PTI02260 – Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik

Modul
Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik
Physical fundamentals of semiconductor elecronics
Modulnummer
PTI02260
Version: 2
Fakultät
Physikalische Technik / Informatik
Niveau
Bachelor
Dauer
1 Semester
Turnus
Wintersemester
Modulverantwortliche/-r

Prof. Dr. Maik Fröhlich
Maik.Froehlich(at)fh-zwickau.de

Dozent/-in(nen)

Prof. Dr. Maik Fröhlich
Maik.Froehlich(at)fh-zwickau.de

Lehrsprache(n)

Deutsch
in "Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik"

ECTS-Credits

5.00 Credits

Workload

150 Stunden

Lehrveranstaltungen

4.00 SWS (1.00 SWS Praktikum | 3.00 SWS Vorlesung mit integr. Übung / seminaristische Vorlesung)

Selbststudienzeit

90.00 Stunden
30.00 Stunden Selbststudium - Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik
30.00 Stunden Vorbereitung Prüfung - Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik
30.00 Stunden Praktikumsvor- und -nachbearbeitung - Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik

Prüfungsvorleistung(en)

Praktikumstestat
in "Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik"

Prüfungsleistung(en)

schriftliche Prüfungsleistung
Modulprüfung | Prüfungsdauer: 90 min | Wichtung: 100%
in "Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik"

Medienform
Keine Angabe
Lehrinhalte/Gliederung
  • Basis: Aufbau Atome, Aufbau Festkörper (Energiebändermodell)
  • Halbleiter: Konzept, Arten, Eigenleiter, Störstellenleiter (p, n), Energiebändermodell
  • Dioden: p-n-Übergang, ohne und mit externer Spannung, Stromfluss, Kennlinie, Temperaturabhängigkeit, Diodentypen (z.B. Gleichrichterdiode, Kapazitätsdiode, Schaltdiode, Z-Diode, Leuchtdiode, lichtempfindliche Diode)
  • Bipolartransistoren: Aufbau und Arten, Funktionsweise (stromgesteuertes Bauelement), Grundschaltungen, Kennlinienfelder, Arbeitspunkt und Arbeitsgerade, Grenzwerte
  • Feldeffekttransistoren: Übersicht über Arten, Sperrschicht-FET (S-FET / NJFET (Aufbau, Funktionsweise, Schaltungen)), MOSFET (Aufbau, Funktionsweise, Schaltungen)
  • Differenzverstärker: Aufbau, Funktionsweise
  • Operationsverstärker: grundlegender Aufbau, Beispielschaltungen.
Qualifikationsziele
  • Verständnis der Funktionsweise von Halbleitern und Halbleiterbauelementen (Dioden, Bipolartransistoren, Feldeffekttransistoren)
  • Verständnis des Einflusses elektrotechnischer Größen und der Temperatur auf die Wirkweise von Halbleiterbauelementen
  • Erlernen des Berechnens von elektrotechnischen Größen in Schaltungen mit Halbleiterbauelementen
  • Verständnis der Funktionsweise von Differenz- und Operationsverstärkern
  • Befähigung zur Nutzung von Halbleiterbauelementen, insbesondere Dioden sowie Bipolar- und Feldeffekttransistoren in einfachsten elektronischen Schaltungen
  • Schaffung der Voraussetzung für die darauf aufbauenden Module Messtechnik und Messwerterfassung und Verarbeitung
  • Technische Umsetzung des Wissens und das Training von Team- und Kooperationsfähigkeit im Praktikum
  • Befähigung und Motivation zur systematischen Arbeit einerseits und zur Entwicklung und Praxisüberleitung innovativer Lösungen andererseits durch interdisziplinäre Zusammenarbeit mit anderen Ingenieuren
Besondere Zulassungsvoraussetzung

keine

Empfohlene Voraussetzungen

Grundkenntnisse der Experimentalphysik, Grundkenntnisse der Elektrotechnik

Fortsetzungsmöglichkeiten
Keine Angabe
Literatur
  • Koß/Reinhold, „Lehr- und Übungsbuch Elektronik“, Fachbuchverlag Leipzig, 3. Auflage, 2005
  • Beuth/Schmusch, „Elektronik 3, Grundschaltungen“, Vogel-Buchverlag, 11. Auflage, 1992
  • Herberg, „Elektronik – Einführung für alle Studiengänge“, Viewegs Fachbücher der Technik, 1. Auflage, 2002
  • Zastrow, „Elektronik – Ein Grundlagenlehrbuch für Analogtechnik, Digitaltechnik und Leistungselektronik“, Viewegs Fachbücher der Technik, 6. Auflage, 2002
  • Federau, „Operationsverstärker“, Viewer Verlag, 2006
  • Viehmann, „Operationsverstärker – Grundlagen, Schaltungen, Anwendungen“, Hanser Fachbuchverlag, 2016
Hinweise
Keine Angabe