### PO 2017 ###
### Studiengang und Semester
3BORE:2017
### Modulbezeichnung
Analoge Elektronik
### Englische Modulbezeichnung
Electronics
### Art
Pflichtmodul
### ECTS-Punkte
5
### Studentische Arbeitsbelastung
15, 135
### Voraussetzungen (laut Prüfungsordnung)
### Empfohlene Voraussetzungen
Grundlagen der Gleichstromtechnik 
Mathematik I 
### Pruefungsform und -dauer
Klausur 2h oder mündliche Prüfung
### Lehrmethoden und Lernmethoden
Multimedial aufbereitetes Online-Studienmodul zum Selbststudium mit
zeitlich parallel laufender Online-Betreuung und regelmäßigen virtuellen Lehrveranstaltungen
### Modulverantwortlicher
G. Schmidt (THL)
### Qualifikationsziele
Die Studierenden
- kennen die unterschiedlichen Bauformen der Grundzweipole und können deren wesentliche Eigenschaften in Ersatzschaltungen darstellen.
- können die Funktion des pn-Übergangs erklären, sowie daraus die Kennlinien im I-U Diagramm und das Umschaltverhalten ableiten.
- können typische Diodenschaltungen in Bezug auf eine gegebene Fragestellung dimensionieren, sowie relevante funktionale Grenzwerte bestimmen.
- kennen die Funktion des bipolaren, sowie des unipolaren Transistors, und können Anwendungsschaltungen in Bezug auf eine gegebene Fragestellung dimensionieren, sowie relevante funktionale Grenzwerte bestimmen.
- können, unter Einbeziehung der elektrischen Parameter, den Einfluss unterschiedlicher Kühlkörper bestimmt, sowie deren Eigenschaften für eine gegebene Fragestellung dimensionieren.
- kennen die Unterschiede von Groß- und Kleinsignalersatzschaltungen und sind in der Lage, dieses Konzept auf nichtlineare Bauelemente anzuwenden, sowie den Umfang der Ersatzschaltung und deren Schaltungsparameter aus Kennlinie und Datenblatt zu bestimmen.
- kennen die Eigenschaften des Transistors als Verstärker und als Schalter und können die entsprechenden Anwendungsschaltungen in Bezug auf eine gegebene Fragestellung dimensionieren, sowie relevante funktionale Grenzwerte bestimmen.
- kennen beispielhafte, weitere Halbleiterbauelemente, sowie deren Funktion und können typische Anwendungen für diese Bauteile benennen, bzw. die besondere Eignung innerhalb dieser Anwendung erklären.
- kennen die wesentlichen Anwendungen von Operationsverstärkern und können die unterschiedlichen äußeren Beschaltungen entsprechend dimensionieren.
- können einfache analoge Schaltungen im Simulationsprogramm PSPICE eingeben und deren Funktionen simulieren, bzw. die Auswirkungen von Dimensionierungsvariationen darstellen.
- können eigene Schaltungsentwürfe und deren Dimensionierungen in Simulation und praktischer Realisierung verifizieren. Abweichungen können messtechnisch quantifiziert und in akzeptable Ungenauigkeiten und tatsächliche Fehler klassifiziert werden.
- können erwartete Lösungen in Bezug auf die Fragestellung formulieren und diese gegen berechnete, simulierte oder messtechnisch erfasste Lösungen evaluieren.
- können Ergebnisse innerhalb einer Gruppe gemeinsam erarbeiten.
### Lehrinhalte
**Reale Grundzweipole**
Unterschiedliche Bauformen von Bauelementen; unterschiedliche Eigenschaften von Widerständen, Kondensatoren und Spulen; Transformatoren; Modellierung und Ersatzschaltungen von idealem u. realem Transformator
**Halbleiter**
Materialien und atomarer Aufbau; Bändermodell; Dotierung von Halbleitern; Eigen- und Störstellenleitung; PN-Übergang / Shockley-Gleichung; Metall-Halbleiterübergang; I-U Kennlinie des PN-Übergangs
**Diode und Diodenschaltungen**
Diodentypen; Arbeitspunkt und Ersatzschaltung; Schaltverhalten des PN-Übergangs; Berechnungen von Anwendungsschaltungen; Berechnung der funktionalen Grenzen
**Transistoren und Transistorschaltungen**
Funktion bipolarer und unipolarer Transistoren; Kennlinien und Kennlinienfelder; Methoden der Arbeitspunktberechnung; Groß- und Kleinsignalersatzschaltung; Transistorgrundschaltungen; Transistor als Verstärker; Transistor als Schalter; Berechnungen von typischen Transistorschaltungen; Berechnung der funktionalen Grenzen
**Operationsverstärker und Operationsverstärkerschaltungen**
Funktion und Aufgaben von Operationsverstärkern; Interner Aufbau; Modell vom idealen Operationsverstärker; Ersatzschaltung und Übertragungskennlinien; Gegen- und Mitkopplung; Die vier Grundschaltungen; Äußere Beschaltung; Berechnungen von Anwendungsschaltungen
**Erwärmung von Bauelementen**
Wärmewiderstand von Bauteilen; Verlustleistung; Temperatur- und Kühlkörperberechnung
**Weitere Halbleiter und deren Anwendungen**
Übersicht Diac, Triac, Thyristor; Übersicht Isolated Gate Bipolar Transistor; Typische Anwendungen
### Literatur
Beetz, Bernhard (2008): Elektroniksimulation mit PSPICE. 3., verb. und erw. Aufl. Wiesbaden: Vieweg (Viewegs Fachbücher der Technik).
Böhmer, Erwin; Ehrhardt, Dietmar; Oberschelp, Wolfgang (2010): Elemente der angewandten Elektronik. 16., aktualisierte Aufl. Wiesbaden: Vieweg + Teubner (Studium).
Goßner, Stefan (2011): Grundlagen der Elektronik. Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen. 8., erg. Aufl. Aachen: Shaker (Elektronik).
Heinemann, Robert (2011): PSPICE. Einführung in die Elektroniksimulation. 7., aktualisierte und erw. Aufl. München: Hanser.
Hering, Ekbert; Bressler, Klaus; Gutekunst, Jürgen (2014): Elektronik für Ingenieure und Naturwissenschaftler. 6., vollst. aktual. u. erw. Aufl. Berlin: Springer Vieweg (Springer-Lehrbuch).
Reinhold, Wolfgang (2010): Elektronische Schaltungstechnik. Grundlagen der Analogelektronik. München: Fachbuchverl. Leipzig im Carl Hanser Verl. 
Siegl, Johann; Zocher, Edgar (2014): Schaltungstechnik - analog und gemischt analog/digital. 5., neu bearb. und erw. Aufl. Berlin: Springer Vieweg (Springer-Lehrbuch).
Tietze, Ulrich; Schenk, Christoph; Gamm, Eberhard (2016): Halbleiter-Schaltungstechnik. 15., überarbeitete und erweiterte Auflage. Berlin, Heidelberg: Springer Vieweg.
### Titel der Lehrveranstaltung
Analoge Elektronik
### Dozent
G. Schmidt (THL)
### SWS
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