Leistungselektronische Bauelemente

Credits Workload Kontaktzeit Selbststudium Dauer
6 CP180 h 3 SWS (45 h)135 h

Lehrveranstaltungen

Veranstaltung/ Lehrform CP SWS Häufigkeit
Leistungselektronische Bauelemente Vorlesung 6 CP 3 SWS WS, jährlich
Leistungselektronische Bauelemente Übung   0 SWS WS, jährlich

Prüfungsleistung

90-minütige Klausur.

Note

Die Modulnote ist die Note der Klausur.

Lernergebnisse / Kompetenzen

Die Studierenden sollen

  • die erforderlichen halbleiterphysikalischen Grundlagen erlernen und diese Gesetze auf verschiedene Halbleiterstrukturen anwenden,
  • die grundlegende Funktionsweise von leistungselektronischen Bauelementen wie z.B. der Diode und des Transistors sowie moderner Halbleiter verstehen,
  • das dynamische Verhalten der Halbleiter kennenlernen,
  • die parasitären Effekte der Bauelemente selbständig analysieren und deren Einfluss auf das Bauteilverhalten bewerten,die Auslegung von leistungselektronischen Bauelementen unter realen Gesichtspunkten erlernen und selbständig durchführen.

Inhalte

Inhalte der Veranstaltung sind z.B.:

  • Grundlagen der Halbleiterphysik: Herstellung von Silizium, Zonenschmelzverfahren für n-dotiertes Silizium, Herstellung von Dotierungen, Wiederholung der Grundgleichungen zum Ladungsträgertransport und Generationsgleichungen.
  • PN-Übergang: Struktur, Betrachtung des thermischen Gleichgewichtszustands, Schottky'sche Parabelnäherung, Feld- und Diffusionsströme, Boltzmanngesetz, Diffusionsspannung, Raumladungszone, Verhalten bei schwacher Injektion, Sperrbelastung, Leistungs- und Sperrfähigkeit.
  • PSN-Struktur: Verhalten im Durchlassbetrieb bei schwacher und starker Injektion, Verhalten bei Sperrbelastung, Spannungsgrenzen, Kennlinien.
  • Dynamisches Verhalten von Leistungsdioden: Einschaltvorgänge bei starker und schwacher Injektion, Ausschaltvorgänge, Umschalten von Durchlass- auf Sperrbetrieb, Umschalten mit Entlastungskreis.
  • Thyristor: PNPN-Struktur, Grundgleichungen, Ersatzschaltbild, Schaltverhalten, Sperrfähigkeit.
  • Weitere Thyristorstrukturen: Rückwärts leitender Thyristor, GATT, Triac, GTO.MOSFET: Struktur, Grundgleichungen, Bauweisen, Kennlinien, Dynamisches Verhalten, CoolMOS (Superjunction), Moderne Bauelemente: Bauelemente mit kombinierter Bipolar- und MOSFET-Struktur: IGBT, GCT, MTO, MCT, Thermische Eigenschaften von Bauelementen: Verlustleistungsbilanz, Wärmewiderstände, Kühlung, Schäden durch Lastwechselzyklen.

Alternative Wahlmodule zu diesem Modul

Dieses Modul gehört zur Gruppe "Wahlpflichtbereich Elektrotechnik". 7 Module (bestehend aus Vorlesung und Übung) zu wählen aus dem Wahlpflichtmodulen in den zwei Studienschwerpunkten: 1. Informations- und Kommunikationstechnik; 2. Elektrische Energietechnik. Die Module sollen so gewählt werden, dass im 1. Studienjahr insgesamt 36 ECTS und im 2. Studienjahr 24 ECTS erworben werden.

    Studienschwerpunkt Elektrische Energietechnik (EE)

    Studienschwerpunkt Informations- und Kommunikationstechnik (IK)

    Modulzuordnung

    Master of Science: Fach Grundlagen der Elektrotechnik: Bereich Studienschwerpunkt Elektrische Energietechnik (EE)

    Disclaimer

    Bitte beachten Sie, dass im Zweifel (z.B. sich widersprechende Angaben auf der Website und dem Modulhandbuch) für Ihr Studium immer die Angaben in der aktuellen Bachelorprüfungsordnung mit den entsprechenden Anhängen verbindlich sind. Wenden Sie sich bitte an die Fachstudienberatung, wenn Ihnen Unstimmigkeiten auffallen.


     
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