PTI02260 – Physical fundamentals of semiconductor elecronics

Module
Physical fundamentals of semiconductor elecronics
Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik
Module number
PTI02260
Version: 2
Faculty
Physikalische Technik / Informatik
Level
Bachelor
Duration
1 Semester
Semester
Winter semester
Module supervisor

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

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

German
in "Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik"
ECTS credits

5.00 credits

Workload

150 hours

Courses

4.00 SCH (1.00 SCH Internship | 3.00 SCH Lecture with integrated exercise / seminar-lecture)
Self-study time

90.00 hours
30.00 hours Self-study - Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik
30.00 hours Course preparation - Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik
30.00 hours Praktikumsvor- und -nachbearbeitung - Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik
Pre-examination(s)

Praktikumstestat
in "Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik"
Examination(s)

schriftliche Prüfungsleistung
Module examination | Examination time: 90 min | Weighting: 100%
in "Physikalische Grundlagen der Halbleiterelektronik"
Media type
No information
Instruction content/structure
  • 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.
Qualification objectives
  • 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
Special admission requirements

keine
Recommended prerequisites

Grundkenntnisse der Experimentalphysik, Grundkenntnisse der Elektrotechnik
Continuation options
No information
Literature
  • 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
Notes
No information
Assignment to curriculum

224 Physikalische Technik - Bachelor 2018 Vollzeit

144 Biomedizinische Technik - Bachelor 2018 Vollzeit

224 Physikalische Technik - Bachelor 2020 Vollzeit

290 Studienangebot der Fakultät Physikalische Technik/Informatik (PTI) für Austauschstudierende für das Studienjahr 2023/2024 - Abschluss im Ausland 2023 Vollzeit

144 Biomedizinische Technik - Bachelor 2023 Vollzeit

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