Aufbauseminar Elektronik

Halbleiterschaltungstechnik – Leistungselektronik – Simulation – Praxis
Elektronische Schaltungen sind allgegenwärtig. Viele Komponenten funktionieren dabei analog. Um eine gemeinsame Basis zu schaffen, stellt das Seminar zunächst die Funktionsweise der gängigsten Halbleiterbauelemente und die wichtigsten Messmethoden vor. Im Anschluss wird der Aufbau von grundlegenden Halbleiterschaltungen erklärt. Neben der Theorie der Schaltungstechnik wird dabei immer auch ihre Simulation geübt und anhand praktischer Messungen die Realität damit verglichen. Der Fokus liegt hier auf Standard-Halbleiterbauelementen, Operationsverstärkern und Bauteilen für die Leistungselektronik. Mit einem Exkurs in die Welt der Industrie-Elektronik werden reale Bauteile in Hinblick auf Funktionsreserve und Zuverlässigkeit betrachtet. Außerdem gibt es eine Einführung in die Aufbau- und Verbindungstechnik mit den relevanten Technologien von Leiterplatten und Keramikträgern sowie Löten.
Nach dem Seminar sind Sie in der Lage, elektronische Schaltungen zu verstehen sowie die Funktionalität und begleitende Parameter wie zum Beispiel Zuverlässigkeit zu benennen. Sie sind vertraut mit der Simulation elektronischer Schaltungen und können Toleranzanalysen, Funktionsreserven und Ausfallwahrscheinlichkeiten angeben. Sie kennen außerdem die gängigsten Mechanismen und Probleme der Aufbau- und Verbindungstechnologien elektronischer Schaltungen.

Das Seminar vermittelt einen tieferen Einblick in die Elektronik und richtet sich an Teilnehmer, die bereits Grundkenntnisse der Elektrotechnik und Elektronik besitzen und diese vertiefen wollen.

Dienstag, 7. bis Donnerstag, 9. November 2023
9.00 bis 12.15 und 13.45 bis 17.00 Uhr

Grundlagen elektronischer Bauteile
– Wiederholung
– passive Bauelemente in der Elektronik
– Wiederholung Messtechnik (Spannungs- und Strommessung, Frequenzgang)
– Spektrum- und Netzwerkanalyse

Schaltungssimulation
– kurze Einführung in die Analogsimulation mit LTSPICE

Bauelemente und ihre Eigenschaften
– reale Bauelemente
– Kenngrößen von Widerständen mit Toleranzen, Verlustleistung, Baugrößen
– Bauformen und Eigenschaften von Kapazitäten: Folien-, Keramik-, Tantal- und Flüssigelektrolyt-Kondensatoren
– Kenngrößen und parasitäre Elemente von Kondensatoren (mit Simulation)
– Induktivitäten, Transformatoren
– Zuverlässigkeit und Lebensdauer

Dioden
– Funktionsweise einer Diode
– Silizium- und Metall – Halbleiter(Schottky)-Dioden
– Diodenschaltungen
– Leuchtdioden
– Arten und Ansteuerung von LED’s (mit Messung der Spannung an LEDs unterschiedlicher Farben)

Transistoren 
– bipolarer Transistor
– Temperatureinflüsse auf Halbleiter
– Arbeitspunkt beim Bipolartransistor
– AP-Stabilisierung
– Grundschaltungen: Emitter-, Basis- und Kollektorschaltung
– Verstärkung
– Schaltverhalten und Verbesserungsmöglichkeiten des Schaltverhaltens
– jeweils mit praktischen Übungen

JFET, MOSFET
– Grundschaltungen und Anwendungsgebiete
– Besonderheiten bei MOSFET's
– spezielle MOSFET’s (Dualgate- und Leistungs-MOSFET’s wie VDMOS und FinFET)

Logische Schaltungen:  Grundschaltungen der Logik wie UND- bzw. ODER-Gatter und deren Realisierung

Leistungs-Halbleiter
– Leistungstransistoren, Darlingtonschaltung
– Schalten induktiver Lasten
– Thyristoren und Triacs
– IGBT's
– Highside- und Lowside-Schalter
– Brückenschaltung

Operationsverstärker
– Funktionsweise
– Grundschaltungen
– Arten von OP’s
– Kenngrößen von OP’s und Datenblattangaben
– Layouttipps

Aufbau- und Verbindungstechnik
– Halbleiter-Gehäuse und thermische Eigenschaften
– Leiterplatten-Aufbau und Herstellung
– Keramiktechnologien (Dickschicht- und Dünnfilmtechnologie)
– Löten