Inhalt
Grundlagen elektronischer Materialien und Bauelemente II
Allgemein:
Fachsemester: 5
Turnus: Wintersemester
Sprache: Deutsch
ECTS: 4
Dauer: einsemestrig
(empfohlene) Voraussetzungen:
keine
(Elektrotechnik und GeMB I empfohlen)
Inhalte:
Halbleiter 3- bipolare Bauelemente:
stromdurchflossener pn-Übergang (Shockley-Modell), Raumladungskapazität, Tunnel- und Zener-Diode, pin-
Diode, Varaktor; Aufbau und Wirkungsweise von Bipolar-Transistoren, Herleitung der Kennliniengleichung (Ebers-
Moll-Modell), Normal- und Inversbetrieb, Grundschaltungen und Kennlinienfelder, dynamisches Verhalten,
messtechnische Bestimmung der Transistor-Parameter;
Ionenleitende Werkstoffe:
Feste Ionenleiter, flüssige Elektrolyte, elektrochemische Zellen, Batterien und Brennstoffzellen;
Dielektrische Werkstoffe:
Materie im elektrischen Gleichfeld, Polarisation im mikroskopischen Bild, elektrische Felder in Festkörpern, Dielektrika im Wechselfeld, Anwendungen: Isolatoren und Kondensatordielektrika, Wellen in Dielektrika, Anwendungen: Mikrowellenbauelemente und optische Komponenten; Nicht-lineare Dielektrika;
Magnetische Werkstoffe:
Atomare magnetische Momente, Typen des Magnetismus, magnetische Werkstoffe, Anwendungen geschlossener Magnetkreise, Grenzflächen, Entmagnetisierungstensor, Scherung der Hysteresekurve, Anwendungen offener Magnetkreise, Form- und Kristallanisotropie; techn. Magnetwerkstoffe; Grundlagen des spinpolarisierten Transports;
Supraleiter:
Phasenübergang, krit. Temperatur, krit. Magnetfeld, Grundlagen der BCS-Theorie, Anwendungen;
Lernziele:
Die Studierenden sind nach Abschluss der Modulveranstaltungen „Grundlagen elektronischer Materialien und Bauelemente 2“ mit den naturwissenschaftlichen und materialtechnischen Grundlagen von bipolaren Bauelementen, Ionenleitern, elektrochemischen Zellen, dielektrischen Werkstoffen, magnetischen Werkstoffen und Supraleitern vertraut. Aufbauend auf diesem Grundlagenwissen ist es Ihnen möglich, technische Kennwerte von daraus abgeleiteten Bauelementen zu berechnen und zu bewerten. Ferner gewinnen die Studierenden einen Einblick in praktische Anwendungen dieser Bauelemente und sind in der Lage, diese Bauelemente in erste beispielhafte Anwendungsfälle zu integrieren und das Systemverhalten vorherzusagen.
Prüfungsleistung:
Klausur (90 min)