

Laboratory 5: Build an FPGA

• Switch matrix (Task A)
• 1 inputs, 4 output: DEMUX
• 4 inputs, 1 output: MUX
• Look up table LUT2 (Task B)
• 2 inputs, 1 output
• register at the output Y
• 2nd shift register at the output YS
• Tiny FPGA chip

Laboratory Feedback

Students will do their reports as Internet web sites.
Making of a web report

A basic setup of files are provided here as an zip file (39 MB).

1. Guided laboratory 1,2: Webpage report, LTSPICE and data converters
2. Laboratory 3: Simulating an ADC DAC test setup
3. Laboratory 4: Simulating and measuring an R2R DAC
4. Laboratory 05: A pipeline ADC